WIZwiki W7500 을 알아보자

2015년 5월 WIZnet에서 드디어 W7500 칩이 출시가 된다. W7500의 출시에 맞추어 W7500 기반의 플랫폼 보드를 제작하게 되었다. 

이름하여 WIZwiki W7500 이다. WIZwiki W7500의 간단한 스펙은 아래와 같다.

• WIZnet W7500
• 32-bit ARM Cortex-M0
• Hardwired TCP/IP Core
• Supports MII Interface
• Flash : 128KB / SRAM : 32KB
• Internal 8MHz Oscillator
• 48MHz maximum frequency
• Power On Reset
• ADC - 12bit, 8ch, 1Mbps
• DMA - UART, SPI
• GPIO 48 I/Os
• Serial Wire Debug(SWD)
• Timer/PWM
• 3 UART, 2 SPI, 2 I2C
• Package : 64TQFP (7x7 mm)
• Ethernet PHY
• IC+ IP101GA
• Single Port 10/100 MII/RMII/TP/Fiber Fast Ethernet Transceiver
• Supports 100Base-TX/FX Media Interface
• Supports MII Interface
• Supports Auto MDI/MDIX function
• Package : 48LQFP
• CMSIS-DAP
• NXP LPC11U35FHI33/501
• 32-bit ARM Cortex-M0 microcontroller
• USB device
• Firmware Write Available
• Arduino pin compatible
• Mini SD Card Slot
• ISP
• RGB LED
• SWD Connector

WIZwiki W7500 블록도

WIZwiki W7500의 블록도는 위 그림과 같다. 간단하게 특징만 소개를 해보겠다. W7500은 MII 인터페이스를 지원하기 때문에 외부에 Ethernet PHY IC인 IP101GA가 내장되어 있고, 높이가 낮은 RJ45가 내장되어 있다. 

기본적으로 전원 공급은 USB로 5V를 입력을 받아 내보 LDO에서 3.3V로 변환하여 구동 시킨다. 별도의 DC 커넥터는 내장 시키지 않았지만, 2P Pin Header 통해 외부에서 별도로 5V 전압도 인가 가능하다.

CMSIS-DAP이 내장되어 있어 USB로 펌웨어 업로드와 UART 통신이 가능하고, 사용자의 선택에 따라 외부 디버거도 사용 가능하다.

2개의 SW, Arduino Compatible Pin, GPIO Header, RGB LED, Mini SD Card Slot, ISP 등등이 내장되어 있다.

WIZwiki W7500 외형 사진

WIZwiki W7500의 외관은 위 사진과 같다. 보드의 사이즈는 83.71(W) x 55.44(L) x (H) mm 이다. 

WIZwiki-W7500 보드 블록도

위 사진은 WIZwiki W7500의 실제 모습이고, 보드의 각 부분별 블록도이다. 

CMSIS-DAP

CMSIS

Cortex Microcontroller Software Interface Standard의 약자이고, 다양한 칩의 벤더가 Cortex 시리즈의 IP를 구매하면서 하드웨어 독립적인 표준화된 소프트웨어 인터페이스가 필요하게되어 생겨난 것이다.

CMSIS-DAP

DAP은 Coresight Debug Access Port의 약자이고, 사용자가 USB를 이용해서 CMSIS 인터페이로 Firmware Write 와 Debugging 이 가능 하다. 아래 사진은 CMSIS-DAP이 적용된 Mbed Platform 보드들의 블록도이다. 

출처 : http://openmicrolab.com/cmsis-dap-%EB%9E%80/

위 사진은 WIZwiki W7500에 적용된 CMSIS-DAP의 블록도이다. CMSIS-DAP 역활을 하는 IC는 NXP社의 LPC11U35FHI33/501을 사용 했고, W7500과는 Serial Wire Debug와 UART로 연결되어 있다. WIZwiki W7500의 USB 커넥터를 연결하게 되면 "CMSIS-DAP"이라는 이동식 디스크로 잡혀 드로그앤 드롭으로 펌웨어 업로드가 가능하다. 

위 사진은 WIZwiki W7500에 실제로 적용된 CMSIS-DAP 이다.

SWD 연결법

위 블록도는 WIZwiki W7500에 적용된 CMSIS-DAP 블록도이다. CMSIS-DAP과 W7500은 SWD로 연결되어 Firmware Write와 Debugging이 가능하다. 그리고 SWD Connector를 이용해 외부에서 별도의 Debugger를 이용해서 W7500을 Debugging할 수있도록 제작을 했다. Jumpper를 이용해서 CMSIS-DAP을 사용할 것인지, 외부 Debugger를 사용할 것인지 선택이 가능하다.

위 사진은 W7500의 Debugger를 선택할 수 있는 부분이다. 위 사진은 기본 설정으로 CMSIS-DAP을 사용하도록 설정되어 있는 모습이다. 이 상태에서는 SWD Connector에 Debugger를 연결하지 않고, CMSIS-DAP을 사용 해야한다. 

위 사진은 CMSIS-DAP을 사용하지 않고, 외부 Debugger를 사용하기 위한 설정 모습이다. 그냥 Jumpper를 제거만 하면 CMSIS-DAP과 연결이 끊어지고 외부 Debugger로 사용이 가능하다. 기본적으로 SWD 커넥터는 1.27mm 2x5 Pin Header가 내장되어 있다.

하지만 외부 Debugger를 사용하기 위해 Jumpper를 제거하게 되면, 새로운 커넥터가 생기게 된다. Jumpper wrie로 연결 하기 쉽도록 2.54mm 1x5 Pin Header로 되어 있고, 핀의 배치는 위 사진과 같다.

RESET SW

기본 SW가 2개가 내장되어 있다. RESET SW와 BOOT SW이다. RESET SW는 기본적으로 WIZwiki W7500의 Reset을 담당한다. RESET SW를 누르게 되면 W7500과 IP101GA를 Reset 하게 된다. 그리고 RESET SW는 자주 사용 하지 않지만 또 하나의 기능이 있다. WIZwiki W7500에 전원이 인가 될때 RESET SW가 눌러진 상태라면 CMSIS-DAP IC인 LPC11U35가 BOOT 모드로 동작하게 된다. CMSIS-DAP IC에 펌웨어를 업로드 하기위한 기능이다. BOOT SW는 W7500의 BOOT 모드 진입을 위한 SW이다. 전원인 인가 될시에 BOOT SW가 눌러진 상태라면 W7500은 BOOT모드로 동작을 하게된다.

SW에 대해 정리를 하자면,

SW	전원 입력될 때	전원 입력된후
RESET SW	LPC11U35의 BOOT 모드 진입	W7500과 IP101GA의 Reset
BOOT SW	W7500의 BOOT 모드 진입	동작없음

Arduino Pin

위 사진은 WIZwiki W7500의 Arduino Compatible Pin에 대한 핀 배치이다. 참고하기를 바란다.

GPIO Pin

위 사진 WIZwiki W7500에서 Arduino Compatible Pin으로 연결되지 않은 Pin을 뽑아 놓은 GPIO Header 이다.