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RP2040的工业级封装系统!
2025-08-25 17:45:19

这款采用RP2040的业级工业级SiP可实现无缝网络加速和安全物联网连接。

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WIZnet将W5500以太网控制器与RP2040集成到单个封装系统中,封装增强了其设备功能,系统提供了更全面的业级网络卸载解决方案,为客户带来更流畅、封装更高效的系统开发体验。

解决方案RP2040
企业规模SME
行业物联网,业级 自动化, 通信

WIZnet是全球以太网连接解决方案的领导者,以实现设备间无缝通信的封装创新方法而闻名。WIZnet成立于1998年,系统专注于开发基于硬件的业级TCP/IP解决方案,为嵌入式系统、封装物联网设备和工业应用简化网络连接。系统

WIZnet成功的业级核心在于致力于为开发者提供强大、可靠且易于集成的封装产品。从广为人知的系统W5500以太网集成电路,到如W55RP20这样的前沿系统级封装解决方案,WIZnet不断突破网络技术边界。该公司服务于智能家居自动化、医疗保健、能源管理和制造业等多个行业,提供可扩展的解决方案,满足大型企业和小型初创企业的需求。

WIZnet注重创新和以客户为中心的设计,将专业技术与对市场需求的深刻理解相结合。通过简化复杂的网络挑战,WIZnet使开发者能够专注于构建有影响力的应用,加速产品上市时间,推动行业变革。

面临的挑战

作为以太网集成电路解决方案的领导者,WIZnet不断创新。然而,其现有的以太网集成电路如作为TCP卸载引擎(TOE)的W5500面临着一个关键挑战。虽然这些芯片能够高效地从主机MCU卸载OSI模型最多四层的任务,但仍需微控制器处理应用层进程,如SSL、TLS或其他协议。

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对于客户而言,这种依赖通常意味着在MCU上增加开发复杂性和资源利用率,尤其是在集成安全通信或MQTT等轻量级物联网协议等功能时。

挑战显而易见:WIZnet如何增强其以太网集成电路,提供更全面的网络卸载解决方案,为客户带来更流畅、更高效的开发体验?解决方案需要超越仅卸载TCP协议栈,还要处理应用层任务,同时保持紧凑的外形、成本效益以及与现有生态系统的兼容性。

解决方案

为了解决传统以太网集成电路的局限性,WIZnet设计了一种创新方法:将RP2040微控制器与其经过验证的W5500以太网控制器集成到单个SiP中。这款新芯片W55RP20利用了RP2040的双核ArmCortex-M0+架构,并结合了W5500强大的网络功能。

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这种集成使W55RP20能够作为全栈网络加速器,超越了单纯的TCP卸载。借助RP2040的处理资源,该芯片可以直接处理TLS和MQTT等应用层协议,显著减轻了主机MCU的工作负载。这意味着开发者现在不仅可以卸载TCP/IP协议栈,还可以卸载TLS加密等安全功能或物联网专用库,简化安全且可扩展的网络应用的实现。

从硬件角度来看,SiP设计将RP2040和W5500的内部芯片与优化布线相结合,确保两个组件之间的高效通信。这是一个紧凑、高效的解决方案,在不增加复杂度或成本的情况下提供了增强的功能。这一突破使客户能够更快地将产品推向市场,同时保持强大的网络性能和安全性。

为何选择树莓派

在选择与W5500以太网集成电路配对的理想微控制器时,WIZnet评估了多家领先MCU供应商的选项。RP2040脱颖而出,它成为明确的选择,它提供了独特的可用性、设计灵活性和创新功能组合。

在WIZnet的决策过程中,一个关键因素是COVID-19疫情期间的全球半导体短缺。尽管许多微控制器面临严重的供应链限制,RP2040仍然易于获取,使WIZnet能够保持开发时间表,并及时将W55RP20推向市场。

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除了可用性之外,RP2040的设计也给WIZnet留下了深刻印象。其双核Arm Cortex-M0+架构提供了充足的处理能力,同时保持了低功耗。真正使RP2040脱颖而出的是其可编程输入/输出(PIO)子系统,为处理自定义协议和外设提供了无与伦比的灵活性。这一功能使RP2040和W5500之间能够实现无缝通信,优化了WIZnet的SiP设计性能。

RP2040强大的开发生态系统,包括出色的文档和社区支持,进一步坚定了WIZnet的选择。通过选择RP2040,WIZnet能够构建一个不仅解决了技术挑战,还符合其提供可靠、开发者友好产品承诺的解决方案。

取得成果

W55RP20重新定义了以太网集成电路的功能。这款创新芯片不仅可以卸载TCP协议栈和TLS、MQTT等应用层协议,还可以处理计算密集型任务。它能够处理原始数据,为传输做好准备,并处理数据包到网络的传输,显著减轻了客户MCU的工作负载。

为了支持快速采用和简化开发,WIZnet推出了W55RP20-EVB-Pico,这是一款采用熟悉的树莓派Pico格式的评估板。该板简化了原型设计和测试,使开发者能够快速探索芯片的功能并将其集成到设计中。通过利用Pico类似的引脚排列和外形,W55RP20-EVB-Pico确保了与现有树莓派Pico配件的兼容性,进一步降低了开发门槛。

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凭借其强大的性能、紧凑的尺寸和易于集成,W55RP20已在物联网、工业自动化和安全通信等多个行业获得认可。客户报告称系统可靠性提高、开发时间缩短和应用性能增强。

通过结合网络和数据处理能力以及易于获取的评估工具,W55RP20在网络加速器领域树立了新的标杆,推动了嵌入式系统和连接解决方案的创新。

原文地址:

https://www.raspberrypi.com/success-stories/wiznet-w55rp20-industrial-sip/

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