以太网TCP在W5500上的通讯性能测试
以太网TCP在W5500上的通讯性能测试
author：ANGRY_KUA_MAX
QQ ：2518383357
Time ：2018-01-12
1. 概述
当前以太网在嵌入式系统中使用范围越来越广，而一个性能稳定，高效率的以太网传输方式能大幅度降低产品开发周期与售后成本。
本文以作者工作环境中使用过的以太网芯片W5500（硬件协议栈）与LWIP（软件协议栈）作为测试对象，这次只测试W5500性能测试，下次再测试LWIP。
2. 测试环境
本次使用STM32F107搭配W5500进行带宽测试，W5500使用SPI口通讯，时钟可以跑到80M，即理论可以速率为10MB；下次也使用STM32F107搭配83848跑LWIP做验证测试。（使用相同的MCU做数据分析才有对比价值，提前透漏，LWIP的性能比W5500要强一点，但W5500价格偏低，占用资源也少一些）
STM32F107与W5500的通讯，采用SPI的DMA方式；初始化W5500为四个端口，各个收发缓存为（8K,4K,2K,2K），缓存对收发速度有影响。测试的端口收发缓存为
3. TCP测试数据
3.1. W5500上传数据函数
switch(getSn_SR(NET_TYPE_TCP))
{
case SOCK_INIT:
listen(NET_TYPE_TCP);
break;
caseSOCK_ESTABLISHED:
if(getSn_IR(NET_TYPE_TCP) & Sn_IR_CON)
{
setSn_IR(NET_TYPE_TCP, Sn_IR_CON);
}
len=getSn_RX_RSR(NET_TYPE_TCP);
if(len>0)
{
len = (len >NET_BUF_RXSIZE)?NET_BUF_RXSIZE:len;
len = recv(NET_TYPE_TCP,net_rxbuf,len);
if(len > 0)
{
while(1) //作死的发送
{
send(NET_TYPE_TCP,net_rxbuf,1460); //本函数为阻塞函数，发生成功后，本函数才会返回
}
}
}
break;
caseSOCK_FIN_WAIT:
caseSOCK_CLOSING:
caseSOCK_TIME_WAIT:
caseSOCK_CLOSE_WAIT:
caseSOCK_LAST_ACK:
close(NET_TYPE_TCP);
break;
caseSOCK_CLOSED:
socket(NET_TYPE_TCP,Sn_MR_TCP,net_sys_info->debug_save_info.net.port,Sn_MR_ND);
break;
default:
break;
}
3.2. W5500上传速率
网络传输速率我们使用IPOP工具与360自带的加速球查看，其中IPOP软件以bit为单位，其实际的速度与360监测的一致（6080/8=750KB），即W5500在SPI速率为18兆位/秒的速度下测试，测试出来的通讯速度可达到750K左右，作者使用STM32F407做测试，上传速率可以达到3.5MB以上，STM32F107的通讯速率截图如下：
3.3. W5500下载数据函数
While(1)
{
switch(getSn_SR(NET_TYPE_TCP))
{
case SOCK_INIT:
listen(NET_TYPE_TCP);
break;
case SOCK_ESTABLISHED:
if(getSn_IR(NET_TYPE_TCP)& Sn_IR_CON)
{
setSn_IR(NET_TYPE_TCP,Sn_IR_CON);
}
len=getSn_RX_RSR(NET_TYPE_TCP);
if(len>0)
{
len = (len >NET_BUF_RXSIZE)?NET_BUF_RXSIZE:len;
len = recv(NET_TYPE_TCP,net_rxbuf,len);
if(len > 0)
{
memcpy(net_tempbuf,net_rxbuf,len);//收到的数据保存
//
}
}
break;
case SOCK_FIN_WAIT:
case SOCK_CLOSING:
case SOCK_TIME_WAIT:
case SOCK_CLOSE_WAIT:
case SOCK_LAST_ACK:
close(NET_TYPE_TCP);
break;
case SOCK_CLOSED:
socket(NET_TYPE_TCP,Sn_MR_TCP,net_sys_info->debug_save_info.net.port,Sn_MR_ND);
break;
default:
break;
}
}
3.4. W5500下载速率
测试出来的通讯速度可达到600K左右，但实际波动比较大，受限制与MCU的性能。
4. W5500的硬件Bug
作者在使用W5500的过程中，发现使用其tcp的上传数据存在死机的Bug， MCU在主动传输数据给上位机，若此时将网线断开或者上位机直接关闭sock，则MCU直接死掉，而且是导致MCU直接死掉，使用看门狗都无法恢复的那种。至于为什么MCU会死掉，又怎么解决这个MCU死机的问题，欢迎联系讨论。