Lan контроллер какой лучше

Обновлено: 04.07.2024

Существуют различные варианты исполнения такого компьютерного компонента, как Ethernet-контроллер. Среди них можно выделить такие:

Теперь об алгоритме настройки данного компьютерного компонента, который состоит из таких этапов:

Узнаем модель сетевой карточки.
Скачиваем и устанавливаем драйверы контроллера.
Задаем параметры подключения.
Тестируем настроенное подключение.

Наиболее простой вариант определения модели данного устройства — посмотреть в документации на него, если она сохранилась. Для внешнего сетевого адаптера должно быть отдельное руководство по эксплуатации вместе с гарантийным талоном. А вот в случае если Ethernet-контроллер интегрирован в материнскую плату, информация о нем указана в комплекте документации к ней. Но не всегда руководство по эксплуатации, гарантийный талон и прочие важные документы есть в наличии. В таком случае нужно использовать какую-то специализированную утилиту. Например, AIDA 64. С ее помощью тоже можно выяснить эту информацию. Все это выполняется для того, чтобы поставить наиболее подходящий драйвер. Ethernet-контроллер Acer, например, может работать и под управлением стандартного драйвера от «Майкрософт». Но в некоторых случаях подобное решение приводит к тому, что функциональность сетевого устройства может быть «обрезана» или оно вообще не будет работать. Поэтому нужно в обязательном порядке выяснить модель сетевой

карточки любым из ранее приведенных способов. Можно обойтись и без определения модели адаптера. Но в этом случае нужно загрузить такое громадное приложение, как Driver Genius, и с его помощью обновить все драйверы на персональном компьютере. Это не всегда оправданно, да и трафик будет использован существенный.

Что такое сетевой контроллер для Windows 7 или любой другой системы и для чего он используется?

Обычно под сетевым контроллером подразумевают самые обычные сетевые карты, которые вместе с установленными для них драйверами, а иногда и с дополнительным программным обеспечением отвечают за подключение компьютерных систем к локальным и виртуальным сетям, а также обеспечивают выход в интернет. Таким образом, сетевой контроллер для Windows 7 или любой другой ОС (необязательно Windows) может быть представлен в виде двух основных типов

Во-первых, все устройства можно подразделить на два основных типа – железные и виртуальные. Первые, как уже понятно, представляют собой оборудование, устанавливаемое чаще всего непосредственно на материнской плате. Ко второму типу относятся специальные программные компоненты, которые тоже являются своего рода посредниками для доступа к локальным и виртуальным сетям или к интернету, но выполнены исключительно в виде специального программного обеспечения (например, виртуальные туннельные адаптеры). Сетевые платы «железного» типа могут быть проводными и беспроводными.

На проводных имеются специальные гнезда для подключения сетевых кабелей. К беспроводным контроллерам можно отнести всевозможные модули, позволяющие осуществить сетевой доступ с компьютера или к компьютеру без прямого соединения с другими устройствами (например, модули Wi-Fi). И те и другие могут быть как встроенного, так и внешнего типа. Первые, как уже говорилось, устанавливаются прямо на материнской плате, а вторые могут подключаться через дополнительные интерфейсы вроде USB. Иногда можно встретить и девайсы совмещенного типа.

Проверка сетевой карты в диспетчере устройств

Думаю, вы сразу поймете, есть ли там сетевая карта. Если она там есть (возле нее нет никаких значков), и интернет не работает, то возможно проблема не в ней. А в кабеле, например, или в роутере (если он есть). Можете посмотреть статью не работает интернет на компьютере по кабелю от Wi-Fi роутера.

Нам нужно просто установить драйвер на сетевую карту. Или переустановить его, если адаптер есть, но он работает с ошибками, или вообще не работает.

Мы выяснили, что нам нужно скачать и установить драйвер для Ethernet-контроллера. У вас наверное сразу возник вопрос, какой драйвер нужен, и где его можно скачать. Сейчас разберемся.

Самый правильный способ, это искать драйвер для модели вашего ноутбука, материнской платы, или самой сетевой карты.

Я понимаю, что интернет у вас скорее всего не работает. Если у вас с самим адаптером, ноутбуком, или материнской платой (если у вас ПК) был в комплекте диск с драйверами, то можно попробовать установить драйвер с диска.

Если диска нет, тот придется искать и скачивать драйвер с другого компьютера, или даже мобильного устройства. Затем переносить его на нужный компьютер и устанавливать.

В зависимости от производителя вашего ноутбука, сам процесс будет отличатся. Поэтому, я не могу дать конкретную инструкцию. Но порядок действий будет таким же. Так как на сайте каждого производителя, есть страничка определенной модели ноутбука, где можно скачать все драйвера.

Более подробно этот процесс я описывал в статье как установить драйвера на Wi-Fi адаптер в Windows 7. В данном случае все точно так же, только в конечном итоге скачиваем драйвер не на Wi-Fi, а на сетевую карту. Хотя, драйвер для Wi-Fi адаптера вам скорее всего так же придется скачать и установить.

Подбор драйвера

Как установить и обновить драйвер для вай фай адаптера в Виндовс 10

В ряде случаев интернет контроллер нуждается в обновлении драйвера. Однако многое зависит от ситуации. Пользователи разыскивают обновления для ноутбука со встроенным адаптером, либо под стационарный компьютер

На ноутбуках обновление драйвера осуществляется по инструкции:

В ноутбуке адаптер может указываться под любым именем. Устройство должно быть рабочим и, если свойства не открываются, значит стоит провести диагностику.

Способы поиска и загрузки драйвера для Ethernet-контроллера

Диск с драйвером

На современные устройства, обычно, CD-приводы уже не устанавливают, поэтому на этом не зацикливаюсь и перехожу к п.2.

Используем спец. утилиту 3DP Net

Кстати, ее размер всего около 100 Мб, что позволяет ее скачать с любого смартфона, а потом передать на ПК.

Определение модели карты через командную строку

Если у вас обычный ПК и сетевой контроллер встроен в мат. плату, то найти и загрузить драйвер можно на сайте ее производителя. Чтобы узнать точную модель мат. платы, проделайте следующее:

откройте командную строку;
введите команду: wmic baseboard get product, Manufacturer, version, serialnumber и нажмите Enter.

Узнаем модель мат. платы через командную строку

Определение модели по VEN и DEV

Этот способ аналогичен предыдущему, только поиск драйвера будет вестись по спец. идентификаторам VEN и DEV (прим.: у каждого оборудования они свои, уникальные).

Чтобы узнать VEN и DEV: в диспетчере устройств кликните правой кнопкой мышки по нужному оборудованию (например, по Ethernet-контроллеру), и перейдите в его свойства.

Примечание: обратите внимание, что нужны не все параметры, а только напротив VEN и DEV. В моем случае (см. скрин ниже), это будет VEN: 10EC, DEV: 8168.

Подключить телефон как модем, и обновить с помощью Driver Booster

1) Подключаем телефон к ПК USB-кабелем и открываем доп. настройки сетей (см. скрин ниже, приведен Андроид 6.0).

Driver Booster — поиск драйверов

Использовать ОС Windows 10 (последней версии)

Если у вас установлена Windows 7 (или более старая ОС), то одним из вариантов исправления ситуации может стать установка ОС Windows 10. Она в своем комплекте содержит универсальные драйвера для большинства сетевых карт (да, возможно с ними контроллер не будет развивать макс. своей скорости, либо не все функции будут доступны — НО он будет работать!).

Как установить драйвер без установщика

Дальше нужно сделать так:

Обновить драйверы / Диспетчер устройств

2) После указать, что вы хотите выполнить поиск драйверов вручную на этом компьютере (см. скриншот ниже).

Поиск в вручную

Материнская плата (в переводе на гиковский «мать», «материнка») — ключевой компонент компьютера, без которого работа невозможна. Это основа, к которой подсоединяются все детали вроде процессора, видеокарты, оперативки и накопителей. Поэтому ее выбор сродни одновременно проектирование нового дома и заливка фундамента. Вроде бы ничего сложного, но стоит где-то недосчитать, недоглядеть или не продумать и никакого дома мечты не получится. Поэтому в данном материале мы сделали подробное руководство для тех, кто ищет новую материнскую плату. «Новую» — здесь ключевое слово, так как мы не видим особого смысла копаться в гробницах давно забытых штук типа сокетов AM2, LGA 775 или процессоров AMD Fusion. Только актуальная информация, которая поможет собрать современный компьютер с хорошим заделом на будущее.

Размер

Начнем с самого простого. Как правило производители выпускают одни и те же платы в разных форматах, позволяя покупателям выбрать наиболее подходящий вариант. ATX — это универсальный формат, который устанавливаются в корпусы традиционных размеров, будь то обычный офисный ПК или мощная игровая машина. Преимущества такого формата в том, что руки при сборке развязаны: в корпусе хватит места для любых компонентов, будь то неприлично длинная видеокарта , высокий башенный кулер или пачка планок DDR4 с торчащими радиаторами.

Формат micro-ATX тоже позволяет собрать чудо машину, но более компактного формата. Чего нельзя сказать о материнских платах Mini-ITX, с которыми уже придется пойти на компромиссы. Подобные решения рассчитаны на сборку компактных barebone-систем или настольных корпусов в духе Mac Mini. Mini-ITX — это история не о мощности, а о стиле и компактности.

Как выбрать правильные размеры?

Что-то советовать по этому поводу мы не будем, так как за годы пользования у большинства людей в голове сложился свой образ идеального ПК. У одного человека это огромная геймерская башня с открытыми стенками, у другого это обычный черный блок под столом, у третьего это стильная и компактная машинка, подключенная к огромному монитору. При выборе размера правильнее будет начать с того, чтобы определить сценарии использования. И плясать уже от него.

Платформа: Intel или AMD

Если большинство компонентов типа жесткого диска или видеокарты универсальны и не привязаны к какой-то платформе, то парочка «процессор и материнская плата» неразлучны как печенье Твикс. Именно с этого дуэта и стоит начинать выбор материнской платы. Как и в конгрессе США на рынке настольных и ноутбучных процессоров царит двоевластие двух соперников. По левую сторону баррикад находятся так называемые «красные» AMD, по правую «синие» из Intel.

За последние пару лет AMD показала, что 4 ядра для дешевого процессора это не роскошь, а hyper-threading можно использовать даже для чипов начального уровня, 7-нанометровый процесс подвластен не только гениям типа Тони Старка, а топовый 16-ядерный процессор для рабочей станции не обязан стоить, как фамильное поместье в Йоркшире. Intel пока буксует и никак не может перейти к более современному техпроцессу, поэтому все ее новые процессоры ― это те же позапрошлогодние яйца, но сбоку и побольше.

Если хотите непрошеный совет, то мы бы однозначно советовали брать платформу от AMD. Их чипы как правило чуть дешевле конкурентов от Intel, они более технически-современные, они лучше показывают себя в рабочих задачах и практически не отстают от Intel в играх. Ну, а самый большой плюс заключается в том, что AMD использует в своих материнских платах один и тот же сокет (об этой штуке позже), в то время как Intel меняет его раз в пару лет, просто потому что им нужны ваши деньги. Что это значит на практике? Купив качественную материнскую плату от AMD вы сможете установить на нее любой Ryzen первого, второго или третьего поколения. По слухам грядущие новинки Ryzen на архитектуре Zen 3 будут использовать тот же сокет. У Intel так не выйдет. Но об этом дальше.

Ethernet является одним из наиболее распространенных сетевых интерфейсов. Компания Miсrochip выпускает широкий спектр Ethernet-микросхем на все случаи жизни: микроконтроллеры, PHY, коммутаторы, мосты USB-Ethernet, контроллеры Ethernet. Практически для каждой микросхемы предлагается отладочный набор и программные средства разработки.

Ethernet является незаменимым инструментом для создания высоконадежных промышленных сетей и высокоскоростных каналов передачи данных. В данном случае слова «надежный» и «высокоскоростной» являются ключевыми. Ни один из беспроводных или проводных интерфейсов не сможет соперничать с Ethernet по этим показателям.

Если оценивать Ethernet с точки зрения стоимости реализации, то он, конечно, уступит более простым сетям, например, RS-422/RS-485. Однако для многих промышленных приложений обеспечение высокой скорости передачи данных оказывается более важным требованием.

Дальнейшее развитие Ethernet связано не только с ростом пропускной способности, но и с получением высокой временной детерминированности при передаче информации. Речь идет в первую очередь о такой технологии как EtherCAT.

Рис. 1. Ethernet-решения от Miсrochip

К сожалению, расплатой за преимущества, которые дает Ethernet, становятся не только увеличение стоимости, но и высокая сложность реализации. Эти недостатки препятствуют массовому внедрению Ethernet в простые бюджетные устройства, которые должны стать основой Интернета вещей (IoT). Тем не менее, на рынке появляется все больше микросхем и решений, позволяющих при минимальных затратах времени и денег реализовать Ethernet-интерфейс. Например, номенклатура компании Miсrochip имеет множество Ethernet-решений: микроконтроллеры с Ethernet, микросхемы PHY, Ethernet-контроллеры, коммутаторы, законченные преобразователи интерфейсов USB-Ethernet (рисунок 1).

Многообразие компонентов и решений производства компании Microchip позволяет разработчикам очень гибко организовать Ethernet-соединение, исходя из возможностей и требований конкретного приложения, что значительно упрощает процесс разработки.

Организация Ethernet-соединения с помощью микросхем Microchip

Как известно, Ethernet работает на двух нижних уровнях модели OSI: физическом и канальном. В общем случае для реализации Ethernet потребуется стандартный набор функциональных компонентов: микроконтроллер (процессор), Ethernet-контроллер с MAC-адресом (Ethernet Controller), микросхема PHY, Ethernet-коммутатор (Ethernet Switch), элементы защиты (варисторы, TVS-диоды, защитные диоды), трансформатор, сетевой разъем. С помощью компонентов производства Microchip структуру Ethernet-интерфейса можно реализовать различными способами (рисунок 2).

Рис. 2. Варианты реализации аппаратной части Ethernet

Когда Ethernet только зарождался, уровень интеграции был достаточно скромным. По этой причине для создания Ethernet-интерфейса использовался набор отдельных микросхем (рисунок 2а). В этом случае микроконтроллер работает на верхних уровнях модели OSI и взаимодействует с Ethernet-контроллером с помощью одного из традиционных интерфейсов, например, по SPI. Ethernet-контроллер реализует канальный уровень OSI. Одна из главных его функций заключается в назначении уникального MAC-адреса устройства для работы в сети. За организацию физического канала отвечает микросхема Ethernet PHY. Она выполняет непосредственное кодирование и формирование выходных сигналов. Связь между Ethernet-контроллером и Ethernet PHY осуществляется с помощью интерфейса MII (Media Independent Interface) или его производных (RGMII/GMII и других). Если требуется на одном устройстве разместить несколько сетевых узлов, то для этих целей используется Ethernet-коммутатор.

С развитием технологических норм степень интеграции увеличивалась. Это позволяло разместить в одном корпусе не только процессорное ядро и стандартную периферию, но и «тяжелый» Ethernet-контроллер (рисунок 2б). В итоге для создания Ethernet-интерфейса требовалось подключить к такому микроконтроллеру только Ethernet PHY.

Стремление к созданию максимально простых решений привело к появлению микроконтроллеров и систем-на-кристалле (SOC), которые могут похвастаться не только встроенным Ethernet-контроллером, но и чипом Ethernet PHY (рисунок 2в). Для них подключение к сети оказывается максимально простым – остается только добавить элементы защиты и трансформатор.

В последнее время на рынке появляются и другие интересные решения. Например, компания Microchip предлагает широкий выбор различных мостовых схем USB-Ethernet (рисунок 2г). Их достоинствами являются универсальность, простота и низкая стоимость.

Компания Microchip выпускает весь спектр Ethernet-микросхем. Это дает пользователям возможность применять наиболее удобную структуру Ethernet-интерфейса, что в свою очередь значительно упрощает процесс разработки.

Обзор микроконтроллеров Microchip со встроенным Ethernet

Компания Microchip выпускает почти 200 моделей микроконтроллеров для Ethernet-приложений. Чтобы рассказать о них, потребуется не одна статья. По этой причине ограничимся кратким обзором основных семейств контроллеров с Ethernet.

Сейчас семейство PIC18 с Ethernet объединяет трех представителей – PIC18F66J60, PIC18F67J60 и PIC18F97J60, которые доступны в корпусных исполнениях 64/80/100 TQFP.

Производительность этих процессоров невелика – до 10,5 DMIPS. Если требуется более мощный процессор, стоит взглянуть на представителей семейства PIC32.

Семейство PIC32MX7 объединяет почти два десятка микроконтроллеров, построенных на базе процессорного ядра PIC32 с производительностью до 105 MIPS при рабочей частоте до 80 МГц. Максимальный объем Flash составляет до 512 кбайт, ОЗУ до 128 кбайт. Выпускаются эти микроконтроллеры в 64-выводном (TQFP, QFN) и 100-выводном (TQFP, BGA) исполнениях.

Данные семейства могут похвастаться развитой коммуникационной периферией, в том числе – CAN, USB, I²S и Ethernet. Интегрированный Ethernet-контроллер с MAC поддерживает 10/100 Мбит Ethernet.

Семейство PIC32MZ. По сравнению с предыдущими семействами эти микроконтроллеры отличаются повышенной производительностью до 415 DMIPS и рабочей частотой до 200 МГц. Также они могут похвастаться более развитым набором периферии и расширенным объемом памяти: Flash до 2 Мбайт и ОЗУ до 512 кбайт.

Микроконтроллеры выпускаются в различных корпусных исполнениях: 64-выводные (TQFP, QFN), 100-выодные (TQFP), 124-выводные (VTLA) и 144-выводные (TQFP, LQFP). Семейство включает почти 90 представителей.

Кроме собственных разработок компания Microchip продолжает выпускать микроконтроллеры с Ethernet, доставшиеся в наследство от Atmel – различные семейства SAM:

/SAME70 – микроконтроллеры на базе ARM Cortex-M7, отличающиеся высокой производительностью до 600 DMIPS и значительным объемом Flash до 2 Мбайт; – семейство, основанное на ядре ARM® Cortex®-A5. Наиболее мощное семейство производства Microchip с производительностью до 841 DMIPS и самым развитым набором периферии. В отличие от остальных микроконтроллеров, представители SAM A5D3 могут похвастаться Ethernet-контроллером, работающим в том числе и с 1000Base-T Ethernet.

Все микроконтроллеры производства компании Microchip, за исключением PIC18, требуют внешней микросхемы Ethernet PHY. Компания Microchip выпускает микросхемы данного типа для 10/100/1000Base-T Ethernet.

Микросхемы Ethernet PHY от Microchip

Microchip предлагает недорогие, компактные, малопотребляющие приемопередатчики Ethernet PHY для создания 10/100/1000 Мбит Ethernet (таблица 1). Для их подключения к процессорам используются стандартные интерфейсы GMII, RMII, MII.

Таблица 1. Обзор микросхем Ethernet PHY производства компании Microchip

Большинство микросхем разработано в соответствии с IEEE 802.3az (Energy Efficient Ethernet, EEE) и используют функцию пробуждения по сети Wake-On-LAN. Ethernet PHY производства компании Microchip способны работать с широким диапазоном питающих напряжений. Все это позволяет снизить уровень потребления на 40% по сравнению с аналогами. Например, KSZ8081 имеет мощность потребления всего 155 мВт.

Отличительной чертой Ethernet PHY производства Microchip являются фирменные технологии. LinkMD®+ позволяет выполнять расширенную диагностику качества сигналов. Технология Quiet-WIRE обеспечивает минимизацию уровня собственных помех и повышение устойчивости к внешним шумам.

Обзор Ethernet-контроллеров Microchip

Если используемый процессор не имеет встроенного контроллера Ethernet, то необходимо использовать внешний контроллер.

Таблица 2. Обзор Ethernet-контроллеров от Microchip

Как и в случае с рассмотренными ранее микросхемами PHY от Microchip, часть представленных контроллеров также имеет поддержку с IEEE 802.3az, функции Wake-On-LAN и фирменных технологий.

Обзор мостов HSIC/USB-Ethernet Microchip

Кроме традиционных Ethernet-решений Microchip предлагает микросхемы преобразователей USB – Ethernet. Такие преобразователи могут использоваться как отдельные устройства и подключаться к уже разработанным приборам с USB.

В настоящий момент Microchip выпускает мостовые преобразователи для USB 2.0, USB 3.1 и HSIC (High-Speed Inter-Chip) (таблица 3). При этом наиболее современные микросхемы работают с 10/100/1000 Мбит Ethernet, например, LAN7500.

Таблица 3. Обзор мостов HSIC/USB-Ethernet Microchip

Среди отличительных особенностей мостов от Microchip стоит отметить наличие встроенных регуляторов напряжения, поддержку IEEE 802.3az и Wake-On-LAN.

Обзор микросхем коммутаторов Ethernet от Microchip

Microchip предлагает микросхемы коммутаторов трех групп: высокоскоростные коммутаторы Gigabit Ethernet (таблица 4), 3-портовые коммутаторы 10/100 Мбит Ethernet (таблица 5) и 4/5/7/9-портовые коммутаторы Ethernet (таблица 6). Для большинства коммутаторов все порты за исключением одного снабжены полным комплектом из MAC + PHY. Один из портов имеет только MAC, для его использования требуется внешняя микросхема PHY, которая подключается с помощью одного из стандартных интерфейсов SGMII/RGMII/GMII/RMII/MII.

Таблица 4. Обзор микросхем высокоскоростных коммутаторов Gigabit Ethernet производства Microchip

Таблица 5. Обзор 3-портовых коммутаторов Ethernet производства Microchip

Стоит отметить, что часть коммутаторов Microchip поддерживает протокол IEEE 1588 v2 Precision Time Protocol (PTP), что является обязательным условием при реализации EtherCAT.

Таблица 6. Обзор 5/7/9-портовых коммутаторов Ethernet производства Microchip

Обзор инструментов для разработки и отладки Ethernet-приложений

Создание устройств с Ethernet – сложная задача. Проблемы могут возникнуть как на этапе разработки принципиальной схемы и печатной платы, так и при написании программной части. Наиболее простым способом освоить Ethernet является использование готовых отладочных наборов и открытых программных библиотек и стеков протоколов.

Таблица 7. Отладочные платы микроконтроллеров Microchip со встроенным Ethernet

Компания Microchip предлагает огромное количество самых разнообразных отладочных наборов и оценочных плат (таблицы 7 и 8). В их число входят как оценочные платы для микроконтроллеров, например, PIC32 Ethernet Starter Kit II, так и законченные решения, например, преобразователь интерфейсов EVB-LAN7500 (рисунок 3).

Рис. 3. Примеры отладочных наборов для микросхем Ethernet от Microchip

Таблица 8. Отладочные платы для микросхем Ethernet от Microchip

Кроме аппаратных средств Microchip предоставляет пользователям доступ к бесплатным драйверам и библиотекам. С точки зрения Ethernet-приложений разработчикам будет особенно интересен открытый и бесплатный стек TCP/IP от Microchip, который поддерживает следующие протоколы:

Если говорить о конкретных примерах использования микросхем Microchip, то в первую очередь стоит упомянуть готовые решения для EtherCAT и Интернета вещей (IoT).

Готовые решения: IoT и EtherCAT

EtherCAT представляет собой наиболее перспективную технологию прецизионного обмена данными, построенную на базе Ethernet. Для создания EtherCAT-приложений необходима поддержка протокола IEEE 1588 v2 Precision Time Protocol (PTP), который позволяет формировать временные метки, тем самым обеспечивая временную детерминированность при обмене данными, в то время как обычный Ethernet не гарантирует время доставки кадров.

Как говорилось выше, Microchip выпускает целый ряд микросхем с поддержкой IEEE 1588. Для быстрого освоения EtherCAT пользователям предлагаются специализированные отладочные наборы (таблица 9).

Таблица 9. Отладочные платы EtherCAT

Рис. 4. Платформа IoT Ethernet Kit производства компании Microchip

Заключение

Ethernet остается одним из наиболее распространенных проводных интерфейсов и является основой как для бытовых, так и для промышленных сетей. Он сочетает в себе высокую скорость передачи данных и умеренную стоимость реализации.

Компания Microchip выпускает широкий выбор микросхем для Ethernet-приложений: 8/16/32-битные микроконтроллеры, микросхемы PHY, Ethernet-контроллеры, коммутаторы, малобюджетные мосты USB-Ethernet.

Кроме самих микросхем Microchip предлагает множество разнообразных отладочных наборов и программных библиотек, в том числе – открытый стек TCP/IP. Также имеются специализированные решения для EtherCAT и IoT.

Попалась мне на глаза плата LILYGO TTGO T-Internet-POE ESP32 LAN8270A и конечно я не мог пройти мимо такой интересной новинки: ESP32, LAN8270A, POE, SD карта, Wi-Fi+Ethernet… Было интересно пощупать это произведение сумрачного китайского гения своими руками и протестировать в реальной работе, ведь TTX платы сулили очень интересные перспективы для использования в IoT, DIY и вообще в области «Wi-Fi+Ethernet и на что фантазии хватит».

Но, как всегда, путь от рекламных проспектов на сайтах продавцов и производителя до запуска платы и проведения на ней тестов оказался очень непростым и тернистым. Далее предлагаю вашему вниманию отчёт о моих увлекательных изысканиях по этой теме.

Камень в огород LILYGO

По моим наблюдениям (многие) производители «железа» страдают одной родовой болезнью — полным отсутствием компетенции в маркетинге и вообще элементарного понимания того, что свои продукты они делают для людей.

Хорошим примером тут может служить LILYGO TTGO T-Internet-POE ESP32 LAN8270A (далее для краткости будем называть эту плату T-Internet-POE). Производитель сделал интересную плату, но… не сделал больше ничего:

нет нормальной распиновки контроллера
нет принципиальной электрической схемы
нет вменяемого описания применения платы и типовых паттернов её использования
нет технических пояснений по работе отдельных составляющих платы
нет примеров кода (есть 1 (!) скетч на «отвали, мальчик, не мешай работать»)
нет сайта с документацией
нет форума с грамотными и мотивированными модераторами
нет популярных и мотивирующих статей для тех, кто интересуется этим контроллером, но не знает (не понимает) где он мог бы его применить для своих целей
и нет ещё множества вещей, которые должны были бы быть

И как при таком подходе к делу они вообще умудряются что-то продавать? И насколько выросли бы их продажи, если бы они на минутку отложили в сторону паяльник и вспомнили о своих покупателях?

Вопросы риторические, но так или иначе далее мне придётся проделать всю работу за технический и маркетинговый отделы LILYGO.

В чём фишка?

Говоря простыми словами, на этой плате удалось более-менее удачно объединить в одном устройстве ESP32 (Wi-Fi), Ethernet, POE и ещё добавить к этому торту вишенку в виде microSD картридера. Из одного только сочетания этих составляющих сразу вытекает множество интересных вариантов применения этой платы:

работа по Wi-Fi с резервом в виде Ethernet канала
работа по Ethernet с резервом в виде Wi-Fi подключения
обслуживание одновременно и Wi-Fi и Ethernet линков
роутер между Wi-Fi и Ethernet в обе стороны
веб-сервер на два интерфейса
разные веб-сервера на разных интерфейсах
питание (удалённого) контроллера по POE

Как вы видите, сфера применения этой платы в IoT и DIY ограничена только вашей фантазией и вашими потребностями и в целом T-Internet-POE как устройство смотрится очень многообещающе.

Далее давайте попытаемся разобраться как со всем эти великолепием совладать, что, учитывая практически полное отсутствие информации по плате, является не такой простой задачей.

Технические характеристики

Мы здесь не будем приводить полный список всех технических характеристик платы — вот с чем с чем, а с этим на сайтах продавцов и производителя проблем нет (проблема в том, что кроме этих характеристик там больше ничего нет). Приведём здесь только список ключевых элементов платы:

ESP32-WROOM (4 МБ)
LAN8720A (Ethernet PHY)
POE 802.3af
microSD картридер
12 GPIO пинов для внешних подключений

При этом 12 свободных GPIO производят двойственное впечатление — с одной стороны это уже «кое-что» и значительно лучше чем на ESP8266, а с другой стороны после проектов на Mega 2560 с её десятками GPIO, 12 пинов смотрятся очень и очень скромно и сильно ограничивают возможности разработки — тут нужно будет либо изобретать какие-то расширители портов, либо делать тандемные сборки с другими контроллерами.

Варианты контроллера

При ближайшем рассмотрении оказывается, что под одним названием существуют два разных контроллера — один на ESP32-WROOM, а второй на ESP32-WROVER-B, что сходу и не разглядишь — на вид платы практически одинаковые и можно играть в игру «найди 10 отличий».

Мне достался контролер на ESP32-WROOM, поэтому дальнейшее повествование будет относится к нему.

Программатор

Инженеры LILYGO так далеко оторвались от своих пользователей, что их решения не всегда можно понять. К таким решениям относится создание ими отдельной платы программатора на чипе CP2104 для контроллера T-Internet-POE.

Зачем? Зачем нужен отдельный программатор, когда этот узел можно было интегрировать на саму плату контроллера или попросту использовать стандартные USB-TTL переходники (как делают все остальные производители железа)? Ответ, видимо, знают только разработчики LILYGO (но простим им этот маленький креатив).

Но мало того, что разработчики LILYGO сделали непонятную вещь, они ещё и умудрились сделать её криво:

во-первых они применили горячо любимые народом пины с шагом 2,0 мм
во-вторых они предусмотрели установку разъёма на обратную (!) сторону платы

В результате получился какой-то странный монстр. И всё бы ничего, если бы проблема ограничивалась только эстетической составляющей, но тут вылезают более серьёзные проблемы:

если устанавливать и крепить плату в нормальном положении, то пины программатора оказываются снизу платы и к ним невозможно подключиться без демонтажа контроллера;
если работать с платой без крепления, то разъёмы с шагом 2,0 не обеспечивают должной жёсткости и вся конструкция грозит развалиться в любой момент и всё вокруг позамыкать.

Распиновка

Для начала приведём оригинальный вариант распиновки (окультуренный насколько это было возможно). Для тех «кто в курсе» информации достаточно, остальные мало что поймут из этой «китайской грамоты».

Попробуем перевести это на русский язык и вообще разобраться с тем, что там происходит с распиновкой элементов и распределением ресурсов контроллера.

Всего на ESP32 имеется 40 пинов (D0–D39) из них 14 пинов

мы исключаем из рассмотрения как практически неиспользуемые (по разным причинам, подробный разбор назначения этих пинов выходит за рамки этой статьи). Остаются:

Пины подключения Ethernet чипа LAN8720A

D18 – ETH_MDIO_PIN
D19 – ETH_TX_D0
D21 – ETH_TX_EN
D22 – ETH_TX_D1
D23 – ETH_MDC_PIN
D25 – ETH_RX_D0
D26 – ETH_RX_D1
D27 – ETH_RX_CRS

причём, D18 и D23 устанавливаются в скетче, а остальные 6 пинов чипа LAN8720A являются «стандартными» и задаются в библиотеке.

Поскольку производитель постеснялся предоставить принципиальную схему контроллера, то я здесь могу только привести аналогичную типовую схему подключения физики Ethernet на LAN8720A.

К LAN8720A также относится пин тактирования, который на плате T-Internet-POE подключён к D17 (тоже выбирается в скетче):

microSD картридер

microSD картридер подключён на HSPI:

D2 – SD_MISO
D12 – SD_CS
D14 – SD_SCLK
D15 – SD_MOSI

и в случае своего использования «забирает» свободные для внешних подключений и выведенные на плату пины D2, D14, D15. Вопрос «что выгоднее — использовать картридер и потерять 3 из 12-и свободных пинов или сохранить 3 лишних GPIO и отказаться от картридера» — сродни вопросу «что лучше: слон или конь?» и вам каждый раз придётся отвечать на него при использовании платы T-Internet-POE.

Прочие пины

У нас остаются пины D0 (ETH_CLOCK, не задействован в этом качестве) и D1 (TX0) и D3 (RX0).

Свободные пины

Теперь переходим к самому интересному — описанию свободных пинов, выведенных на плату контроллера.

Первой идёт группа D34, D35, D36, D39, работающая только на вход. Лучше конечно на вход, чем вообще ничего, но при таком дефиците GPIO было бы гораздо лучше, если бы эти четыре пина были полноценными GPIO.

И затем 8 полноценных GPIO, которые вы можете использовать в своих проектах. Тут нужно помнить, что хоть эти пины и являются полноценными GPIO, но некоторые из них работают весьма своеобразно (например меняют потенциал на старте контроллера и т. п.). Поэтому прежде, чем к ним что-то подключать, нужно специально выяснять и уточнять эти моменты.

D2 (SD_MISO)
D4
D12
D14 (SD_SCLK)
D15 (SD_MOSI)
D16
D32
D33

Как говорится, вот тебе, мой юный друг программирования и микроконтроллеров, 8 GPIO и ни в чём себе не отказывай.

Тут нужно ещё сказать несколько слов о поддержке POE, поскольку это является одним из достоинств этой платы и одной из её «фишек» и для многих это будет причиной, по которой они захотят её купить и использовать.

Здесь реализована полноценная поддержка стандарта POE 802.3af с развязкой и управлением питанием на чипе SI3404.

Меня дистанционная запитка контроллера не очень интересует, поэтому этот аспект работоспособности T-Internet-POE я не тестировал, но, судя по всему, с POE здесь проблем нет.

Программная поддержка

Как вы сами понимаете, работать с T-Internet-POE можно при помощи любых программных сред, имеющих представление об этом железе, в том числе в нативном SDK (и вероятно это наиболее правильный вариант), но мы попытаемся выяснить, что можно выжать из этой железки при помощи Arduino IDE.

В качестве программной среды для экспериментов использовались Arduino IDE версии 1.8.5 и ESP32-Arduino версии 1.0.5 (последняя сборка на момент написания статьи).

Сам процесс установки поддержки ESP32 в Arduino IDE я описывать не буду потому, что этому вопросу посвящено огромное количество материалов в интернете, во всех нюансах описывающих этот процесс.

Упомяну здесь только один момент: плюс ко всему, чего не имеет этот контроллер, он ещё не имеет и нативной поддержки в ESP32-Arduino версии 1.0.5. Поэтому в качестве контроллера в менеджере плат выбирался «ESP32 DEV Module» с настройками:

Flash Mode: DIO
Flash Size: 4MB (32 Mb)
Partition Scheme: 4MB (1,2MB/1,5MB)

Стандартный скетч

Ниже приведён скетч, которым нас порадовал производитель платы. Там особенно комментировать нечего, он просто инициализирует Ethernet интерфейс и посылает запросы к серверу в интернете.

Когда я в первый раз увидел этот скетч, то задался вопросом: «что этим хотел сказать производитель?». Единственное назначение этого скетча — показать, что эта технология в принципе работает. Это конечно хорошо, но что дальше? Что со всем этим делать не имея ни документации, ни примеров, ни вменяемой ответной реакции от производителя?

Походу получается, что ответ от LILYGO — изучать программирование и создавать ПО самостоятельно (или искать готовые прошивки, хотя это и не спортивно).

Интерфейсы и пинг

Для сетевых профессионалов (и примкнувших к ним) скажу пару слов о скорости работы по интерфейсам Wi-Fi и Ethernet и их отзывчивости. Тестирование проводилось в ненагруженной гигабитной сети, зашумлённость Wi-Fi диапазона специально не контролировалась.

Первый скриншот — это пинг контроллера по Wi-Fi интерфейсу. Минимум 24 мс, максимум 105 мс, среднее 67 мс.

Второй — пинг контроллера по Ethernet интерфейсу. Минимум 0 мс, максимум 9 мс, среднее 2 мс.

Как вы видите, пинг по проводному Ethernet кардинально меньше, чем по Wi-Fi (что ожидаемо). Насколько хороши или плохи эти цифры предоставляю судить читателям самостоятельно, меня они вполне устраивают для моих целей.

Тестирование

Тестировать такую систему, как T-Internet-POE на скетчах, подобных предложенному производителем — это несерьёзно, поэтому для тестирования контроллера применялась специализированная версия AMS, адаптированная специально для этой платы. Учитывая, что это сервер, который использует полноценные HTML, CSS, Javascript, Ajax, графические файлы и библиотеки, то успешная работа такого сервера на T-Internet-POE будет свидетельствовать о правильно спроектированном железе и возможности его использования в реальных проектах.

Примечание: тестирование производилось на внутренней, не публичной версии AMS для T-Internet-POE. Публикация и распространение этой версии не планируется, возможно это будет сделано позже, после соответствующих доработок.

Тест 1. Запускаем AMS сервер на T-Internet-POE

Запустить AMS на новом контроллере с новым чипом и сетевым интерфейсом — это весьма нетривиальная задача, но тем не менее, при правильном подходе и понимании того, что ты делаешь, всё становится возможным.

Косяк номер 1

В процессе этой работы стали вылезать «косяки» самого контроллера T-Internet-POE и первое, что было выявлено — это то, что контроллер отказывается прошиваться при вставленной microSD карте памяти. Не помогает ничего — ни замена USB порта, ни питание от отдельного блока, ни нажимание кнопок, ни замена карты — контроллер упорно не желает прошиваться при вставленной карте памяти.

Глюк это конкретного экземпляра или родовой дефект всех контроллеров T-Internet-POE сказать трудно (имея в своём распоряжении один экземпляр), можно только констатировать 100-процентную повторяемость и воспроизводимость проблемы.

Что это значит для нас? В практическом плане это значит, что на контроллере T-Internet-POE фактически нет картридера — картридер, который блокирует прошивку контроллера — это не картридер, а баг.

Что же делать? Остаётся только использовать 1,5 МБ SPIFFS, имеющийся на модуле ESP32. Да, это не очень много, но в принципе 1,5 МБ памяти для IoT устройства — это более-менее приемлемо в большинстве случаев.

Косяк номер 2

Ок, от картридера мы отказались, теперь нам нужно подружиться с SPIFFS. Вроде бы задача несложная и даже привычная, но и тут нас ждёт засада: по какой-то причине утилита ESP32FS отказывается нормально работать на этом контроллере (в этой конфигурации). Перенос файлов в память модуля ESP32 приводит к последующей ошибке монтирования SPIFFS диска.

М-да… В случае невозможности нормально перенести файлы (сервера) на SPIFFS диск, остаётся только один способ — инициализация интерфейса через Serial соединение, и последующий перенос файлов на SPIFFS диск через веб-интерфейс. Способ конечно не очень удобный, но никак не влияющий на конечный результат — файлы сервера были успешно перенесены на SPIFFS диск.

Описание самого процесса адаптации кода под новый контроллер я опускаю, поскольку это потребовало бы составления антологии наподобие полного собрания сочинений В. И. Ленина и сразу перехожу к демонстрации факта успешной работы AMS сервера на T-Internet-POE (а значит и работоспособности самой платы T-Internet-POE).

Загрузка страницы по Wi-Fi интерфейсу.

Загрузка страницы по Ethernet интерфейсу.

Выигрыш по скорости примерно в 4 раза, естественно, в пользу Ethernet. Здесь нужно ещё иметь в виду, что речь идёт о неоптимизированном коде и после проведения соответствующих работ результаты должны значительно улучшиться.

Работа сервера по Ethernet интерфейсу на LILYGO TTGO T-Internet-POE ESP32 LAN8270A.

Тест 2. Работа на двух интерфейсах

Тут мне придётся немного поработать разрушителем легенд. В интернете ходят упорные слухи, что одновременная работа Wi-Fi и Ethernet на связке ESP32 и LAN8270A невозможна. Это не так — AMS сервер прекрасно работает на двух интерфейсах одновременно и отлично обслуживает запросы по Wi-Fi и Ethernet. Никаких проблем с зависаниями или перезагрузками ESP32 нет.

Вот это уже интересный результат, который открывает заманчивые перспективы: поскольку мы имеем собственный сервер, то можем как угодно управлять обслуживанием интерфейсов, например, по Wi-Fi отдавать одни сайты с одним контентом, а по Ethernet — другие сайты с другим контентом. Образно говоря, бабушке по Ethernet отдавать сайт с кулинарными рецептами, а внуку по Wi-Fi — сайт с избранными статьями из БСЭ.

Тест 3. Бан по одному из интерфейсов

Теперь давайте попробуем на практике реализовать идею с различным обслуживанием интерфейсов веб-сервером. В качестве примера попробуем реализовать отказ в обслуживании для подключений по одному из интерфейсов (Ethernet).

Клиент, подключённый к нашему контроллеру по Ethernet интерфейсу получил отказ в обслуживании.

Резервирование интерфейсов

Сама идея резервирования интерфейсов лежит на поверхности и так и просится для реализации. Подобных сценариев существует множество, например, у вас есть IoT контроллер, который подключён к локальной сети по Ethernet. В случае аварийной ситуации, при пропадании проводного линка, контроллер автоматически подключается к резервному беспроводному роутеру и продолжает свою работу.

Сетевой роутинг

Имея в своём распоряжении два рабочих сетевых интерфейса можно как угодно маршрутизировать пакеты в сети. Никто также не мешает в схему маршрутизации по Wi-Fi и Ethernet добавить маршрутизацию данных по nRF24 или LoRa или по любой другой беспроводной сети. Таким образом можно сделать любой роутер для вашей IoT системы.

Ну, и как было отмечено выше, существует ещё множество интересных вариантов использования контроллера с двумя сетевыми интерфейсами.

Итоги

Теперь давайте подведём итоги этого небольшого исследования: в общем, несмотря на некоторые косяки и детские болезни, контроллер LILYGO TTGO T-Internet-POE ESP32 LAN8270A мне понравился — это отличный инструмент для построения IoT систем, особенно если вы обладаете соответствующей квалификацией и не лишены фантазии и креативного подхода к своему творчеству.

Несмотря на многочисленные инновации в области беспроводного подключения к Интернету, кабельное LAN-соединение по-прежнему живо. CHIP расскажет, в чем их преимущество перед роутерами и даст рекомендации по выбору модели.

Не смотря на «немобильность» коммутатора, многие пользователи предпочитают именно кабельное подключение к локальной сети для игр, просмотра высококачественного потокового видео и максимально быстрой загрузки из Интернета. Сетевые свитчи существенно облегчают задачу подсоединения к Интернету множества разнообразных устройств, ведь с помощью свитча вы сможете подключить их всех к одному роутеру. Правда, для этого потребуется прокладка к каждому LAN-кабеля, т.н. «витая пара».

Сетевой коммутатор (свич): для чего он нужен?

Большинство современных DSL-роутеров имеют 3-4 так называемых LAN-порта. Эти порты передают данные сети со скоростью до 1000 Мбит в секунду на подключенные устройства, и принимают данные теоретически с той же скоростью. Для этого требуется только LAN-кабель. Например, если у вас дома есть настольный компьютер, ноутбук, смартфон и планшет, вы можете легко подключить их непосредственно к маршрутизатору (или сделать это через Powerline-модуль). Смартфоны и планшеты, как правило, не имеют встроенного LAN-порта и данные передаются по Wi-Fi.

Тем не менее, тем, у кого дома есть игровые консоли, Smart TV, медиа-ресивер или диски для NAS, может оказаться недостаточно LAN-портов своего маршрутизатора. Теоретически, вы можете, конечно, все предназначенные для этого устройства подключать через Wi-Fi, но кабель гарантирует более надежное соединение и более высокую скорость. Поэтому, особенно для игровых консолей стоит использовать сетевой коммутатор.

Если объяснять в двух словах, коммутатор принимает сигнал (например, сетевые пакеты) от маршрутизатора, который устанавливает подключение к Интернету и отправляет сигнал (например, на телевизор, медиа-ресивер, PlayStation 4 и Xbox One) и наоборот. Сетевой коммутатор распределяет подключение к Интернету на все устройства, для которых у него хватило портов.

Наша рекомендация: Netgear GS108E-300PES

Примерно за 6 000 рублей вы можете приобрести самую последнюю версию отличного коммутатора Netgear. Гигабитный коммутатор работает с потоками данных до 2000 Мбит в секунду — этого вам полностью хватит для среднестатистического домашнего использования.

У него в общей сложности восемь портов Gigabit, что означает, что вы сможете с помощью LAN-кабеля подключить к Интернету до семи устройств. Для настройки вам ничего делать не нужно: свитч должен работать по принципу «out-of-the-box», он способен автоматически адаптироваться к любой конфигурации в домашней сети.

Однако специалисты смогут получить доступ к различным настройкам, которые можно менять с помощью меню специальной утилиты настройки коммутатора. Дополнительные функции, такие как QoS (Quality of Service) для предоставления приоритета отдельным сетевым потокам и поддержка VLAN, также доступны в случае необходимости. Металлический корпус сработан очень надежно, он позволяет хорошо отводить тепло от чипов, благодаря чему GS108E не нуждается в вентиляторе и работает бесшумно.

В нашем тестировании GS108E работал с тремя игровыми консолями, самой актуальной моделью медиа-ресивера, SmartTV и жестким диском для NAS. Все функционировало без каких-либо сбоев. Мы рекомендуем эту модель на сто процентов.

Netgear GS108E-300PES: Надежно сработанный и простой в эксплуатации, легко адаптируется к конфигурации вашей сети (Изображение: Netgear)

Качественный и недорогой: 5-портовый коммутатор TP-Link TL-SF1005D

Есть на рынке и абсолютно недорогие сетевые коммутаторы. Примерно за 650 рублей TP-Link предлагает модель TL-SF1005D с пятью LAN-портами. Хотя они м предназначены только для скорости до 100 Мбит в секунду, этого должно хватить для домашнего использования.

Для видео-стриминга в формате Full HD через Netflix или Amazon Prime обычно требуется от 6 до 8 Мбит/с. Даже с UHD-стримингом (около 25 Мбит/с) коммутатор отлично справляется. То же самое относится к IPTV или сетевому трафику с жесткого диска NAS. Если не всем устройствам приходится постоянно передавать и принимать большой объем данных, то они будут хорошо работать и с такой полосой пропускания.

TP-Link TL-SF1005D: Оснащен маргинально, но выполняет свою работу. Изображение: TP-Link

Помимо функции «Plug-and-Play Switch» эта недорогая модель вряд ли предложит вам что-то интересное. Пластиковый корпус выглядит не особо презентабельно, но с ним вполне можно смириться, учитывая тот факт, что цена устройства ниже 700 рублей.

В нашем тестировании мы подключили к коммутатору TP-Link две игровые консоли и один IP-TV-ресивер, и никаких проблем не возникло.

Читайте также: