什么是硬件 TCP/IP？WIZnet W5500 / W6100 / W6300 如何卸载 MCU 网络负担
硬件 TCP/IP 把整个协议栈做进芯片，MCU 只需通过 SPI/QSPI 读写 socket 寄存器。比较 W5500（IPv4）、W6100（IPv4/IPv6 双栈）、W6300（IPv6 + QSPI 高吞吐），教你按需求选对料。
什么是硬件 TCP/IP？
一般 MCU 联网要在固件里跑一套软件 TCP/IP 协议栈（如 lwIP、uIP），由 CPU 处理 TCP、UDP、IPv4、ICMP、ARP 等协议，吃掉大量 Flash、RAM 与运算周期，常常还得搭配 RTOS。硬件 TCP/IP 则把整套协议栈做进芯片的硅电路里：WIZnet 把 TCP/IP 栈、10/100 以太网 MAC 与 PHY 都集成在单颗芯片内，MCU 只要通过 SPI/QSPI 读写芯片内的 socket 寄存器，协议处理交给芯片完成，等于把网络负担从 MCU 卸载到专用硬件。
卸载 MCU 能省下什么？
MCU 不必再跑软件协议栈，省下 Flash/RAM 与 CPU 周期，也不需要为了联网而引入 RTOS；封包缓冲放在芯片内置内存（W5500/W6100 为 32KB），不占用 MCU 内存。开发上只要加一段简单的 socket 程序即可上网，移植与验证都简单许多。此外，协议栈固定在硬件里、与应用程序分离，行为稳定可预期，对工业联网与需要长时间稳定连接的场景特别有利（稳定与隔离属设计层面优势，实际表现仍依系统而定）。
W5500 / W6100 / W6300 规格比较
W5500 支持硬件 IPv4（TCP、UDP、ICMP、IGMP、ARP、PPPoE）、8 个独立 socket、内置 32KB 收发缓冲、SPI（数据表标示最高 80MHz），官网标示吞吐约 55Mbps，48-LQFP、3.3V 并 5V I/O 容忍。W6100 升级为 IPv4/IPv6 双协议栈，同样 8 socket、32KB 缓冲，接口为 SPI 加 8-bit 并行总线，并支持 IPv6 自动配置的 SOCKET-less 指令；要注意官方数据表标示 W6100「与 W5100S 引脚兼容」，并未标示与 W5500 引脚兼容，因此不能直接落在现有 W5500 的 PCB 上。W6300 同为 IPv4/IPv6 双栈，但改用 Quad SPI（可选 Single/Dual/Quad 模式）拉高吞吐，缓冲加大为 64KB 总量（TX 32KB + RX 32KB，每 socket 0–32KB 可配置），官网标示吞吐可达 90Mbps 以上，提供 48-LQFP / 48-QFN 封装。
怎么选与典型应用
只需要 IPv4、追求最低成本与成熟方案，选 W5500；需要 IPv4/IPv6 双协议栈、主机维持 SPI 或并行接口、约 10/100 吞吐，选 W6100；需要 IPv6 又要更高吞吐、主机有 QSPI 接口、想吃满 100Mbps，选 W6300。三者皆为 8 个独立硬件 socket，可同时维持多条连接。这类硬件 TCP/IP 芯片特别适合资源有限的 MCU 与要求稳定连接的场景：工业 IoT 与工业 4.0 终端、串口转以太网网关、PLC 与工厂自动化控制器、远程监控与数据采集（SCADA、遥测）、楼宇自动化与联网传感器等。
文中提及的产品
W5500 硬件 TCP/IP Ethernet 控制器
W5500 是 WIZnet 的旗舰以太网控制器，采用独特的硬件 TCP/IP stack，无需软件实现 TCP/IP 协议即可直接建立网络连接。通过 SPI 接口与主控 MCU 连接，内置 32KB 收发 Buffer，支持最多 8 个 socket，是 Arduino/Raspberry Pi 生态系最广泛采用的以太网芯片。
W6100 IPv4/IPv6 双协议硬件 TCP/IP 控制器
W6100 是 W5500 的进阶版，最大特色是同时支持 IPv4 与 IPv6 双协议栈，全部做在硬件里。集成 10/100 MAC 与 PHY、8 个硬件 socket，并与 W5100S 引脚兼容，是设备需要迁移到 IPv6 时的理想选择。
W6300 IPv4/IPv6 硬件 TCP/IP 以太网控制器
W6300 是 WIZnet 首款内置双 IPv4/IPv6 硬件 TCP/IP 堆栈的以太网控制器，采高速 QSPI（单/双/四线）主机接口、系统时钟最高 150MHz、吞吐量可达约 90Mbps。内置 10/100 PHY（自动协商、Auto-MDIX），提供 8 个硬件 socket 与 64KB 收发缓冲，支持 ICMPv6、WOL。48-LQFP/QFN、3.3V 且 I/O 容忍 5V，适合需要 IPv6 的工业与 IoT 装置。