W55RP20（ネットワーク機能つきラズパイPico）の実験

はじめに

W55RP20の評価基板（以下、評価基板）を使って実験を行いました。今回の年末年始休みは、ほぼこれで費やしてしまいました。

W55RP20とは、Raspberry Pi PicoとW5500が1Chipになったものです。

実験内容（試したかったこと）

chip内蔵のネットワーク機能
320×240ドットLCD（Pico LCD 2）による表示
WIZPoE-S1によるPoE（Power over Ethernet）

題材として、天気予報チェッカの移植を行ってみました。1.3インチの240×240ドットのものと比べると、だいぶ大きく感じます。

chip内蔵のネットワーク機能
- SPI経由でW5500と接続されているものと思い込んでいたところ、まったく動作せず。
- ネットで調べてみると、RP2040とW5500の接続はGPIO20～25が使われているものの、SPI経由ではないらしいです。
  - 同じGPIOを消費するならSPIでいいのに、と思いますが…
- PIO（programmable input/output）経由で制御することはわかったのですが、使用していたEthernet_Genericライブラリでは対応していないらしく、他のライブラリを物色して数日を費やしました。
- 結局、Arduino-PicoはW55RP20に対応しているらしいことがわかり、platformio設定のplatformを明示指定（platform_packages）することで解決できました。
  - platformio.ini記述
    - board = wiznet_55rp20_evb_pico
      platform_packages = framework-arduinopico@https://github.com/earlephilhower/arduino-pico.git#4.4.1
Pico LCD 2による表示
- デバイスの説明ページのSpecificationsに「240 (V) RGB x 320 (H) Pixels」とあったので、width=320／height=240としていたのですが、なぜか右端80ドットにゴミが出てしまいます。
  - LGFXクラスの設定（横長LCD想定）
    - cfg.panel_width = 320; // 実際に表示可能な幅
      cfg.panel_height = 240; // 実際に表示可能な高さ
      cfg.offset_rotation = 1; // 回転方向の値のオフセット 0~7
- ふと「もしかして縦長のLCDなのでは」と思いついて、width=240／height=320としたところ、思った通りに表示してくれました。（説明ページを読み進めると「240 (H) x 320 (V)」との記述もありました。）
  - LGFXクラスの設定（縦長LCD想定）
    - cfg.panel_width = 240; // 実際に表示可能な幅
      cfg.panel_height = 320; // 実際に表示可能な高さ
      cfg.offset_rotation = 1; // 回転方向の値のオフセット 0~7
WIZPoEｰS1によるPoE
- こちらは動作しませんでした。
- PoE対応ハブ（FOXNEO製）と接続してみたのですが、まったく電源が供給されず、色々と試しているうちにW55RP20評価基板を壊してしまいました。
  - 壊した原因としては、おそらくPoE対応ハブと接続した状態でUSBからも電源供給したりしたせいかと思います。
  - LCD表示はできていたので、W5500部分だけ壊れてしまったようです。
- 評価基板上の電源端子（WIZPoEｰS1出力）に安定化電源の5V出力を繋ぐと動作するので、WIZPoEｰS1が出力してくれないことが原因と思われます。
- - こちらの記事によると、Power Sourcing Equipment（ハブなどの給電側）は、機器が接続されたときに電圧を印加してPowered Device（受電側）かどうかを判断するようです。
  - 評価基板とWIZPoEｰS1の組み合わせでは、このPoEネゴシエーションに対応していないのでは？と推測しています。
    - WIZPoEｰS1の入力側に25KΩをはんだ付けしてみたりもしましたが動作しませんでした。
    - よく見るとコンデンサが膨らんでいるようにも感じます。もしかしたら実験中に壊してしまったのかもしれません。
  - 絶縁タイプのWIZPoEｰP1に交換してみたところ、こちらでは動作しました。
- ちなみに、PoEスプリッタを使用してラズパイと接続してみたところ、動作したのでハブの方は問題ないと思われます。
- 試しに評価基板上の電源端子（WIZPoEｰS1入力）に25KΩの抵抗を付けてハブに接続してみたところ、PoEネゴシエーションらしき波形を観測できました。
  - ただ、1秒後には電圧がダウンしてしまい、この動作を繰り返していました。~~おそらくですが、NW機器として認識できないと、ネゴシエーション動作を繰り返すのではないかと推察します~~。この推察は間違いだったようです。上記のWIZPoEｰP1での実験ではNW通信を行わないプログラムでも動作していました。