Wiznet makers

Hardware Components:

• ESP32 development board (e.g., ESP32-DevKit)
• Ethernet controller/module (e.g., WIZnet W5500 or compatible Ethernet shield)
• RJ-45 Ethernet cable + network connection
• Power supply to ESP32 and Ethernet module
• (Optional) SPI or other interface wiring if the Ethernet module connects via SPI

Project Overview:
This project demonstrates how to perform Over-The-Air (OTA) firmware updates on an ESP32 development board using the WIZnet W5500 Ethernet module, without relying on Wi-Fi or USB connections.
The main objective is to enable stable and secure firmware updates in environments where Wi-Fi connectivity is unavailable or unreliable—such as industrial or commercial IoT deployments.

By using Ethernet-based OTA, devices can download new firmware directly via a wired LAN connection.
This eliminates the need for on-site maintenance or manual updates, reducing downtime and operational costs.

Technical Description

The core of this implementation is based on a Dual Bank Flash Structure, which allows the device to store two firmware images in separate memory partitions.
Here’s how the update process works:

Current Firmware Execution (Bank A)
The device continues normal operation with the existing firmware while remaining connected to the Ethernet network via W5500.

Firmware Download (Bank B)
The new firmware is securely downloaded through the Ethernet interface and written to the unused flash partition (Bank B).
During this process, the device remains fully operational.

Integrity Verification
After the download, the system validates the new firmware image using CRC or SHA checksum verification to ensure data integrity.

Bootloader Switching & Reboot
Once verified, the bootloader switches the active partition from Bank A to Bank B and restarts the system to load the new firmware.

Rollback Mechanism
If the new firmware fails to boot, the bootloader automatically reverts to the previous version (Bank A), ensuring system stability.

This design ensures non-disruptive and fail-safe updates, which is critical in remote or industrial applications.
The W5500 module handles TCP/IP offload functions, providing reliable Ethernet connectivity and reducing MCU load during OTA communication.

Benefits & Applications

• High Reliability: Update firmware without Wi-Fi dependency or manual access.
• Safety Assurance: Automatic rollback in case of update failure.
• Operational Efficiency: Remote maintenance reduces cost and downtime.
• Industrial Ready: Ideal for factories, automation systems, retail devices, and smart infrastructure.
  
   

ESP32 보드와 W5500 등 이더넷 모듈을 이용해 유선 LAN 환경에서 USB나 WiFi 없이도 펌웨어 OTA 업데이트를 구현하는 튜토리얼입니다.

하드웨어 구성요소:

• ESP32 개발보드 (예: ESP32-DevKit)
• 이더넷 컨트롤러/모듈 (예: WIZnet W5500 또는 호환 Ethernet 실드)
• RJ-45 이더넷 케이블 + 네트워크 연결
• ESP32 및 이더넷 모듈에 전력 공급
• (선택) SPI 등 인터페이스 배선: 이더넷 모듈이 SPI 방식일 경우

프로젝트 전체 설명:
이 프로젝트는 WIZnet의 W5500 이더넷 모듈을 이용해 ESP32 개발보드의 펌웨어를 유선 LAN 환경에서 OTA(Over-The-Air)로 업데이트하는 방법을 구현한 사례입니다.
Wi-Fi가 불안정하거나 사용할 수 없는 환경에서도, USB 연결 없이 안정적이고 안전하게 펌웨어를 원격으로 교체할 수 있도록 설계되었습니다.

이를 통해 설치된 디바이스가 유선 네트워크만으로 원격 업데이트가 가능하며, 산업 현장이나 공공 인프라 등에서도 유지보수 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

핵심 기술 

본 구현의 핵심은  듀얼 뱅크 플래시 구조(Dual Bank Flash Structure)입니다.
플래시 메모리를 두 개의 영역으로 나누어, 한쪽은 현재 실행 중인 펌웨어를 유지하고 다른 한쪽은 새로운 펌웨어를 다운로드하는 구조입니다.

현재 펌웨어 실행 (Bank A)
W5500을 통해 LAN에 연결된 상태에서 기존 펌웨어가 계속 동작합니다.

새 펌웨어 다운로드 (Bank B)
OTA 서버로부터 새 펌웨어 이미지를 이더넷을 통해 수신하여 다른 영역(Bank B)에 저장합니다.

무결성 검증
CRC 또는 SHA 해시를 사용하여 새 펌웨어가 손상되지 않았는지 확인합니다.

부트로더 전환 및 재부팅
검증이 완료되면 부트로더가 Bank B를 활성화하고 시스템을 재부팅하여 새 펌웨어로 부팅합니다.

자동 롤백 기능
새 펌웨어 실행 실패 시 자동으로 이전 버전(Bank A)으로 복귀하여 안정성을 보장합니다.

W5500 모듈은 하드웨어 기반 TCP/IP 오프로딩을 수행하므로, MCU의 부하를 줄이고 OTA 데이터 전송의 안정성을 확보할 수 있습니다.

기대 효과 및 응용 분야

• 무중단 업데이트: 동작 중에도 펌웨어 다운로드 가능
• 안전성 강화: 실패 시 자동 복귀로 장치 보호
• 유지보수 효율 향상: 현장 방문 없이 원격 업데이트 가능
• 산업용 환경 적합성: 공장, 빌딩, 스마트 리테일 등에서 안정적 운영