Oracle网络通讯-MCU移植LWIP - Powered by Discuz! Archiver

笑看天下无敌手 发表于 2025-1-21 21:08:40

网络通讯---MCU移植LWIP

使用的MCU型号为STM32F429IGT6，PHY为LAN7820A
目标是通过MCU的ETH给LWIP提供输入输出从而实现基本的Ping应答
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2c0f06628c7943c380d9846214ca02af.png
OK废话不多说我们直接开始
下载源码

[*]LWIP包源码：lwip源码
-在这里下载
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a8455229731b47c1ae4c2634f92ee861.png
[*]ST官方支持的ETH包：ST-ETH支持包
这里下载
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/db33f36956394498bd4e76c1557282ba.png
创建工程

这里我使用我的STM32外扩RAM工程，若是手里无有外扩内存的板卡也可以直接使用点灯工程
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a4719d2cd62d4be0bc48c25e27f75b6a.png
参加ETH支持包

将刚刚下载的ETH支持包里
STM32F4x7_ETH_LwIP_V1.1.1\Libraries\STM32F4x7_ETH_Driver
目次下有/inc /src 两个文件夹，分别存放着ETH驱动的源文件和头文件
把他们对应的参加源码工程中
\Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver
的 /inc 和 /src中
然后将stm32f4x7_eth_conf_temp.h重定名为stm32f4x7_eth_conf.h
在keil工程中参加他们！
修改stm32f4x7_eth_conf.h

直接编译会报错，由于没ETH使用的delay函数，这里直接不使用ETH的delay，直接注释掉USE_Delay
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/58a5594f0278455caa60740647b966fa.png
修改stm32f4x7_eth.c

在这个文件的一开始会发现https://i-blog.csdnimg.cn/direct/bc4d8135c6894dd4bcd4ded8e43e26f3.png
搜索这里的宏界说是发现这些描述符和Buffer占用了大量的空间，描述符占用了320byte，由于后面用DMA搬运以是使用片内RAM，而这里的Buffer一共占用了约莫38Kbyte，这非常大，以是一般放在外部RAM，这里我使用的片外SRAM是IS42S16400J 拥有8M内存，以是可以放在片外SRAM，以是这里先注释掉，稍后使用malloc分配内存给它们，如果移植的板卡无片外扩展SRAM则不用管这里，直接放在内部RAM
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/cee029017d3d488a85e350f9bcfd7e87.png
然后注释的后面添加指针
ETH_DMADESCTypeDef *DMARxDscrTab;
ETH_DMADESCTypeDef *DMATxDscrTab;
uint8_t *Tx_Buff;
uint8_t *Rx_Buff;
这里需要使用malloc.c和malloc.h
malloc.c
#include "malloc.h"
#include "stdio.h"

//

//内存池(4字节对齐)
#pragma pack(4)
u8 mem1base;
u8 mem2base __attribute__((at(0xD0000000))); //外部SRAM内存池
#pragma pack()

//内存管理表
u16 mem1mapbase; //内部SRAM内存池MAP
u16 mem2mapbase __attribute__((at(0xD0000000+MEM2_MAX_SIZE))); //外部SRAM内存池MAP
//内存管理参数
const u32 memtblsize={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE}; //内存表大小
const u32 memblksize={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE}; //内存分块大小
const u32 memsize={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE}; //内存总大小

//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{
mymem_init, //内存初始化
mem_perused, //内存使用率
mem1base,mem2base, //内存池
mem1mapbase,mem2mapbase,//内存管理状态表
0,0,    //内存管理未就绪
};

//复制内存
//*des:目的地址
//*src:源地址
//n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)
{
u8 *xdes = des;
u8 *xsrc = src;
while(n--) *xdes++ = *xsrc++;
}

//设置内存
//*s:内存首地址
//c :要设置的值
//count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void mymemset(void*s,u8 c,u32 count)
{
u8 *xs = s;
while(count--) *xs++=c;
}

//内存管理初始化
//memx:所属内存块
void mymem_init(u8 memx)
{
mymemset(mallco_dev.memmap,0,memtblsize*2); //内存状态表清零
mymemset(mallco_dev.membase, 0,memsize); //内存池所有数据清零
mallco_dev.memrdy=1; //内存管理初始化OK
}

//获取内存使用率
//memx:所属内存块
//返回值:使用率(0~100)
u8 mem_perused(u8 memx)
{
u32 used=0;
u32 i;
for(i=0;i<memtblsize;i++)
{
   if(mallco_dev.memmap)used++;
}
return (used*100)/(memtblsize);
}

//内存分配(内部调用)
//memx:所属内存块
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
u32 mymem_malloc(u8 memx,u32 size)
{
signed long offset=0;
u16 nmemb; //需要的内存块数
u16 cmemb=0;//连续空内存块数
u32 i;
if(!mallco_dev.memrdy)mallco_dev.init(memx);//未初始化,先执行初始化
if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配
nmemb=size/memblksize; //获取需要分配的连续内存块数
if(size%memblksize)nmemb++;
for(offset=memtblsize-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区
{
if(!mallco_dev.memmap)cmemb++;//连续空内存块数增加
else cmemb=0; //连续内存块清零
if(cmemb==nmemb) //找到了连续nmemb个空内存块
{
         for(i=0;i<nmemb;i++) //标注内存块非空
         {
            mallco_dev.memmap=nmemb;
         }
         return (offset*memblksize);//返回偏移地址
}
}
return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块
}

//释放内存(内部调用)
//memx:所属内存块
//offset:内存地址偏移
//返回值:0,释放成功;1,释放失败;
u8 mymem_free(u8 memx,u32 offset)
{
int i;
if(!mallco_dev.memrdy)//未初始化,先执行初始化
{
mallco_dev.init(memx);
return 1;//未初始化
}
if(offset<memsize)//偏移在内存池内.
{
int index=offset/memblksize; //偏移所在内存块号码
int nmemb=mallco_dev.memmap; //内存块数量
for(i=0;i<nmemb;i++) //内存块清零
{
mallco_dev.memmap=0;
}
return 0;
}else return 2;//偏移超区了.
}

//释放内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//ptr:内存首地址
void myfree(u8 memx,void *ptr)
{
u32 offset;
printf("myfree\r\n");
if(ptr==NULL)return;//地址为0.
offset=(u32)ptr-(u32)mallco_dev.membase;
mymem_free(memx,offset);//释放内存
}

//分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//size:内存大小(字节)
//返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc(u8 memx,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mymem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else return (void*)((u32)mallco_dev.membase+offset);
}

//重新分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//*ptr:旧内存首地址
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mymem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else
{
   mymemcpy((void*)((u32)mallco_dev.membase+offset),ptr,size); //拷贝旧内存内容到新内存
   myfree(memx,ptr);       //释放旧内存
   return (void*)((u32)mallco_dev.membase+offset); //返回新内存首地址
}
}
malloc.h
#ifndef _MALLOC_H
#define _MALLOC_H
#include "stm32f4xx.h"

#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif

//定义三个内存池
#define SRAMIN 0//内部内存池
#define SRAMEX 1//外部内存池

#define SRAMBANK2 //定义支持的SRAM块数

//mem1内存参数设定,mem1完全处于内部SRAM里面
#define MEM1_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM1_MAX_SIZE 30*1024 //最大管理内存 10k
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE//内存表大小

//mem2内存参数设定,mem2处于外部SRAM里面
#define MEM2_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM2_MAX_SIZE 500*1024 //最大管理内存 500k
#define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE//内存表大小

//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev
{
void (*init)(u8); //初始化
u8 (*perused)(u8); //内存使用率
u8 *membase; //内存池,管理SRAMBANK个区域的内存
u16 *memmap;//内存状态表
u8 memrdy; //内存管理是否就绪
};
extern struct _m_mallco_dev mallco_dev;//在malloc.c里面定义

void mymemset(void *s,u8 c,u32 count); //设置内存
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n);//复制内存
void mymem_init(u8 memx); //内存管理初始化函数(外/内部调用)
u32 mymem_malloc(u8 memx,u32 size); //内存分配(内部调用)
u8 mymem_free(u8 memx,u32 offset); //内存释放(内部调用)
u8 mem_perused(u8 memx); //获得内存使用率(外/内部调用)

//用户调用函数
void myfree(u8 memx,void *ptr); //内存释放(外部调用)
void *mymalloc(u8 memx,u32 size); //内存分配(外部调用)
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size);//重新分配内存(外部调用)
#endif
然后在main函数中使用
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/19acae413ec9472e8c44d73a7fa0b15e.png
修改stm32f4x7_eth.h

在 #include “stm32f4x7_eth.h” 的最后添加 extern 使得外部文件可以使用
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/dea6ec672fdd4ef1bf37c6bac49bfb86.png
至此 ETH的DMA描述符，缓存，接收帧内存都可以使用了
参加LWIP包

在工程源目次中参加LWIP文件夹，并且把lwip包的文件全部复制到源码目次的LWIP文件夹里
添加lwip源码

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e784fc61e37c4414923f9b9cfe889241.png
在keil中创建相对应的Group并且在keil中参加这些路径

[*]lwip/core
需要单独参加ipv4的内容，不加ipv6的内容
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/63eb8104938a48949f782f9e9637d50f.png
lwip/netif 参加这些中的ethernet.c文件，注意只加ethernet.c
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/03bd94310b1a4bdc94760e949483905e.png
[*]lwip.api
参加这些
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3a28deda7bc445ce95f8fe607fdc1659.png- lwip/arch
这个文件夹是单独创建在User中的arch文件夹，这里存放着lwip与用户的接口
在我的文件夹中的User/arch 文件夹中，直接复制过去
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a908c68b12f14920be65313a5a8d32f2.png
添加lwip头文件路径

在keil工程中参加头文件路径
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b7ed8b9963fa41dea46b4cff552241db.png
添加lwip时钟更新

在这里我使用的是我10ms的定时器驱动的一个任务调度器，没软件定时器的可以直接放入10ms定时器中.
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b1357eaf3c67432890e57a39b90c1b85.png
把上图的函数放入10ms任务中，其中lwip_localtime+=10表示的是10ms更新的时基。
添加以太网底层驱动

以太网初始化

初始化GPIO

初始化GPIO并且选择RMII接口的SYSCFG
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOG;
RCC->APB2ENR |=RCC_APB2Periph_SYSCFG;//使能SYSCFG时钟

SYSCFG->PMC=(uint32_t)(0x800000);//MAC和PHY之间使用RMII接口

GPIOA->MODER|=(uint32_t)(0x8028); //PA1 PA2 PA7
GPIOB->MODER|=(uint32_t)(0x800000); //PB11
GPIOC->MODER|=(uint32_t)(0xA08); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->MODER|=(uint32_t)(0x28000000); //PG13 PG14

GPIOA->AFR|=(uint32_t)(0xB0000BB0);//PA1 PA2 PA7
GPIOB->AFR|=(uint32_t)(0xB000); //PB11
GPIOC->AFR|=(uint32_t)(0xBB00B0); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->AFR|=(uint32_t)(0xBB00000); //PG13 PG14

GPIOA->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xC03C); //PA1 PA2 PA7
GPIOB->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xC00000); //PB11
GPIOC->OSPEEDR|=(uint32_t)(0xF0C); //PC1 PC4 PC5
GPIOG->OSPEEDR|=(uint32_t)(0x3C000000); //PG13 PG14
初始化以太网MAC_DMA

//初始化ETH MAC层及DMA配置
//返回值:ETH_ERROR,发送失败(0)
// ETH_SUCCESS,发送成功(1)
u8 ETH_MAC_DMA_Config(void)
{
u8 rval;
ETH_InitTypeDef ETH_InitStructure;

//使能以太网时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_ETH_MAC | RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Tx |RCC_AHB1Periph_ETH_MAC_Rx, ENABLE);

ETH_DeInit(); //AHB总线重启以太网
ETH_SoftwareReset(); //软件重启网络
while (ETH_GetSoftwareResetStatus() == SET);//等待软件重启网络完成
ETH_StructInit(&ETH_InitStructure);    //初始化网络为默认值

///网络MAC参数设置
ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Enable;    //开启网络自适应功能
ETH_InitStructure.ETH_LoopbackMode = ETH_LoopbackMode_Disable; //关闭反馈
ETH_InitStructure.ETH_RetryTransmission = ETH_RetryTransmission_Disable; //关闭重传功能
ETH_InitStructure.ETH_AutomaticPadCRCStrip = ETH_AutomaticPadCRCStrip_Disable; //关闭自动去除PDA/CRC功能
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable; //关闭接收所有的帧
ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允许接收所有广播帧
ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable; //关闭混合模式的地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;//对于组播地址使用完美地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect; //对单播地址使用完美地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable; //开启ipv4和TCP/UDP/ICMP的帧校验和卸载
//当我们使用帧校验和卸载功能的时候，一定要使能存储转发模式,存储转发模式中要保证整个帧存储在FIFO中,
//这样MAC能插入/识别出帧校验值,当真校验正确的时候DMA就可以处理帧,否则就丢弃掉该帧
ETH_InitStructure.ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame = ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame_Enable; //开启丢弃TCP/IP错误帧
ETH_InitStructure.ETH_ReceiveStoreForward = ETH_ReceiveStoreForward_Enable; //开启接收数据的存储转发模式
ETH_InitStructure.ETH_TransmitStoreForward = ETH_TransmitStoreForward_Enable; //开启发送数据的存储转发模式

ETH_InitStructure.ETH_ForwardErrorFrames = ETH_ForwardErrorFrames_Disable;    //禁止转发错误帧
ETH_InitStructure.ETH_ForwardUndersizedGoodFrames = ETH_ForwardUndersizedGoodFrames_Disable; //不转发过小的好帧
ETH_InitStructure.ETH_SecondFrameOperate = ETH_SecondFrameOperate_Enable; //打开处理第二帧功能
ETH_InitStructure.ETH_AddressAlignedBeats = ETH_AddressAlignedBeats_Enable; //开启DMA传输的地址对齐功能
ETH_InitStructure.ETH_FixedBurst = ETH_FixedBurst_Enable;             //开启固定突发功能
ETH_InitStructure.ETH_RxDMABurstLength = ETH_RxDMABurstLength_32Beat;    //DMA发送的最大突发长度为32个节拍
ETH_InitStructure.ETH_TxDMABurstLength = ETH_TxDMABurstLength_32Beat; //DMA接收的最大突发长度为32个节拍
ETH_InitStructure.ETH_DMAArbitration = ETH_DMAArbitration_RoundRobin_RxTx_1_1;

rval=ETH_Init(&ETH_InitStructure,LAN8720_PHY_ADDRESS); //配置ETH

if(rval==ETH_SUCCESS)//配置成功
{
ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS|ETH_DMA_IT_R,ENABLE); //使能以太网接收中断
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ETH_IRQn;//以太网中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //中断寄存器组2最高优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
ETH_MACAddressConfig(ETH_MAC_Address0,lwipdev.mac);
printf("ETH Init Sucess\r\n");
}
return rval;
}

[*]这里设置MAC地点很重要，否则以太网无法接收本身的IP地点所对应的包！
ETH_MACAddressConfig(ETH_MAC_Address0,lwipdev.mac);
的是lwipdev.mac
这里的lwipdev.mac在lwip_comm.h中，在main函数中调用lwip_comm_init() 用来初始化lwip的底层设备和lwip内核，MAC地点在这个函数的lwip_comm_default_ip_set(&lwipdev); 中修改。
2. 这里一定要开启ETH的DMA中断并且使能ETH_IRQn ！
设置以太网DMA描述符 & DMA缓存的对应关系

rval=ETH_MAC_DMA_Config();
if(rval==ETH_SUCCESS){
printf("ETH init OK");
}
else{
printf("ETH init Failed");
}
ETH_DMATxDescChainInit(DMATxDscrTab,Tx_Buff,ETH_TXBUFNB);//将接收描述符和接收缓存区关联起来串成链式结构初始化了发送追踪描述符
ETH_DMARxDescChainInit(DMARxDscrTab,Rx_Buff,ETH_RXBUFNB);//将发送描述符和发送缓存区关联起来串成链表    初始化了接收追踪描述符

for(uint8_t i=0; i<ETH_TXBUFNB; i++)
{
      ETH_DMATxDescChecksumInsertionConfig(&DMATxDscrTab, ETH_DMATxDesc_ChecksumTCPUDPICMPFull);
ETH_DMATxDescCRCCmd(&DMATxDscrTab,ENABLE);
}
ETH_Start();
后面
for(uint8_t i=0; i<ETH_TXBUFNB; i++)
{
ETH_DMATxDescChecksumInsertionConfig(&DMATxDscrTab,ETH_DMATxDesc_ChecksumTCPUDPICMPFull);
ETH_DMATxDescCRCCmd(&DMATxDscrTab,ENABLE);
}
设置了以太网TX发送描述缓存帧的和校验，这步是我在前面测试的时间发现的问题若没这段程序，以太网只可以发送ARP哀求，TCP/UDP/ICMP等都发送出去的帧都是0和校验，形成错误帧，以是一定要开启TX缓存的和校验！
另一个需要注意的是一定要开启ETH！
ETH_Start();
在这里我贴出的这段程序，可以获得PHY芯片和外部协商的结果，可以验证设置的以太网是是否和外部PHY芯片通讯上。
//得到8720的速度模式
//返回值:
//001:10M半双工
//101:10M全双工
//010:100M半双工
//110:100M全双工
//其他:错误.
void LAN8720_Get_Speed(void)
{
u8 speed;
speed=((ETH_ReadPHYRegister(PHY_BCR,PHY_SR)&0x1C)>>2); //从LAN8720的31号寄存器中读取网络速度和双工模式
switch(speed){
case 1: printf("10M半双工\r\n"); break;
case 5: printf("10M全双工\r\n"); break;
case 2: printf("100M半双工\r\n"); break;
case 6: printf("100M全双工\r\n"); break;
default: printf("ETH 初始化失败 %d\r\n",speed); break;
}
}
以太网接收中断函数

在前初始化了以太网中断，这里编写以太网中断函数

//以太网中断服务函数
void ETH_IRQHandler(void){
if(ETH_CheckFrameReceived()){
ETH_flag=1;
}

ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R); //清除DMA中断标志位
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS); //清除DMA接收中断标志位
}

LWIP初始化

在LWIP底层硬件初始化

在这个函数中参加ETH初始化
static void low_level_init(struct netif *netif)
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/92e3f38cc77d42ab95296d37375cfff8.png
设置LWIP底层输入/ 输出函数

底层输入函数：
static struct pbuf * low_level_input(struct netif *netif)
底层输出函数:
static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
修改这两个函数即可使用LWIP适配以太网（从这里看LWIP实在可以通过任何通讯方式运行，不只局限于ETH，只要是输入的是以太网帧格式的数据就可以，但是需要修改的部分较多，需要重新界说DMA描述符、追踪描述符、缓存的数据方向）。
LWIP输入处理

在while(1)中检测ETH中断函数的flg并且做出反应
if(ETH_flag){
ETH_flag = 0;
ethernetif_input(&lwip_netif);//调用网卡接收函数
}
有两种ETH输入数据分解的方法， ETH中断是其中一种，但是实测发现了一个问题，当我把我的以太网线插入开发板<—>电脑之间后，由于电脑一边从WIFI中获取数据一边会从以太网中尝试获取数据，于是会发生ETH超级频繁的进入ETH中断导致ETH这次的任务还没有处理完，下一次的任务标志位又被置为了导致出现了原子操作，也就是会出现数据量大的时间可能漏掉网络哀求的情况，如图：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/43214669612242e28d51179546718e3c.png
于是发现可以不使用ETH中断，禁用掉ETH中断，改用频率更高的while(1)大循环中循环检测，如图
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b382a572e4c143d0878b9ee1df7ffaa1.png
在这里每一次大循环都会检测ETH输入帧是否收到，大大提高了实时响应性，ping下令不会出现遗漏的现象。
测试程序

ETH是否正常接收可以查看debug，这里贴出两个测试程序用来测试ETH是否可以正常发送
void ethernet_sendtest1(void)
{
   uint8_t frame_data[] =
   {
      /* 以太网帧格式 */
      0x50,0xFA,0x84,0x15,0x3C,0x3C,                         /* 远端MAC */
      0x0,0x80,0xE1,0x0,0x0,0x0,                            /* 本地MAC */
      0x8,0x0,                                              /* ip类型 */
      0x45,0x0,0x0,0x26/*l*/,0x0,0x0,0x0,0x0,0xFF,0x11,0x0,0x0, /* UDP报头 */
      0xC0,0xA8,0x2,0x8,                                     /* 本地IP */
      0xC0,0xA8,0x2,0xC2,                                     /* 远端IP */
      0x22,0xB0,                                              /* 本地端口 */
      0x22,0xB1,                                              /* 远端端口 */
      0x0,0x12,                                              /* UDP长度 */
      0x0,0x0,                                              /* UDP校验和 */
      0x68,0x65,0x6C,0x6C,0x6F,0x20,0x7A,0x6F,0x72,0x62       /* 数据 */
   };

   struct pbuf *p;

   /* 分配缓冲区空间 */
   p = pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT, 0x26 + 14, PBUF_POOL);

   if (p != NULL)
   {
      /* 填充缓冲区数据 */
      pbuf_take(p, frame_data, 0x26 + 14);

      /* 把数据直接通过底层发送 */
      lwip_netif.linkoutput(&lwip_netif, p);

      /* 释放缓冲区空间 */
      pbuf_free(p);
   }
}

void ethernet_sendtest2(void)
{
   uint8_t dstAddr = {0x50,0xFA,0x84,0x15,0x3C,0x3C};       /* 远端MAC */

   uint8_t frame_data[] =
   {
      /* UDP帧格式 */
      0x45,0x0,0x0,0x26/*l*/,0x0,0x0,0x0,0x0,0xFF,0x11,0x0,0x0, /* UDP报头 */
      192,168,1,68,                                     /* 本地IP */
      192,168,1,11,                                     /* 远端IP */
      0x22,0xB0,                                              /* 本地端口 */
      0x22,0xB1,                                              /* 远端端口 */
      0x0,0x12,                                              /* UDP长度 */
      0x0,0x0,                                              /* UDP校验和 */
      1,2,3,4,5,6,6,6,6,6       /* 数据 */
   };

   struct pbuf *p;

   /* 分配缓冲区空间 */
   p = pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT, 0x26, PBUF_POOL);

   if (p != NULL)
   {
      /* 填充缓冲区数据 */
      pbuf_take(p, frame_data, 0x26);

      /* 把数据进行以太网封装，再通过底层发送 */
      ethernet_output(&lwip_netif, p, (const struct eth_addr*)lwip_netif.hwaddr,
         (const struct eth_addr*)dstAddr, ETHTYPE_IP);

      /* 释放缓冲区空间 */
      pbuf_free(p);
}
}

至此，ETH已经具备了运行LWIP并且可以PING了。
这里我修改IP地点和MAC，防止电脑内部MAC / ARP表影响测试结果
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e50a497db78d49faac559ee54be3e8bd.png
ping了好多次发现都可以，实验乐成
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ebd8bf663bad4ff1a9357fc85b9e7eba.png
总结一下，这里有很重要但是也很有可能会疏漏的几点：

[*]设置为MCU设置MAC地点，有专门的一个函数用来为MCU设置本身ETH的MAC地点，否则无法接收到本身IP地点包。
[*]配置DMA的描述符和缓存的关系，这也是有专门的函数用来初始化对应的关系，否则描述符无法和缓存对应起来，接收到的是乱码或者直接进入硬件错误中断
[*]如果是外部SRAM的板子，ETH的TX/RX的30K缓存可以放到外部SRAM中，而占用300字节的设备描述符不可以放入外部SRAM，由于这些描述符是直接与内部ETH的DMA交互的，将这些描述符的内存指向外部RAM会导致读取不到描述符出现直接无法读取的现象。
[*]开启每个TX缓存的和校验，有专门的函数，如果不设置TX缓存和校验会导致TX发送的全部数据的和校验都是0x00 在抓包软件中出现的是错误。
[*]如果使用片内RAM存储缓存，可以调治ETH_TXBUFNB 或者 ETH_RXBUFNB 调治有多少个缓存区从而调治缓存区大小
[*]经过我的实测，将RX/TX缓存BUFFER存放在外部SRAM中会有几率ping失败或者超时几个，存放在内部RAM会不停可以使用，怀疑是SRAM的速率影响了DMA搜索地点传输的速率，缓存存放在内部RAM服从高，失误率低，（是否有可能是cache的作用？）
处理以太网数据帧的三种方式对比

续：在写完这篇博客之后我再次重新理解了以太网响应数据的方式，在以太网使用中断检测可用的帧数据&大循环处理 / 直接在大循环中检测可用的帧&处理 / 以太网中断接收到置为标志位&大循环中处理这三种方法我都尝试了一下，
中断检测可使用的帧 & 大循环处理：

这里使用的是在中断中
//以太网中断服务函数
void ETH_IRQHandler(void){
if(ETH_CheckFrameReceived()){
ETH_flag=1;
}
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R); //清除DMA中断标志位
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS); //清除DMA接收中断标志位
}
大循环中
if(ETH_flag==1){
ETH_flag=0;
if(ETH_CheckFrameReceived()){
ethernetif_input(&lwip_netif);//调用网卡接收函数
}
}
如许实际测试发现由于在ETH_CheckFrameReceived( ) 这个函数中有如许一段
/* check if last segment */
if(((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_OWN) == (uint32_t)RESET) &&
((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_LS) != (uint32_t)RESET))
{
DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count++;
if (DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count == 1)
{
DMA_RX_FRAME_infos->FS_Rx_Desc = DMARxDescToGet;
}
DMA_RX_FRAME_infos->LS_Rx_Desc = DMARxDescToGet;
return 1;
}
这里可以看到它会不断更新是否是最新的缓存区域，如果不是，则++缓存到另一个，但是如许当中断正在检测frame的时间又发生了中断，会直接导致frame检测混乱，count++了之后又++，正在处理上一个变乱的时间又被后半部分指到了下一个变乱的数据，以是 ETH_CheckFrameReceived( ) 这个函数不可重入！！，实际测发现如许有概率乐成ping通几个包，大部分由于网络频繁进中断导致了无法ping通，那么在中断检测帧在大循环处理这个方法PASS
直接在大循环里检测 & 处理

例如：
if(ETH_CheckFrameReceived()){
ethernetif_input(&lwip_netif);//调用网卡接收函数
}
直接在while(1)中不断检测，如许的好处是可以不停检测，有任何帧被发现都会处理，缺点是如许会占用大量MCU资源，当任务多了之后会发现检测不是很及时，并且会拖累其他任务的响应，直接导致体系响应慢。
中断置位标志位累加 & 大循环处理

这里我使用的是在中断中给需要处理的变乱++
//以太网中断服务函数
void ETH_IRQHandler(void){
if(ETH_CheckFrameReceived()){
ETH_flag++;
}
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R); //清除DMA中断标志位
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS); //清除DMA接收中断标志位
}
如许相当于记录了有多少个变乱应该被处理
在大循环中处理
if(ETH_flag){
ETH_flag–;
ethernetif_input(&lwip_netif);//调用网卡接收函数
printf(“ETH_flag=%d\r\n”,ETH_flag);
}
如许既不会发生frame检测重入，又可以纵然处理全部缓存中的变乱！！
实测效果如下：
在debug界面，最多发生一次剩余缓存未处理，并且可以看到后面已经纵然处理了
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/db775b2bc8424ffea8e9cea2d3cd1cb0.png
在ping响应中，来回小于1ms
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e409a45f83aa4c84bf69ccbb03623597.png
之前方法2全部在while中处理的时间的时间是2-3ms：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/144440d1e9d345eaba862e5699f2b9ee.png
以是方法3无论是响应速率或者是处理数据的数量来说都是比较公道的，如果又更好的方法接待私信我！
源码获取

文件链接：
通过网盘分享的文件：CSDN_ETH.rar
链接: https://pan.baidu.com/s/15UMS1rLIsaaPfxGsWYXK9Q?pwd=kg2m 提取码: kg2m

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