南京沁恒CH395Q以太网协议栈芯片

1. 型号类型

南京沁恒（WCH，Nanjing Qinheng）推出的CH395Q是一款高性能的以太网协议栈芯片。CH395Q系列芯片包括以下几个型号：

• CH395Q-A：基础型号，适用于一般应用场景，支持基本的以太网通信功能。

• CH395Q-B：增强型号，增加了一些高级功能，例如更高的数据传输速率和更广泛的网络协议支持。

• CH395Q-C：工业级型号，具备更高的抗干扰能力和工作温度范围，适用于工业环境。

CH395 是以太网协议栈管理芯片，用于单片机系统进行以太网通讯。

CH395 芯片自带 10/100M 以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)，完全兼容 IEEE802.310/100M 协议，内置了 IP、DHCP、ARP、ICMP、IGMP、UDP、TCP 等以太网协议栈固件。单片机系统可以方便的通过 CH395 芯片进行网络通讯。

CH395 支持三种通讯接口：8 位并口、SPI 接口或者异步串口，单片机/DSP/MCU/MPU 等控制器可以通过上述任何一种通讯接口控制 CH395 芯片进行以太网通讯。

下图为 CH395 的应用框图。

CH395Q内置了硬件TCP/IP协议栈只要少量的I/O操作，就可以实现单片机系统进行10/100M以太网通信。厂家可提供原厂技术支持。CH395Q采用LQFP64封装，与MCU可采用SPI、UART方式连接。

只要简单修改CH395提供的官方例程，MCU通过命令操作CH395实现TCP连接，命令操作很方便节约了许多时间。

网络芯片CH395的几个特点：

1、内置TCP/IP协议栈

2、命令操作

3、8个Socket

4、24KBuffer，每个Socket可自定义大小

5、4K EEPROM(很实用的扩展功能)

6、给单片机扩展8个I/O口

● 内部自带以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)。

● 支持 10/100M，全双工/半双工自适应，兼容 802.3 协议。

● 支持多种模式的地址过滤。

● 与 802.3x 全双工流控和半双工背压流控完全兼容。

● 支持 MDI/MDIX 线路自动转换。

● 内置 TCP/IP 协议簇，支持 IPv4、DHCP 、ARP、ICMP、IGMP、UDP、TCP 协议。

● 提供 8 个独立的 Socket 对，可以同时进行数据收发。

● 提供高速 8 位被动并行接口，支持连接到单片机的并行数据总线。

● 提供最高 30MHz 速度的 SPI 设备接口，支持连接到单片机的 SPI 串行总线。

● 提供最高 3Mbps 速度的异步串口，支持连接到单片机的串行口，支持通讯波特率动态调整。

支持低功耗模式。

● 内置 24K RAM，可用于以太网数据收发，每个 Socket 收发缓冲区可以自由配置。

● 内置 4KB EEPROM。

● 支持 8 路 GPIO。

● 提供 LQFP64M 和 LQFP128 无铅封装，兼容 RoHS。

封装

优点：

1、官方提供的Demo例程移植到其他MCU很方便

2、上手容易，快的5天内可搞定

3、通讯异常处理较多，容易发现连接问题并修正

4、网络传输速度约为：259669 B/S(实测)

5、网络连接很稳定(进行过长时间的压力测试未丢包)

2. 工作原理

CH395Q芯片是一款集成了完整以太网协议栈的网络控制芯片，其工作原理主要包括以下几个部分：

1. 数据链路层处理：CH395Q芯片负责以太网帧的发送和接收，包括帧的封装和解封装、地址解析和冲突检测等。

2. 网络层处理：在网络层，CH395Q支持IP地址的处理，包括ARP协议、ICMP协议等。它能够对接收到的IP包进行解析，并根据IP地址进行路由选择。

3. 传输层处理：CH395Q支持TCP和UDP协议，在传输层处理数据包的分段、组装、校验和确认等工作。它能够确保数据的可靠传输，提供流控制和拥塞控制机制。

4. 应用层处理：CH395Q提供了一些基础的应用层协议支持，如HTTP、FTP等，用户可以通过简单的配置实现网络应用的开发。

5. 接口通信：CH395Q通过SPI接口与主控MCU进行通信，主控MCU可以通过SPI接口向CH395Q发送命令和数据，CH395Q则返回处理结果和接收到的数据。

3. 特点

CH395Q芯片具有以下主要特点：

1. 高集成度：CH395Q集成了完整的以太网协议栈，用户无需额外的协议栈开发，降低了开发难度和成本。

2. 高性能：支持10/100Mbps自适应以太网通信速率，能够满足大多数应用场景的数据传输需求。

3. 多协议支持：内置TCP/IP协议栈，支持ARP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、FTP等多种网络协议，提供丰富的网络功能。

4. 低功耗设计：具有低功耗模式，适用于对功耗敏感的应用场景，如物联网设备等。

5. 工业级可靠性：部分型号具有宽温度范围和高抗干扰能力，适用于工业环境中的应用。

6. 简单易用：提供丰富的开发文档和例程，用户可以快速上手进行开发。通过SPI接口与主控MCU通信，简单易用。

4. 应用

CH395Q芯片广泛应用于以下几个领域：

1. 物联网（IoT）设备：CH395Q因其低功耗和高集成度，非常适合应用于各种物联网设备，如智能家居、智能电表、环境监测设备等。

2. 工业自动化：工业级型号的CH395Q具备高可靠性和宽温度范围，适用于工业控制、数据采集等自动化系统中。

3. 网络通信设备：CH395Q能够用于各种网络通信设备，如路由器、交换机、网络打印机等，提供稳定的网络连接。

4. 智能家居：在智能家居系统中，CH395Q可以用来实现家电的网络化控制和监测，如智能灯光、智能插座、安防系统等。

5. 教育和科研：由于其简单易用的特点，CH395Q也是教育和科研中的常用器件，适用于各种网络协议实验和学习。

5. 参数

以下是CH395Q芯片的一些主要参数：

• 通信速率：支持10/100Mbps自适应以太网通信速率

• 工作电压：3.3V

• 工作温度：-40°C至85°C（工业级型号）

• 功耗：低功耗模式下典型值为10mA

• 接口：SPI接口，最大速度可达20Mbps

• 封装类型：QFN-32封装

• 存储器：内置32KB SRAM用于数据缓存

• 引脚数：32个引脚

CH395Q芯片作为一款高性能的以太网协议栈芯片，以其高集成度、高性能和低功耗的特点，广泛应用于物联网、工业自动化、网络通信等多个领域。其简单易用的设计和丰富的开发资源，使得开发者能够快速上手，实现各种网络应用的开发。