위즈네트 James Kim
왜이번강좌에참가하셨나요? 2
Serial to Ethernet 컨버터개요 3
시리얼통신이란? 패러렐통신 vs 시리얼통신 시리얼통신의장점 비용이낮다 유지보수가쉽다 시리얼통신의단점 속도가느리다 4
시리얼통신의종류 동기식 비동기식 SPI, I2C UART(TTL), RS232, RS485, RS422, CAN 5
비동기식시리얼통신 Baud rate Frame 구조 Pin 구성 Pin 연결방식 참고웹문서 How RS232 works ( 한글번역 ) RS232 는어떻게동작하는가? 6
UART / RS232 / RS485-422 신호비교 7
시리얼통신방식비교 시리얼종류라인수 Duplex 최대거리최대속도연결디바이스 UART (TTL) 최소 3 Full 1Mbps 이상 Peer to Peer RS232 최소 3 Full 1Mbps 이상 Peer to Peer RS485 2 Half > 1200m RS422 4 Half 1200m CAN 2 Full > 1000m 35Mbps / 10m, 100kbps / 1200m 10Mbps / 1.2m, 100Kbps / 1200m 1Mbps / 40m, 50Kbps / 1000m Multi drop 이론상 2032 개, 실제 110 개 SPI 4 Full 최대 70MHz I2C 2 Half 최대 3.4Mbps, 표준모드 100kbps 8
새로운통신요구 공장내통신을넘어선원거리통신요구 인터넷기술보편화 시리얼보다이더넷 / WiFi 를이용하는방식등장 기존장비는? 9
Serial to Ethernet 컨버터의필요성 Legacy Device 유지 Time to Market 10
Serial to Ethernet 컨버터구성 Timer 처리부 시리얼통신부 중앙제어부 TCP/IP 통신부 옵션처리부 11
위즈네트제품군 - 모듈 제품명사진 UART 개수 Signal Type Serial I/F Ethernet I/F 동작온도 Dimension WIZ750SR-TTL 1 TTL (3.3V) Pin header RJ45 0 ~ +70 48x30x18 WIZ750SR-232 1 RS232 Pin header RJ45 0 ~ +70 48x30x18 WIZ750SR-485 1 RS485/422 Pin header RJ45 0 ~ +70 48x30x18 WIZ750SR-100 1 TTL (3.3V) Pin header PHY I/F -40 ~ +85 50x30x12 WIZ750SR-105 1 TTL (3.3V) Pin header RJ45-40 ~ +85 40x62x17 WIZ750SR-110 1 RS232 DB9 RJ45-40 ~ +85 75x50x17 WIZ752SR-120 2 TTL Pin header PHY I/F -40 ~ +85 50x30x9 WIZ752SR-125 2 RS232 DB9 RJ45-40 ~ +85 60x89x18 WIZ140SR 4 TTL Pin header PHY I/F 0 ~ +70 48x36x16 WIZ145SR 4 TTL Pin header RJ45 0 ~ +70 48x61x25 12
모듈의공통구성 13
Evaluation Board 의구성 14
위즈네트제품군 S2E 칩 UART I/F, Ethernet I/F 를가진 MCU 에 Serial to Ethernet(S2E) FW 를 Programming 해서공급하는제품 15
위즈네트제품군 S2E 칩 16
위즈네트제품군 S2E 칩 W7500P-S2E W7500P Base 온도스펙 User MCU UART Ethernet MAGJack 0 ~ +70 도 (Commercial Temperature) 다양한 FW WIZ750SR-TTL 등 1 port Serial FW WIZ752SR-xxx 등 2 port Serial FW User MCU UART 고객맞춤형 FW Ethernet MAGJack User MCU UART 17
위즈네트제품군 S2E 칩 W7500-S2E W7500 기반 온도스펙 User MCU UART PHY I/F Ethernet PHY Ethernet MAG Jack -40 ~+85 (Industrial Temperature) 다양한 FW WIZ750SR-xxx 등 1 port Serial FW WIZ752SR-xxx 등 2 port Serial FW User MCU User MCU UART UART PHY I/F Ethernet PHY Ethernet MAG Jack 고객맞춤형 FW User MCU UART PHY I/F Switch Ethernet Ethernet MAG Jack MAG Jack 18
컨버터 Selection Guide UART 개수 (TTL or RS232인경우에의미 ) 온도스펙 Terminal Block 유무 RJ45와모듈의위치 수량및목표원가 19
Wireshark 사용하기 20
Wireshark 란? NIC (Network Interface Card) 를통해 송수신되는패킷을 Capture 해서 화면에 Display 하는 Network Protocol Analyzer 21
Wireshark 다운로드및설치 https://www.wireshark.org/#download 22
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Wireshark 시작하기 NIC 선택 Start capturing packets 선택 25
Wireshark 화면구성 Packets list 개별 Packet 의구성 Hex Data 형의상세내역 26
유용한 filter 설정법 IP 지정 ip.addr == 192.168.0.2 ip.src == 192.168.0.2 ip.dst == 192.168.02 Port 지정 tcp.port == 80 udp.port == 80 조건추가 and (&&) or (&&) 27
간단한활용사례 Search 가잘안될때 PC 에서 Search Request 메시지는전송되는가? Search Reply 메시지가수신되는가? Data 통신이잘안될때 TCP 연결의경우 연결은정상적으로이루어졌는가? 데이터교환은정상적인가? 또는예측한대로이루어지는가? 28
컨버터설정 29
사전에확인할사항들 네트워크환경 PC 의 Network 환경 Firewall 설정여부 30
사전에확인할사항들 장치설정정보 Serial Baud Rate( 시리얼통신속도 ) Internet 연결방식 IP address Port number 데이터전달방식 컨버터의 IP 획득방식 31
장치의통신구성 Configuration Message 처리 UDP 50001번 UDP Broadcasting 방식사용 Local Network 내부에서만사용가능 TCP 50001 번 1:1 통신방식사용 원격지에있는장치에도사용가능. 단, 접속이허용된경우에만가능. Firmware Upload 처리 TCP 50002번 Binary data 를교환하기위한통신소켓 Firmware Upload 개시는 UDP 또는 TCP 50001 번을통해통보 32
위즈네트메시지포맷 WIZ750SR-xxx 모듈에대한모든정보 http://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:start 33
위즈네트메시지포맷 WIZ750SR Command Manual http://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:commandmanual:ko 34
위즈네트메시지포맷 Get Command [2 bytes Command code][cr][lf] Set Command [2 bytes Command code][parameters][cr][lf] Ethernet Command Frame 구성 [MA] command 와 [PW] command 가반드시선행해야한다. 35
Basic Command Set https://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:commandmanual:start#command_list 36
Extended Command Set 37
위즈네트컨버터설정방법 Ethernet 통신을이용하는방법 GUI Configuration Tool CLI Configuration Tool Serial 통신을이용하는방법 Serial Command Mode 38
GUI Configuration Tool 39
GUI Configuration Tool 특징 Windows 환경전용 GUI 환경 마우스이용 한번에하나의작업만가능 직관적인 UI 40
GUI Configuration Tool 설치 http://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:download:start#configuration_tool 41
테스트 Tool 설치하기 Windows User Hercules.exe https://www.hw-group.com/products/hercules/index_en.html Freeware Serial port terminal TCP/IP Client terminal TCP/IP Server terminal UDP terminal 42
테스트 Tool 설치하기 Linux User PuTTY Serial Terminal TCP/IP Client Terminal 43
GUI Configuration Tool 사용하기 각기능들 Search Setting FW Upload Reset Factory Reset 각필드의의미 44
GUI Configuration Tool 각기능들 Search 네크워크상에존재하는컨버터를검색하는기능 Setting 개별컨버터의특정설정을변경하는기능 Upload 개별컨버터의펌웨어를변경하는기능 Reset 개별컨버터를재부팅하는기능 Factory 개별컨버터의설정을공장초기화로되돌리기는기능 45
Network Information IP address 지정방식선택 장치의네트워크정보입력 장치동작모드지정 DDNS 정보설정 46
Network IP address 지정방식 고정 IP 사용자가직접 IP 주소를할당하는방식 유효한 IP 주소에대한정보를알고있어야한다. 유동 IP (DHCP) 장치가자동으로 IP 주소를얻어오는방식 로컬네트워크에 DHCP 서버가존재해야한다. 보통, 공유기에연결해서사용하는경우에유효하다. 47
Network 모드별동작시나리오 I TCP Client 부팅하면지정된서버로연결이될때까지접속시도 연결이된후, 어떤이유에서연결이끊어지면다시접속시도 TCP Server 부팅이되면지정된포트번호로소켓을열어서접속대기한다. 연결이되면, 다른장치의연결시도는무시된다. 연결이끊어지면자동으로접속대기상태로바 뀐다. 48
Network 모드별동작시나리오 II TCP Mixed Default는 TCP Server모드로동작 연결이형성되기전에시리얼데이터를수신하면동작모드를 TCP Client로바꾼다. 접속대기중인소켓을종료하고 Client용소켓을새로생성한다. 지정된서버주소로접속을시도한다. UDP UDP 모드는연결과정이없기때문에 UDP 소켓을생성하고대기한다. 이더넷에서데이터를수신하면시리얼송신버퍼로보내고시리얼에서데이터를수신하면 UDP 소켓을통해서상대방장치로전달한다. 연결이되면수신버퍼속의데이터를전송한다. 연결이끊어지면 Default 인 TCP Server 로접속 대기한다. 49
실습하기 IP 주소변경 ( 고정 IP) 1 Search 버튼을선택해서 현재장치의설정정보를확인한다. 50
실습하기 IP 주소변경 ( 고정 IP) 2 Using the follow IP Address 선택 현재설정된값을확인할수있다. 51
실습하기 IP 주소변경 ( 고정 IP) 3 원하는 IP 주소를입력한후 Setting 버튼을선택한다. 52
실습하기 IP 주소변경 ( 유동 IP) 로컬네트워크에 DHCP 서버가존재해야한다. 53
실습하기 PC 네트워크정보확인 제어판 -> 네트워크및인터넷 -> 네트워크연결 54
실습하기 TCP Server 모드 (1) 55
실습하기 TCP Server 모드 (2) 56
실습하기 TCP Server 모드 (3) 57
실습하기 TCP Client 모드 (1) 58
실습하기 TCP Client 모드 (2) 59
실습하기 TCP Mixed 모드 (1) 60
실습하기 TCP Mixed 모드 (2) 61
실습하기 TCP Mixed 모드 (3) 1. TCP Client SW 실행 / TCP Server SW 실행 / Serial SW 실행 2. TCP Client SW에서연결시도 3. 데이터송수신 4. TCP 연결해제 ( S2E 모듈은 Server로 Listen) 5. Serial SW에서먼저데이터송신 6. TCP Server SW 와연결설정되는것확인 7. 정상적인데이터교환 62
실습하기 UDP 모드 63
Serial Information Data Packing Condition Timer Size Character Mixed Condition Serial command mode switch code 64
Data Packing Condition 사용이유 Serial to Ethernet 컨버터장치는특정동작을무한반복한다. 시리얼데이터수신처리 / 시리얼데이터송신처리 / Etherent 데이터수신처리 / Ethernet 데이터송신처리 / Timer 체크 / 옵션처리등등 기본동작은매순간시리얼수신버퍼에데이터가있으면 Ethernet 패킷을만들어서상대방에전송한다. 특정서버프로그램은수신패킷이전체데이터프레임이아니면데이터가깨진것으로간주하고버린다. 사실상통신이안되는문제발생. 프레임단위로 Ethernet 패킷을전달해야하는필요성대두 65
Data Packing Condition Size 고정길이프레임을사용하는경우에유용함. 시리얼수신버퍼에저장된데이터가지정된사이즈가될때까지 Ethernet으로전송하지않고대기 사이즈가차면전체를하나의 Ethernet Packet으로만들어서상대방에전송 Default Value 0 : Disable Char 특정한프레임종단문자가있는경우에유용함. 지정된문자가수신될때까지버퍼링 지정된문자가수신되면수신된지정문자를포함해서그때까지저장된전체를하나의 Ethernet Packet으로만들어서상대방에전송 Default Value 00 : Disable Hex Format A : 4A 66
Data packing Condition Time 가변길이프레임이고특정종단문자가없는데이터인경우에유용함. 개념은하나의프레임과다음프레임사이에약간의 idle 시간이존재하는것을활용 Data 1 Data 2 Data 3 Default Value 0 : Disable idle time idle time idle time idle time Recommendation 100ms 67
실습하기 No Data Packing 68
실습하기 Size Data Packing 69
실습하기 - Char Data Packing 70
실습하기 Time Data Packing 71
실습하기 - Serial Command Mode Serial Command Mode 사용하기에서실습 72
Options Information Inactivity Timer Search ID Code Connection Password KeepAlive Option 73
Options Inactivity Timer Inactivity Timer 란? 시리얼데이터가수신되지않은시간을의미 Inactivity Timer 에지정한시간동안시리얼데이터수신이없으면내부적으로 Timeout 발생. 어떤목적으로사용하는가? 둘이상의시스템에서장치와통신하려고하는경우에사용 데이터교환이없는시스템과의연결을자동으로해제하기위한목적 어떻게동작하는가? PC A에서장치에연결 필요한데이터교환 Inactivity Timer에지정된시간동안시리얼데이터가발생하지않음. Inactivity Timer Timeout 발생 장치에서소켓연결해제. 장치는자동으로연결대기상태로전환. PC B에서장치연결시도. 연결됨. 74
Options Search ID Search 명령을제한하기위한 Password 설정기능 현재는 Config 메시지패킷이평문이라서 Wireshark 로노출가능 Config 메시지에대한암호화예정 75
Options Connection Password 연결시도를제한하기위한기능 연결후수초이내에 Connection Password 가입력되지않으면연결을해제한다. TCP Server 또는 TCP mixed 모드일때만동작 76
Options Keepalive Option Keepalive 기능이무엇인가? Socket 연결이유효한지를확인하는기능 상대방장치또는서버가비정상종료를한경우, 장치는여전히연결중인것으로판단함. 통신용소켓이좀비상태에있기때문에데이터통신을못하는상황발생 Keepalive 기능을통해서좀비상태의소켓을종료한다. 어떻게동작하는가? Application Layer 가아니라소켓 Layer 에서 Keepalive 패킷을상대방장치로보낸다. 상대방장치는 Keepalive 패킷에대한답변을보낸다. Keepalive 패킷에대한답변이없으면소켓이유효하지않다고판단해서소켓을 close 한다. 제약조건은? Serial to Ethernet 장치가연결된상대방에게최소한 1 바이트이상의데이터를송신한경우에만이기능을사용할수있다. 따라서데이터송신이없는상황에서는정상적으로동작하지않는다. 77
실습하기 Inactivity Timer 78
실습하기 Search ID 사용하기 79
실습하기 Connection Password 사용 80
실습하기 Connection Password 81
실습하기 Connection Password 82
실습하기 Keepalive 기능 (Disable) 83
실습하기 Keepalive 기능 (Enable) 84
CLI Configuration Tool 85
CLI Configuration Tool 특징 CLI 란 Command Line Interface 의약어 WIZ750SR-xxx 장치를 Dos Shell 이나 Bash Shell 에서제어하기위한 Tool 특징 Python 기반 OS에무관 (Windows / Linux / Mac OS 등어디에서도사용가능 ) Batch command Multi Devices에대한제어 86
CLI 환경구축하기 Python 설치 Python 2.7.xx 설치파일다운로드 https://www.python.org/downloads/ 87
Python 설치 Windows User Python-2.7.14.msi 파일실행 Add python.exe to Path 를추가선택 88
Python 설치 Linux User Python-2.7.14.tar.xz 다운로드 Python-2.7.14.tar.xz 를 Python-2.7.14.tar 로변환 tar 파일압축해제 install 89
CLI 환경구축하기 CLI Tool 다운로드 https://github.com/wiznet/wiznettool 에접속 Download ZIP ZIP 압축해제 90
CLI 환경구축 pyserial 설치 pip install pyserial 91
CLI Tool 구성 CMDSET Files WIZ107CMDSET.py WIZ750CMDSET.py WIZ752CMDSET.py Control Files WIZArgParser.py WIZMSGHandler.py TCPClientThreadNew.py Communication Files WIZUART.py WIZUDPSock.py TCPClient/TCPClient.py TCPClient/TCPServer.py TCPClientThread.py TCPServerThread.py Application Files wiz750_configuration.py wiz750_multiple_test.py FWUpload.py 92
CLI 사용하기 help 93
CLI 사용하기 Search 94
CLI 사용하기 Getting Value 95
CLI 사용하기 - Setting 개별정보수정 다중장치의 IP 주소변경하기 다수필드값들을일괄수정할때 96
CLI 사용하기 Reset / Factory Reset 97
CLI 사용하기 일괄처리사례 1 생산된모든장치의동작테스트를한후, Factory Default 값으로초기화. 네트워크상에연결된모든장치검색 장치의설정값변경 TCP Server 모드, Local Port number 는 5000, IP 는 1 씩증가시키면서지정 TCP Client 소켓을열어서장치와연결시도 연결되면데이터송신 Loopback 된데이터수신 송신데이터와수신데이터를동일한지비교 지정된횟수가끝나면연결해제. 모든장치의설정값을 Factory Default 로변경. 98
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CLI 사용하기 일괄처리사례 2 네트워크상의모든장치의펌웨어일괄업그레이드 네트워크상의모든장치검색 장치설정 통신가능한 IP 주소로설정 ( 이미가용한 IP 주소로설정된경우는재설정불필요 ) 각장치에펌웨어업그레이드메시지전송 각장치별펌웨어업그레이드용 TCP 소켓생성및연결 지정된파일에서바이너리데이터읽어서송신 송신완료후연결해제 100
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Serial Command Mode 사용하기 102
Serial Command Mode 진입하기 Switch Code 사용 Serial Command Mode Switch Code 를입력하면 Serial Command Mode 에진입한다. 단, Serial Command Mode Switch Code 사용이 Enable 되어있어야한다. Switch Code 앞뒤에지정된 idle time 이존재할때만 Triggering HW Trigger 사용 부팅시에 HW Trigger Pin 을이용해서 Serial Command Mode 에진입한다. 2B 2B 2B idle time (Default : 500ms) idle time 103
Serial Command Mode 탈출하기 EX Command 설정값을 Flash 에저장하지않고사용할때유용 Flash 에저장하려면 SV 명령사용 임의로 TCP 연결을끊을때유용 RT Command 재부팅후에 Flash 에저장된설정값으로다시설정 Local IP 변경, Serial 설정변경등재부팅이필요한경우에사용. 단, SV 명령으로 Flash 에저장해야유효 104
실습하기 EX Command 1 Command 모드 RH / RP 변경 EX 명령 2 연결 데이터통신 연결해제 3 Command 모드 RH / 꼐변경 EX 명령 4 연결 데이터통신 연결해제 105
WIZVSP (Virtual Serial Port) 106
왜 WIZVSP 가필요한가? 시리얼통신을통해서사용하던기존 PC Software 를변경없이사용하고자하는요구 Ethernet 패킷을 가상 의시리얼포트로변환하는기능필요 107
WIZVSP 다운로드및설치 http://wizvsp.wiznet.io 108
WIZVSP 다운로드및설치 109
Server 모드 Serial Port 지정 TCP Socket Number 지정 Create connection 클릭 COM Port 등록하기 1 110
COM Port 등록하기 1 Con t 111
COM Port 등록하기 1 Con t 112
COM Port 등록하기 1 Con t 113
COM Port 등록하기 1 (Con t) sda 114
COM Port 등록하기 2 Client 모드 115
COM Port 등록하기 2 Con t ss 116
등록 COM Port 수정하기 Update After Update 117
ISP Tool for W7500(P) 118
119
WIZISP Download https://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:download:start#w7500x_isp_download_tool 120
ISP 로 Binary File 다운로드 EVB Boot + App 바이너리다운로드 https://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wiz750sr:download:start#binary_images WIZISP Tool Serial Port 지정 Open 클릭 Binary File 지정 ISP Start 클릭 Close 클릭 Debug용시리얼포트에케이블연결 J7 Jumper Open SW4를 BOOT로변경 Reset button Press 121
Serial to Ethernet 컨버터기술적용사례 122
Application Example (1/5) Access Control WIZ750SR-100 사용 TCP/IP Network Control Management Data Mining Server 123
Mini Printer W7500P Application Example (2/5) RELlABLE, COST-EFFECTIVE, ENERGY STAR QUALIFIED THERMAL POS PRINTER 124
Application Example (3/5) Smart Meter WIZ107SR EDMI(Singapore) Ethernet via WIZ107SR EDMI is one of the leading smart meters solution providers in the world 125
Smart Factory W7500P Application Example (4/5) Manufacture Facility Temperature Sensor Current Sensor RS485 Ethernet Server Vibration Sensor Sensor 보드 Base board 126
Application Example (5/5) Switch 기능 2 Ethernet Port Signal Transmitter 기능 2 Analog Inputs 4 Digital Inputs Ethernet 을통한 Device 설정기능 2 Analog Inputs Ethernet PHY I/F Switch 4 Digital Inputs Ethernet W7500-S2E MAG Jack MAG Jack 127
커스터마이징 128
하드웨어커스터마이징 Open Source 정책 Schematic / BOM 등모두공개 고객요구에따라커스터마이징서비스 사이즈 특정단자사용 추가 GPIO 사용 그외 129
펌웨어커스터마이징 Open Source 정책 Github 에소스오픈 고객요구에따른커스터마이징서비스제공 Baud rate 변경 (460Kbps, 920Kbps 등 ) Protocol 추가 Modbus-RTU Modbus-TCP 그외 130
PC 소프트웨어커스터마이징 Open Source 기반 CLI Configuration Tool github에공개 GUI Tool도공개예정 고객요구에따라커스터마이징서비스제공 펌웨어커스터마이징과연계수정지원 기능추가 / 삭제 기능변경 Layout 변경 그외 131
감사합니다. 132