How to Build UART Ethernet Conversion with WIZnet W55RP20 on PP-Ethernet-UART-MINI?

Summary

PP-Ethernet-UART-MINI is a compact commercial UART-to-Ethernet converter built around WIZnet W55RP20, which combines an RP2040-class MCU with WIZnet’s W5500 Ethernet controller. The module converts UART serial data into TCP/IP network traffic and converts received TCP/IP traffic back into UART data. W55RP20 provides the application MCU, wired Ethernet MAC/PHY, hardwired TCP/IP stack, socket handling, and buffering needed to network existing UART devices without adding a full software TCP/IP stack to the host device.

What the Project Does

PP-Ethernet-UART-MINI is intended to add Ethernet connectivity to equipment that already exposes a UART interface. The module acts as a bidirectional protocol converter: data from the UART side is transmitted as TCP/IP data over Ethernet, and data received from the network is converted back into UART serial data for the attached device.

The product page lists UART-to-Ethernet conversion, Modbus TCP and Modbus RTU/ASCII conversion, 10/100 Mbps Ethernet, serial speed up to 921 kbps, device-search password protection, UART AT-command configuration, configuration through a dedicated tool, web-based configuration, ESD protection, a built-in unique MAC address, and an industrial operating temperature range of -40 to 85°C.

The physical interface is designed for embedded module integration. The product exposes 3.3 V power, ground, UART TX/RX/RTS/CTS, RP_BOOT for USB boot mode, nRST or reset, USB pins for firmware upload and debugging, a 232/485 CS mode-selection pin, and a RUN_LED status indicator.

Where WIZnet Fits

The exact WIZnet product is W55RP20. In this module, W55RP20 is not just an Ethernet PHY or passive bridge component. It is the core controller that runs the serial-to-Ethernet firmware while also providing W5500-based wired Ethernet and hardwired TCP/IP processing.

WIZnet documents W55RP20 as a chip with dual ARM Cortex-M0+ cores, 2 MB on-chip Flash, 264 KB SRAM, GPIO, UART, SPI, I2C, PWM, USB, PIO, timer, watchdog, 10Base-T/100Base-TX Ethernet MAC/PHY, and a hardwired TCP/IP stack. The supported network protocols listed for W55RP20 include TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, and PPPoE.

That integration is important for a commercial UART device server. The firmware must handle UART timing, RTS/CTS flow control, network configuration, socket state, Modbus conversion, configuration storage, and recovery after disconnects. W55RP20 reduces board-level complexity by combining the MCU and Ethernet controller into one WIZnet device instead of requiring a separate MCU plus a separate Ethernet chip.

Implementation Notes

The source is a product page and resource listing, not a public firmware repository. The W55RP20 product usage is verified from the PLATYPUS product page, but firmware source files and register-level implementation code are not publicly exposed there, so project-specific code cannot be quoted.

A practical firmware architecture for PP-Ethernet-UART-MINI can be understood as four layers. The UART layer handles TX, RX, RTS, CTS, baud rate, framing, and AT-command entry. The network layer manages MAC address, IP address, TCP server/client or UDP mode, socket state, link state, and reconnection behavior. The protocol layer maps raw UART streams into network sessions and handles Modbus TCP to Modbus RTU/ASCII conversion when enabled. The configuration layer exposes parameters through Ethernet configuration tools, web configuration, and serial AT commands, all of which are listed by the product page.

From a register and hardware-control perspective, the important boundary is between UART-side buffering and W5500-side socket buffering. UART input can arrive continuously, while TCP transmission can stall because of cable removal, peer disconnect, congestion, or IP configuration failure. The firmware therefore needs independent serial buffers, socket-state monitoring, timeout handling, and a policy for what happens when UART input continues while the network path is unavailable.

For commercial firmware maintenance, PLATYPUS also lists W55RP20 Serial-to-Ethernet firmware resources with .bin, .hex, and .uf2 update paths through Ethernet Configuration Tool, SWD, and USB boot mode. That confirms this module is a firmware-driven serial-to-Ethernet platform with field-update mechanisms rather than a fixed-function hardware-only bridge.

Practical Tips / Pitfalls

• Separate UART buffering from Ethernet socket buffering. W5500-side buffers do not remove the need for serial-side flow control.
• Use RTS/CTS when the connected UART device can send bursts near the maximum 921 kbps serial rate.
• Validate both raw UART tunneling and Modbus conversion modes with real equipment, not only loopback tests.
• Keep RP_BOOT, reset, USB, and SWD access available during pilot builds so firmware recovery remains possible.
• Test cable disconnect, duplicate IP, TCP reconnect, UART overflow, factory reset, and firmware update interruption before deployment.
• Protect configuration access. AT commands, web configuration, and Ethernet configuration tools are useful, but they also define the device’s operational security boundary.

FAQ

Q: Why use WIZnet W55RP20 for PP-Ethernet-UART-MINI?
A: W55RP20 combines an RP2040-class MCU, W5500-based Ethernet, and a hardwired TCP/IP stack in one device. That fits a UART-to-Ethernet converter because the firmware can focus on serial framing, configuration, Modbus handling, and recovery logic while the WIZnet Ethernet side handles wired TCP/IP transport.

Q: How does W55RP20 connect to the platform in this module?
A: At the module level, the attached device connects through UART TX, RX, RTS, and CTS. The Ethernet side is exposed through the module’s RJ45 path. Integration pins include 3.3 V, ground, reset, RP_BOOT, USB pins, 232/485 CS, and RUN_LED, giving the host design access to power, mode selection, firmware update, and status monitoring.

Q: What role does WIZnet play in this project?
A: W55RP20 is the core conversion device. It runs the UART-to-Ethernet firmware and supplies the wired Ethernet MAC/PHY plus hardwired TCP/IP processing. In operation, it receives serial data from the UART side, packages it for TCP/IP transport, and delivers incoming Ethernet data back to the UART device.

Q: Can beginners use this module?
A: Yes, as an integration module. The product page states that the module can be controlled through Ethernet with a configuration tool and through serial using AT commands, so users do not need to write a TCP/IP stack before first use. Deeper customization still requires understanding UART wiring, IP addressing, TCP server/client behavior, Modbus framing, and firmware update paths.

Q: How does this compare with a generic MCU plus ENC28J60 design?
A: PP-Ethernet-UART-MINI is more integrated. W55RP20 includes the MCU side and W5500-based hardwired TCP/IP Ethernet in one package, while an ENC28J60-based design typically requires a separate MCU and more host-side network-stack responsibility. For a commercial converter module, W55RP20 reduces firmware and hardware integration work; a discrete ENC28J60 design may offer more low-level design freedom but usually increases stack-integration and validation effort.

Source

Original product page: PLATYPUS, PP-Ethernet-UART-MINI. License is not stated on the product page.

PLATYPUS resource listing: Serial to Ethernet module - W55RP20 firmware resources and update formats.

WIZnet product reference: W55RP20 product information and technical feature list.

WIZnet success-story reference: PLATYPUS serial-to-Ethernet module using W55RP20.

Tags

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PP-Ethernet-UART-MINI에서 WIZnet W55RP20으로 UART Ethernet 변환을 구현하는 방법은?

요약

PP-Ethernet-UART-MINI는 WIZnet W55RP20을 기반으로 한 소형 상용 UART-to-Ethernet 변환 모듈입니다. W55RP20은 RP2040급 MCU와 WIZnet W5500 Ethernet 컨트롤러를 결합한 칩입니다. 이 모듈은 UART 직렬 데이터를 TCP/IP 네트워크 트래픽으로 변환하고, 네트워크에서 수신한 TCP/IP 트래픽을 다시 UART 데이터로 변환합니다. W55RP20은 기존 UART 장치를 네트워크에 연결하는 데 필요한 애플리케이션 MCU, 유선 Ethernet MAC/PHY, 하드웨어 TCP/IP 스택, 소켓 처리, 버퍼링을 제공합니다.

프로젝트가 하는 일

PP-Ethernet-UART-MINI는 UART 인터페이스를 가진 장비에 Ethernet 연결 기능을 추가하기 위한 모듈입니다. 이 모듈은 양방향 프로토콜 변환기로 동작합니다. UART 측에서 들어온 데이터는 Ethernet을 통해 TCP/IP 데이터로 전송되고, 네트워크에서 수신한 데이터는 다시 UART 직렬 데이터로 변환되어 연결된 장치로 전달됩니다.

제품 페이지는 UART-to-Ethernet 변환, Modbus TCP 및 Modbus RTU/ASCII 변환, 10/100 Mbps Ethernet, 최대 921 kbps 직렬 속도, 장치 검색용 비밀번호 보호, UART AT-command 설정, 전용 설정 도구를 통한 설정, 웹 기반 설정, ESD 보호, 내장 고유 MAC 주소, -40~85°C 산업용 동작 온도를 주요 기능으로 제시합니다.

물리 인터페이스는 임베디드 모듈 통합에 맞게 구성되어 있습니다. 제품은 3.3 V 전원, ground, UART TX/RX/RTS/CTS, USB boot mode용 RP_BOOT, reset, 펌웨어 업로드 및 디버깅용 USB 핀, 232/485 CS 모드 선택 핀, RUN_LED 상태 표시 핀을 제공합니다.

WIZnet이 들어가는 위치

이 프로젝트에서 사용되는 WIZnet 제품은 W55RP20입니다. 이 모듈에서 W55RP20은 단순한 Ethernet PHY나 수동 bridge 부품이 아닙니다. W55RP20은 serial-to-Ethernet 펌웨어를 실행하는 핵심 컨트롤러이면서, 동시에 W5500 기반 유선 Ethernet과 하드웨어 TCP/IP 처리를 제공합니다.

WIZnet 문서 기준으로 W55RP20은 dual ARM Cortex-M0+ core, 2 MB on-chip Flash, 264 KB SRAM, GPIO, UART, SPI, I2C, PWM, USB, PIO, timer, watchdog, 10Base-T/100Base-TX Ethernet MAC/PHY, hardwired TCP/IP stack을 포함합니다. W55RP20이 지원하는 네트워크 프로토콜에는 TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE가 포함됩니다.

이 통합 구조는 상용 UART device server에 중요합니다. 펌웨어는 UART timing, RTS/CTS flow control, network configuration, socket state, Modbus conversion, configuration storage, disconnect 이후 복구를 처리해야 합니다. W55RP20은 별도 MCU와 별도 Ethernet 칩을 사용하는 대신 MCU와 Ethernet controller를 하나의 WIZnet 디바이스로 통합해 보드 수준 복잡도를 줄입니다.

구현 참고 사항

소스는 제품 페이지와 리소스 목록이며, 공개 펌웨어 저장소는 아닙니다. PLATYPUS 제품 페이지에서 W55RP20 사용은 확인할 수 있지만, 펌웨어 소스 파일이나 레지스터 수준 구현 코드는 공개되어 있지 않습니다. 따라서 프로젝트별 코드는 인용할 수 없습니다.

PP-Ethernet-UART-MINI의 실용적인 펌웨어 구조는 네 개의 계층으로 이해할 수 있습니다. UART 계층은 TX, RX, RTS, CTS, baud rate, framing, AT-command 진입을 처리합니다. 네트워크 계층은 MAC address, IP address, TCP server/client 또는 UDP mode, socket state, link state, reconnection behavior를 관리합니다. 프로토콜 계층은 raw UART stream을 network session에 매핑하고, Modbus 기능이 활성화된 경우 Modbus TCP와 Modbus RTU/ASCII 간 변환을 처리합니다. 설정 계층은 Ethernet configuration tool, web configuration, serial AT command를 통해 파라미터를 노출합니다.

레지스터 및 하드웨어 제어 관점에서 중요한 경계는 UART 측 버퍼링과 W5500 측 소켓 버퍼링의 분리입니다. UART 입력은 계속 들어올 수 있지만, TCP 전송은 cable removal, peer disconnect, congestion, IP configuration failure 때문에 멈출 수 있습니다. 따라서 펌웨어는 독립적인 serial buffer, socket-state monitoring, timeout handling, 네트워크 경로가 사용할 수 없을 때 UART 입력을 어떻게 처리할지에 대한 정책을 가져야 합니다.

상용 펌웨어 유지보수 관점에서는 PLATYPUS가 제공하는 W55RP20 Serial-to-Ethernet firmware resource도 중요합니다. .bin, .hex, .uf2 업데이트 경로가 Ethernet Configuration Tool, SWD, USB boot mode를 통해 제공됩니다. 이는 이 모듈이 고정 기능 하드웨어 bridge가 아니라, 현장 업데이트 메커니즘을 갖춘 펌웨어 기반 serial-to-Ethernet 플랫폼임을 보여줍니다.

실무 팁 / 주의점

• UART 버퍼링과 Ethernet 소켓 버퍼링을 분리해서 설계해야 합니다. W5500 측 버퍼가 serial-side flow control의 필요성을 없애지는 않습니다.
• 연결된 UART 장치가 최대 921 kbps에 가까운 burst를 만들 수 있다면 RTS/CTS를 사용하는 것이 좋습니다.
• Raw UART tunneling과 Modbus conversion mode는 loopback 테스트만으로 검증하지 말고 실제 장비로 확인해야 합니다.
• 파일럿 빌드에서는 RP_BOOT, reset, USB, SWD 접근을 유지해야 합니다. 펌웨어 복구가 필요할 때 중요합니다.
• 배포 전에 cable disconnect, duplicate IP, TCP reconnect, UART overflow, factory reset, firmware update interruption을 테스트해야 합니다.
• 설정 접근을 보호해야 합니다. AT command, web configuration, Ethernet configuration tool은 편리하지만, 동시에 장치의 운영 보안 경계를 형성합니다.

FAQ

Q: PP-Ethernet-UART-MINI에서 왜 WIZnet W55RP20을 사용하나요?
A: W55RP20은 RP2040급 MCU, W5500 기반 Ethernet, 하드웨어 TCP/IP 스택을 하나의 디바이스에 결합합니다. UART-to-Ethernet 변환기에서는 펌웨어가 serial framing, configuration, Modbus handling, recovery logic에 집중하고, WIZnet Ethernet 측이 유선 TCP/IP 전송을 처리할 수 있기 때문에 적합합니다.

Q: W55RP20은 이 모듈에서 플랫폼에 어떻게 연결되나요?
A: 모듈 수준에서 연결 장치는 UART TX, RX, RTS, CTS로 접속합니다. Ethernet 측은 모듈의 RJ45 경로로 노출됩니다. 통합 핀에는 3.3 V, ground, reset, RP_BOOT, USB pins, 232/485 CS, RUN_LED가 포함되어 전원, 모드 선택, 펌웨어 업데이트, 상태 모니터링에 사용할 수 있습니다.

Q: 이 프로젝트에서 WIZnet은 어떤 역할을 하나요?
A: W55RP20은 핵심 변환 디바이스입니다. UART-to-Ethernet 펌웨어를 실행하고, 유선 Ethernet MAC/PHY와 하드웨어 TCP/IP 처리를 제공합니다. 동작 중에는 UART 측에서 serial data를 수신해 TCP/IP 전송용으로 패키징하고, Ethernet에서 들어온 데이터를 다시 UART 장치로 전달합니다.

Q: 초보자도 이 모듈을 사용할 수 있나요?
A: 통합 모듈로 사용한다면 가능합니다. 제품은 Ethernet 설정 도구와 serial AT command를 통한 제어를 지원하므로, 사용자가 처음부터 TCP/IP stack을 작성할 필요는 없습니다. 더 깊은 커스터마이징을 하려면 UART 배선, IP 주소 설정, TCP server/client 동작, Modbus framing, 펌웨어 업데이트 경로를 이해해야 합니다.

Q: 일반 MCU와 ENC28J60 조합과 비교하면 어떤 차이가 있나요?
A: PP-Ethernet-UART-MINI는 더 통합된 구조입니다. W55RP20은 MCU 측과 W5500 기반 하드웨어 TCP/IP Ethernet을 하나의 패키지에 포함합니다. 반면 ENC28J60 기반 설계는 일반적으로 별도 MCU가 필요하고, host 측 네트워크 스택 책임이 더 커집니다. 상용 변환 모듈에서는 W55RP20이 펌웨어 및 하드웨어 통합 부담을 줄입니다. Discrete ENC28J60 설계는 더 낮은 수준의 설계 자유도를 제공할 수 있지만, stack integration과 검증 부담이 증가하는 경우가 많습니다.

출처

Original product page: PLATYPUS, PP-Ethernet-UART-MINI. 제품 페이지에 라이선스는 명시되어 있지 않습니다.
https://www.us-platypus.com/30/?idx=38

PLATYPUS resource listing: Serial to Ethernet module - W55RP20 firmware resources and update formats.
https://kr.us-platypus.com/30/?bmode=view&idx=167116479

WIZnet product reference: W55RP20 product information and technical feature list.
https://wiznet.io/products/ionic-chips/w55rp20

WIZnet success-story reference: PLATYPUS serial-to-Ethernet module using W55RP20.
https://wiznet.io/success-stories/platypus

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