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This book is a comprehensive technical text on embedded system design and prototyping centered on the Teensy microcontroller platform. It contains extensive content, including actual development cases, Teensy's architecture, tool chain, programming techniques, advanced interface integration, real-time system design, network (i.e., Ethernet/W5500), security/reliability, PCB design, and case studies.

📌 Main content structure

Teensy Platform Basics

Analysis of various Teensy board generations and hardware architecture

Core/peripheral/memory structure

Introduction to power/pin design considerations and development tools

Development environment and workflow

Set up a cross-platform toolchain (Windows, macOS, Linux)

Build system, library management, version management

Continuous integration (CI) and hardware simulation

Low-level/high-level programming techniques

Performance optimization techniques such as GPIO, interrupts, timers, DMA, etc.

Low-power design, real-time processing strategy

Peripheral integration

Serial/SPI/I²C, USB host/device, analog/digital signal processing

CAN, networking (including Ethernet), wireless expansion (Wi-Fi, BLE, LoRa)

Network and Ethernet

Wired Ethernet connection implementation and network protocol support

Design pattern that integrates an external Ethernet controller such as W5500

Real-time system/OS integration

Embedded OS integration, scheduling, such as FreeRTOS

Memory/contention management and debugging

Prototyping and Hardware Design

Circuit design, PCB layout, expansion board design

Testing and Prototype Validation Methods

Security, safety, reliability

Secure Boot/Firmware Integrity/OTA Update

Fault detection, logging, authentication/regulatory response

Application examples

Robotics, audio/media processing, data logging, IoT gateway, etc.

Advanced case-based practical examples

📌 Summary: This book is a reference/guide that covers step by step all the knowledge needed to apply the Teensy platform to practical projects, from basic to advanced.

🧠 Define the role of W5500

W5500 is a hardware Ethernet controller for implementing Ethernet network connectivity in embedded systems.

✅ Key roles

✔️ Hardware-based TCP/IP stack
W5500 provides a hardware TCP/IP engine that processes major network protocols such as TCP, UDP, IPv4, ARP, and ICMP directly inside the chip.
→ The MCU no longer needs to handle the complex network stack directly.

✔️ Communicate with MCU via SPI interface
The microcontroller exchanges data with the W5500 through SPI, and the W5500 performs the actual Ethernet PHY and MAC functions.

✔️ Built-in Ethernet PHY + MAC
W5500 has both a 10/100Base-T PHY and MAC layer built-in, eliminating the need for a separate PHY, and connects directly to a wired network through an RJ-45 port.

✔️ Simultaneous processing of multiple sockets
It supports 8 hardware sockets and can handle multiple TCP/UDP connections simultaneously, making it suitable for multi-client/server implementation.

✔️ Compact, low power / simple software integration
Internal buffer and SPI-based control enable Ethernet even on low-resource MCUs, and are easily integrated through Arduino/Ethernet libraries.

📌 Example usage

Expand Ethernet functionality with Teensy + W5500 combination (e.g. web server, IoT gateway)

Embedded network equipment (sensor hub, remote monitoring)

Reliable wired connections in industrial control systems

Projects requiring TCP/UDP based communication

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이 책은 Teensy 마이크로컨트롤러 플랫폼을 중심으로 한 임베디드 시스템 설계와 프로토타이핑에 대한 종합적인 기술서입니다. 실제 개발 사례를 포함하여 Teensy의 아키텍처, 도구 체인, 프로그래밍 기법, 고급 인터페이스 통합, 실시간 시스템 설계, 네트워크(i.e., Ethernet/W5500), 보안/신뢰성, PCB 설계, 케이스 스터디 등 폭넓은 내용을 담고 있습니다.

📌 주요 내용 구조

Teensy 플랫폼 기본

다양한 Teensy 보드 세대 및 하드웨어 아키텍처 분석

코어/주변장치/메모리 구조

전원/핀 설계 고려사항 및 개발 도구 소개

개발 환경 및 워크플로우

크로스 플랫폼 툴체인 설정 (Windows, macOS, Linux)

빌드 시스템, 라이브러리 관리, 버전 관리

지속 통합(CI) 및 하드웨어 시뮬레이션

저수준/고수준 프로그래밍 기법

GPIO, 인터럽트, 타이머, DMA 등 성능 최적화 기법

저전력 설계, 실시간 처리 전략

주변장치 통합

Serial/SPI/I²C, USB host/device, 아날로그/디지털 신호 처리

CAN, 네트워킹(Ethernet 포함), 무선 확장 (Wi-Fi, BLE, LoRa)

네트워크 및 Ethernet

Wired Ethernet 연결 구현과 네트워크 프로토콜 지원

W5500과 같은 외부 Ethernet 컨트롤러를 통합하는 설계 패턴

실시간 시스템/OS 통합

FreeRTOS와 같은 임베디드 OS 통합, 스케줄링

메모리/경합 관리 및 디버깅

프로토타이핑과 하드웨어 디자인

회로 설계, PCB 레이아웃, 확장 보드 설계

테스트 및 시제품 검증 방법

보안, 안전성, 신뢰성

보안 부트/펌웨어 인티그리티/OTA 업데이트

장애 감지, 로깅, 인증/규정 대응

응용 사례

로보틱스, 오디오/미디어 처리, 데이터 로깅, IoT 게이트웨이 등

고급 사례 기반 실전 예제

📌 정리: 이 책은 기초부터 고급까지 Teensy 플랫폼을 실전 프로젝트에 적용하는데 필요한 모든 지식을 단계적으로 다루는 레퍼런스/가이드입니다.

🧠 W5500의 역할 정의

W5500 은 임베디드 시스템에서 Ethernet 네트워크 연결을 구현하기 위한 하드웨어 Ethernet 컨트롤러입니다.

✅ 핵심 역할

✔️ 하드웨어 기반 TCP/IP 스택
W5500은 TCP, UDP, IPv4, ARP, ICMP 등 주요 네트워크 프로토콜을 칩 내부에서 직접 처리하는 하드웨어 TCP/IP 엔진을 제공합니다.
→ MCU가 복잡한 네트워크 스택을 직접 처리할 필요가 없어집니다.

✔️ SPI 인터페이스로 MCU와 통신
마이크로컨트롤러는 SPI를 통해 W5500과 데이터를 주고받으며, W5500이 실제 Ethernet PHY와 MAC 기능을 수행합니다.

✔️ Ethernet PHY + MAC 내장
W5500은 10/100Base-T PHY와 MAC 계층을 모두 내장하여 별도 PHY가 필요 없고, RJ-45 포트를 통해 유선 네트워크와 직접 연결됩니다.

✔️ 여러 소켓 동시 처리
8개의 하드웨어 소켓을 지원해 동시에 다수의 TCP/UDP 연결을 처리할 수 있어 다중 클라이언트/서버 구현에 적합합니다.

✔️ 작고 저전력 / 간단한 소프트웨어 통합
내부 버퍼 및 SPI 기반 제어로 리소스가 적은 MCU에서도 Ethernet이 가능하며, Arduino/Ethernet 라이브러리 등을 통해 쉽게 통합됩니다.

📌 예시 용도

Teensy + W5500 조합으로 Ethernet 기능 확장 (예: 웹 서버, IoT 게이트웨이)

임베디드 네트워크 장비 (센서 허브, 원격 모니터링)

산업용 제어 시스템에서 안정적인 유선 연결

TCP/UDP 기반 통신이 필요한 프로젝트