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軟件協議棧PK硬件協議棧，你更看好誰？
在持續增長的電子設備聯網需求下，無線傳感器網絡、智能家居等新興應用市場急需找到更加穩定可靠的以太網解決方案，來實現以太網功能。
軟件協議棧PK硬件協議棧
以往都是在用軟件來做協議棧，但是面向鏈接的TCP/IP協議是非常復雜的協議，需要非常強的可靠性，用軟件來實現確實要花很大功夫，很多電子學專業的學生和工程師也很難摸透那些協議。那想實現TCP/IP通信，但是又不會寫軟件協議棧要怎么辦呢？由此硬件TCP/IP協議芯片的出現自然就成為了我們更加理想的選擇，也就是說網絡數據處理全部由硬件邏輯電路實現。
很多人沒有接觸過硬件協議棧，不知道用硬件怎么去實現，也不了解有哪些公司在專注于這項技術。
在這里我為大家介紹下只要硬件就能夠實現協議棧功能的WIZnet全硬件TCP/IP核心技術及相對于軟件協議棧而言，它獨有的技術性優勢。
WIZnet全硬件TCP/IP協議棧
WIZnet核心技術就是全硬件TCP/IP協議棧。硬件協議棧獨立于MCU運作，能夠負載所有TCP/IP協議棧的處理過程，并與嵌入式操作系統相兼容，更適合于無操作系統裝置。
詳細可查看【百度百科：全硬件TCP/IP協議棧】作為參考。
說到這里，有必要簡單講下協議棧。協議棧到底指什么，它的結構如何？
協議棧是指網絡中各層協議的總和，其形象的反映了一個網絡中文件傳輸的過程：由上層協議到底層協議，再由底層協議到上層協議。現在一般也用5層的TCP/IP網絡協議泛指最廣泛的是英特網協議棧，由上到下的協議分別是：
l 應用層（HTTP，FTP，TFTP，TELNET，DNS，EMAIL等）
l 運輸層（TCP，UDP）
l 網絡層（IP）
l 鏈路層（WI-FI，以太網，令牌環等）
l 物理層（MAC）
傳統MCU實現Ethernet功能，需要外設物理層以太網控制芯片，片內還需要再撰寫TCP/IP協議棧的上層協議命令。而WIZnet將MAC和PYH集成到一塊芯片里并加入了各種標準的網絡協議。也就是說，全硬件TCP/IP協議棧芯片采用了“TCP/IP Offload Platform”技術，囊括了TCP/IP協議棧全部的四層結構，因此WIZnet網絡芯片能夠獨立于MCU運作，信息的進棧/出棧，封包/解包等網絡數據處理全部在全硬件TCP/IP網絡芯片中進行。
如圖所示：
封包和解包的過程是怎樣的呢？
網絡傳輸的過程就是封包和解包的過程。數據要在通訊系統中必須要先經過某些處理，才能在網絡上依照某種通訊協議來傳送，這種過程就好像將包裹打包一樣，所以叫做封包。解包就是壓包的反過程，即將壓包文件還原成原來的文件。簡單講，封包就是一層一層的加幀頭，解包就是一層一層的將其剝落。
WIZnet核心技術的關鍵在于它就是完全用邏輯電路即硬件而不是操作系統來實行這種網絡封包解包的過程的。
以太網解決方案大對決
簡單了解了WIZnet核心技術之后讓我們來更加形象的對比一下傳統以太網解決方案與WIZnet提出的方案有何大不同。
傳統的以太網解決方案有諸多弊端，可列出以下幾項。
1. 需要OS 或者 軟件棧。
2. 如果現有的系統是使用低端單片機,那么整個系統結構，包括主單片機都要更換,才能實現網絡功能。而事實證明，使用低端嵌入式系統的市場仍在持續增長。
3. 研發OS ,更換單片機和増加內存都會導致成本增加。
4. 當使用公開源代碼時, 其穩定性和技術支持是必須考慮的。
與傳統的以太網解決方案相比，你會發現WIZnet核心技術提出的以太網解決方案會有更大的效率和可靠性。
1. 正因為WIZnet硬件化TCP/IP協議棧芯片獨立于MCU運作，卸載掉了MCU對于以太網龐大數據處理的負載，從而給用戶留出了更多可占用的資源，即使8位低端單片機也能達到數Mbps的數據吞吐率。而不占用MCU資源，保證了MCU保證高速穩定的通信速率。
2. 軟件協議棧想要拓展以太網功能可能會面臨侵入病毒、甚至網絡癱瘓的隱患，而WIZnet硬件協議棧方面，由于TCP/IP在獨立于CPU運行，因此網絡攻擊不會對MCU中的主程序產生影響，增加了MCU工作的安全性。
3. 硬件協議棧優化了MCU的網絡功能，尤其對于不能支持OS的8 bit & 16 bit MCU的優化提升無疑是革命性的。
4. 工程師不需深入了解TCP/IP協議，無需專業的網絡知識，如同控制外部存儲器一樣簡單。程序的燒制和移植比較方便，就簡單幾句程序化初始就可以了，這樣可以大大的縮短產品開發時間。
5. 由于網絡部分相對獨立于主系統，無需移植繁瑣的TCP/IP協議棧，便于產品更新，并且便于為已有的產品擴展網絡功能。
WIZnet基于開源硬件平臺(Arduino)
說到這里，對于全硬件TCP/IP協議棧芯片，諸位電子發燒友們是否有些心動，忍不住想要躍躍一試呢？也有人會問，硬件協議棧有木有向軟件一樣的平臺社區供大家參考相關的硬件設計呢？
很多電子愛好者肯定對開源硬件Arduino早已有所耳聞。
簡單講，開源硬件（Open Source Hardware），是指與自由及開放源代碼軟件相同方式設計的計算機和電子硬件。開源硬件考慮的是軟件以外的領域，用來反映自由釋放詳細信息的硬件設計，如電路圖、材料清單和電路板布局數據。
而WIZnet就是基于開源硬件平臺使開發者大大節省了產品的開發時間和調試時間，它的開放性，使用戶有了更加自由、開放的論壇去分享經驗和想法，形成更多的參考模板，使產品更加的多元化、豐富化了。
WIZnet 產品應用
那WIZnet產品都會應用在哪些領域呢？
在運用全硬件TCP/IP協議棧的WIZnet 產品應用方面，有超過3000多個客戶應用WIZnet產品于無數的應用，包括下面幾大應用范圍。
1. Smart Energy
2. Digital Consumer
3. Security
4. Industrial
