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這款采用RP2040的工業級SiP可實現無縫網絡加速和安全物聯網連接。

WIZnet將W5500以太網控制器與RP2040集成到單個封裝系統中，增強了其設備功能，提供了更全面的網絡卸載解決方案，為客戶帶來更流暢、更高效的開發體驗。

解決方案	RP2040
企業規模	SME
行業	物聯網, 自動化, 通信

WIZnet是全球以太網連接解決方案的領導者，以實現設備間無縫通信的創新方法而聞名。WIZnet成立于1998年，專注于開發基于硬件的TCP/IP解決方案，為嵌入式系統、物聯網設備和工業應用簡化網絡連接。

WIZnet成功的核心在于致力于為開發者提供強大、可靠且易于集成的產品。從廣為人知的W5500以太網集成電路，到如W55RP20這樣的前沿系統級封裝解決方案，WIZnet不斷突破網絡技術邊界。該公司服務于智能家居自動化、醫療保健、能源管理和制造業等多個行業，提供可擴展的解決方案，滿足大型企業和小型初創企業的需求。

WIZnet注重創新和以客戶為中心的設計，將專業技術與對市場需求的深刻理解相結合。通過簡化復雜的網絡挑戰，WIZnet使開發者能夠專注于構建有影響力的應用，加速產品上市時間，推動行業變革。

面臨的挑戰

作為以太網集成電路解決方案的領導者，WIZnet不斷創新。然而，其現有的以太網集成電路如作為TCP卸載引擎（TOE）的W5500面臨著一個關鍵挑戰。雖然這些芯片能夠高效地從主機MCU卸載OSI模型最多四層的任務，但仍需微控制器處理應用層進程，如SSL、TLS或其他協議。

對于客戶而言，這種依賴通常意味著在MCU上增加開發復雜性和資源利用率，尤其是在集成安全通信或MQTT等輕量級物聯網協議等功能時。

挑戰顯而易見：WIZnet如何增強其以太網集成電路，提供更全面的網絡卸載解決方案，為客戶帶來更流暢、更高效的開發體驗？解決方案需要超越僅卸載TCP協議棧，還要處理應用層任務，同時保持緊湊的外形、成本效益以及與現有生態系統的兼容性。

解決方案

為了解決傳統以太網集成電路的局限性，WIZnet設計了一種創新方法：將RP2040微控制器與其經過驗證的W5500以太網控制器集成到單個SiP中。這款新芯片W55RP20利用了RP2040的雙核Arm Cortex-M0+架構，并結合了W5500強大的網絡功能。

這種集成使W55RP20能夠作為全棧網絡加速器，超越了單純的TCP卸載。借助RP2040的處理資源，該芯片可以直接處理TLS和MQTT等應用層協議，顯著減輕了主機MCU的工作負載。這意味著開發者現在不僅可以卸載TCP/IP協議棧，還可以卸載TLS加密等安全功能或物聯網專用庫，簡化安全且可擴展的網絡應用的實現。

從硬件角度來看，SiP設計將RP2040和W5500的內部芯片與優化布線相結合，確保兩個組件之間的高效通信。這是一個緊湊、高效的解決方案，在不增加復雜度或成本的情況下提供了增強的功能。這一突破使客戶能夠更快地將產品推向市場，同時保持強大的網絡性能和安全性。

為何選擇樹莓派？

在選擇與W5500以太網集成電路配對的理想微控制器時，WIZnet評估了多家領先MCU供應商的選項。RP2040脫穎而出，它成為明確的選擇，它提供了獨特的可用性、設計靈活性和創新功能組合。

在WIZnet的決策過程中，一個關鍵因素是COVID-19疫情期間的全球半導體短缺。盡管許多微控制器面臨嚴重的供應鏈限制，RP2040仍然易于獲取，使WIZnet能夠保持開發時間表，并及時將W55RP20推向市場。

除了可用性之外，RP2040的設計也給WIZnet留下了深刻印象。其雙核Arm Cortex-M0+架構提供了充足的處理能力，同時保持了低功耗。真正使RP2040脫穎而出的是其可編程輸入/輸出（PIO）子系統，為處理自定義協議和外設提供了無與倫比的靈活性。這一功能使RP2040和W5500之間能夠實現無縫通信，優化了WIZnet的SiP設計性能。

RP2040強大的開發生態系統，包括出色的文檔和社區支持，進一步堅定了WIZnet的選擇。通過選擇RP2040，WIZnet能夠構建一個不僅解決了技術挑戰，還符合其提供可靠、開發者友好產品承諾的解決方案。

取得成果

W55RP20重新定義了以太網集成電路的功能。這款創新芯片不僅可以卸載TCP協議棧和TLS、MQTT等應用層協議，還可以處理計算密集型任務。它能夠處理原始數據，為傳輸做好準備，并處理數據包到網絡的傳輸，顯著減輕了客戶MCU的工作負載。

為了支持快速采用和簡化開發，WIZnet推出了W55RP20-EVB-Pico，這是一款采用熟悉的樹莓派Pico格式的評估板。該板簡化了原型設計和測試，使開發者能夠快速探索芯片的功能并將其集成到設計中。通過利用Pico類似的引腳排列和外形，W55RP20-EVB-Pico確保了與現有樹莓派Pico配件的兼容性，進一步降低了開發門檻。