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1、单片机联网芯片 CH395 与 ENC28J60 对比 目前较成熟的单片机联网方案有 CH395 和 ENC28J60 都是被常用到的芯片 这两种芯片分别为片上自带 TCP IP 协 议栈和未带 TCP IP 协议栈 其中 ENC28J60 片上不带 TCP IP 协议栈成本略低而 CH395 为内置 TCP IP 协议栈芯片 仅 需消耗较少单片机资源 其单片机命令操作方式让用户实际使用起来更方便 CH395 ENC28J60 生产厂家 WCH 沁恒 Microchip TCP IP 实现方式 内置 基本不消耗单片机 RAM 和 Flash 资源 无 单片机端加载 消耗单片机 RAM 和 FL
2、ASH 资源 PHY 10M 100M 自适应 支持直连和交叉线 10M MAC 有 有 接口 串口 并口 SPI 30MHZ SPI 最高 10MHZ RAM 24K 8K Socket 8 个 独立通道互不影响 可分配多个 但Socket增多会导致MCU 效率大幅降低 工作电压 1 8V 3 3V 3 45V 工作电流 10M BASE T 80ma 100M BASE T 150ma 10M BASE T 250ma 时钟 30MHZ 25MHZ App 例程 官方库 规范 可移植性强 wch 官网 可直接下载 第三方库 可移植性差 稳定性不确 定 开发周期 有网络基础的一周内可完成 周
3、期较长 实测 ping 返回速率 平均 0ms 平均 2ms 实测 SPI 方式网络通讯速率 10Mbps 0 3Mbps 实测并口方式万国通讯速率 12 5Mbps 无 操作方式 命令操作 简单方便 寄存器操作 工作温度范围 工业级 40 85 度 工业级 40 85 度 芯片封装 LQFP64M SPDIP SSOP SOIC QFN28 8 路 GPIO 用于扩展单片机 IO 无 附加功能 4K EEPROM 无 1 硬件参数对比 硬件参数对比 1 ENC28J60 芯片结构方面 结构比较简单 通过内置 MAC PHY 芯片来实现简单的以太网物理层连接 用户需要自己创建或市 场上的第三方
4、库方能实现应用层的设计 PHY 芯片方面 内置了一块 10M BASE T 芯片 基本可以满足目前通信需要 接口方面 采用最高 10MHz 的 SPI 接口 缓存方面 ENC28J60 仅提供 8KB 内部收发缓存 在目前处理大量数据要求的 背景下显得捉襟见肘 2 CH395 芯片结构方面 内部由 TCP IP 协议栈 MAC PHY 构成 拥有非常完善的官方应用库 极大缩短开发周期 可以完美 实现以太网接入要求 PHY 芯片方面 10M 100M BASE T 自适应芯片让 CH395 表现更为出色 接口方面 CH395 采用串 口 并口和 SPI 口三种方式任选 新的高效 SPI 协议支持
5、 30MHz 速率 缓存方面 CH395 内置 24KB 收发缓存 用户可 以同时使用 8 个 Socket 独立通信 且各个 Socket 之间互不影响 2 TCP IP 协议栈对比协议栈对比 ENC28J60 采用的是传统的软协议操作 需要主控 MCU 不断的响应中断 这在很大程度上占用了 MCU 的资源来跑软 协议栈 经过测试发现 随着需要响应的事件增多 MCU 的处理效率直线下降 会严重影响通信质量 CH395 内置 TCP IP 协议栈在芯片内完成 TCP IP 通讯请求 基本上不占用 MCU 内部资源 能够将节约出的 MCU 资源 用到更需要的地方 测试结果显示 当同时开启多个 S
6、ocket 进行数据通信 MCU 处理能力基本不受影响 这对通信质 量以及 MCU 的寿命都是关键性因素 3 Ping 返回速率对比 返回速率对比 1 Ping 返回速率测试 直连 ENC28J60ping 返回速率测试 CH395 ping 返回速率测试 以上对比可以看出 ENC28J60 平均返回延迟 2ms CH395 没有返回延迟 2 代码量对比 代码量也是工程技术中需要考虑的一个重要因素 代码量的大小对单片机的 FLASH 大小及工作效率直接提出要求 这里以测试用的 STM32f103VET6 型号单片机为参考 其 FLASH 为 512KB 代码库采用 3 5 版本 实测 ENC2
7、8J60 和 CH395 作为 TCP Server 同样使用 Keil4 编译环境下生成的 HEX 文件进行比对 前者的代码量将近 190KB 而后者的代码量不 到 60KB 这点也体现出网络芯片内置现 TCP IP 协议的优势 3 开发周期对比 从理论层面上 TCP IP 协议是网络通信的核心内容 向下关联底层物理链路层 向上连接应用层 中间涉及握手 协议建立和断开连接以及丢包率 重传机制等一系列复杂的理论基础 传统的软件协议栈需要工程师在单片机内嵌入 TCP IP 协议 而且要掌握 TCP IP 的实现过程 这样编写底层代码时才能更加合理稳定 内置协议栈的优势在于这一复 杂的过程都将通过 CH395 的内置协议栈实现 极大减轻了工程师的工作量 这就大幅减少了产品开发时间 后期维护 花费也将降至最低 其次 从测试方面来看 CH395 内置 TCP IP 协议栈在 Ping 返回速率 MCU 资源占用率以及稳定性方面明显高于 ENC28J60 节省了测试时间 提高了测试效率 取得了更好的测试效果 另外 较 ENC28J60 的第三方代码库而言 CH395 的官方代码库表现得功能更全面 格式规范 运行起来比较稳定
