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请问以太网和FreeRTOS如何实现socket通信？

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2021-10-29 06:49:22　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 lining870815844 该类别下有 32 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报张华相关推荐 • 如何确定socket使用以太网还是WIFI？ 159 • 请问UDP SOCKET要用操作系统才可以实现以太网通信吗？ 1393 • 以太网无法连接外网IP，提示No route to host怎么解决？ 284 • 请问如何确定socket使用以太网还是WIFI？ 210 • CAT1+以太网双网卡如何绑定组播到以太网口设备上办呢？ 1463 • 怎么实现以太网的光无线通信系统的设计？ 1237 • 如何确定socket使用以太网还是WIFI？ 308 • CAT1+以太网双网卡如何绑定组播到以太网口设备上呢？ 624 • 如何确定socket使用以太网还是WIFI？ 286 • 工业以太网和普通以太网之间有什么区别？ 4419 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 实现STM32F407+FreeRTOS+Ethernet(DP83848)+Lwip实现socket通信，在实现之前我们先来了解下几点储备知识一. 以太网行业标准MII/RMII 1 以太网接口MII,RMII MII即“媒体独立接口”，也叫“独立于介质的接口”。它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。 RMII全称为“简化的媒体独立接口”，是IEEE-802.3u标准中除MII接口之外的另一种实现。 1.1. 独立于介质的接口（MII）独立于介质的接口(MII)用于MAC与外接的PHY互联，支持10Mbit/s和100Mbit/s数据传输模式。MII的信号线如下图所示： MII_TX_EN：传输使能信号，此信号必需与数据前导符的起始位同步出现，并在传输完毕前一直保持。 MII_TX_CLK：发送数据使用的时钟信号，对于10M位/s的数据传输，此时钟为2.5MHz，对于100M位/s的数据传输，此时钟为25MHz。 MII_TXD[3:0]：发送数据线，每次传输4位数据，数据在MII_TX_EN信号有效时有效。MII_TXD[0]是数据的最低位，MII_TXD[3]是最高位。当MII_TX_EN信号无效时，PHY忽略传输的数据。 MII_RX_ER：接收出错信号，保持一个或多个时钟周期(MII_RX_CLK)的有效状态，表明MAC在接收过程中检测到错误。具体错误原因需配合MII_RX_DV的状态及MII_RXD[3:0]的数据值。 MII_RX_DV：接收数据使能信号，由PHY控制，当PHY准备好数据供MAC接收时，使能该信号。此信号必需和帧数据的首位同步出现，并保持有效直到数据传输完成。在传送最后4位数据后的第一个时钟之前，此信号必需变为无效状态。为了正确的接收一个帧，有效电平不能滞后于数据线上的SFD位出现。 MII_RX_CLK：接收数据使用的时钟信号，对于10M位/s的数据传输，此时钟为2.5MHz，对于100M位/s的数据传输，此时钟为25MHz。 MII_RXD[3:0]：接收数据线，每次接收4位数据，数据在MII_RX_DV信号有效时有效。MII_RXD[0]是数据的最低位，MII_RXD[3]是最高位。当MII_RX_EN无效，而MII_RX_ER有效时，MII_RXD[3:0]数据值代表特定的信息(请参考表194)。 MII_CRS：载波侦听信号，仅工作在半双工模式下，由PHY控制，当发送或接收的介质非空闲时，使能此信号。 PHY必需保证MII_CRS信号在发生冲突的整个时间段内都保持有效，不需要此信号与发送/接收的时钟同步。 MII_COL：冲突检测信号，仅工作在半双工模式下，由PHY控制，当检测到介质发生冲突时，使能此信号，并且在整个冲突的持续时间内，保持此信号有效。此信号不需要和发送/接收的时钟同步。 1.2 精简的独立于介质的接口（RMII）精简的独立于介质接口(RMII)规范减少了以太网通信所需要的引脚数。根据IEEE802.3标准，MII接口需要16个数据和控制信号引脚，而RMII标准则将引脚数减少到了7个。RMII具有以下特性：时钟信号需要提高到50MHz.MAC和外部的以太网PHY需要使用同样的时钟源，使用2位宽度的数据收发 RMII的信号线如下图所示： 1.3 时钟源 1）MII时钟源为了产生TX_CLK和RX_CLK时钟信号，外接的PHY模块必需有来自外部的25MHz时钟驱动。该时钟不需要与MAC时钟相同。可以使用外部的25MHz晶体。当时钟来源MCO引脚时需配置合适的PLL，保证MCO引脚输出的时钟为25MHZ。 2）RMII时钟源通过将相同的时钟源接到MAC和以太网PHY的REF_CLK引脚保证两者时钟源的同步。可以通过外部的50MHZ信号或者GD32F107xx微控制器的MCO引脚提供这一时钟。当时钟来源MCO引脚时需配置合适的PLL，保证MCO引脚输出的时钟为50MHZ。 3）总结采用MII接口，PYH的时钟频率要求25M，不需要与MAC层时钟一致。采用RMII接口，PYH的时钟频率要求50M，需与MAC层时钟一致，通常从MAC层获取该时钟源。二. 以太网芯片(DP83848介绍) 芯片datasheet如下： dp83848c.pdf 1. DP83848芯片概述 DP83848是TI出的一款以太网物理层IC，有以下feature 一般工规芯片选择DP83848I就行了 2. DP83848引脚介绍 2.1 Serial Management Interface 2.2 MAC Data Interface 2.3 Clock Interface 2.4 LED Interface 2.5 Reset and Power Down 3. DP83848中断寄存器这个在后面移植的low_level_init会用到三. CubeMx配置以太网芯片DP83848 1. DP83848 GPIO配置 HR91105A是这个 CubeMx GPIO配置如下（通过原理图可以看到是RMII接口）： 2. Cubemx Advanced Paramter配置这里会牵扯到三个配置： 2.1 External PHY Configuration 此部分一共牵扯到以下部分： PHY: 外部PHY芯片，我们开发板是选择的这个DP83848,所以默认可以直接勾选上 PHY Address Value: 外部PHY芯片的地址，可以看到DP83848芯片是根据map来的，默认PHYAD0是默认上拉的，PHYAD[4:1]是默认下来的，所以默认地址是0x01 其他默认配置就行了！ 2.2 Common:External PHY Configuration 这个我们选择默认就好 2.3 Extended:External PHY Configuration 这个我们选择默认就好四. lwip介绍 LwIP 全名：Light weight IP，意思是轻量化的 TCP/IP 协议，是瑞典计算机科学院 (SICS) 的 Adam Dunkels 开发的一个小型开源的 TCP/IP 协议栈。LwIP 的设计初衷是：用少量的资源消耗实现一个较为完整的TCP/IP 协议栈，其中“完整”主要指的是 TCP 协议的完整性，实现的重点是在保持 TCP 协议主要功能的基础上减少对 RAM 的占用。此外 LwIP 既可以移植到操作系统上运行，也可以在无操作系统的情况下独立运行。 LwIP 具有主要特性：支持 ARP 协议（以太网地址解析协议）。支持 ICMP 协议（控制报文协议），用于网络的调试与维护。支持 IGMP 协议（互联网组管理协议），可以实现多播数据的接收。支持 UDP 协议 (用户数据报协议)。支持 TCP 协议 (传输控制协议)，包括阻塞控制、RTT 估算、快速恢复和快速转发。支持 PPP 协议（点对点通信协议），支持 PPPoE。支持 DNS（域名解析）。支持 DHCP 协议，动态分配 IP 地址。支持 IP 协议，包括 IPv4、IPv6 协议，支持 IP 分片与重装功能，多网络接口下的数据包转发。支持 SNMP 协议（简单网络管理协议）。支持 AUTOIP，自动 IP 地址配置。提供专门的内部回调接口 (Raw API)，用于提高应用程序性能。提供可选择的 Socket API、NETCONN API (在多线程情况下使用) 。 LwIP 在嵌入式中使用有以下优点：资源开销低，即轻量化。LwIP 内核有自己的内存管理策略和数据包管理策略，使得内核处理数据包的效率很高。另外，LwIP 高度可剪裁，一切不需要的功能都可以通过宏编译选项去掉。LwIP 的流畅运行需要40KB 的代码 ROM 和几十 KB 的 RAM，这让它非常适合用在内存资源受限的嵌入式设备中。支持的协议较为完整。几乎支持 TCP/IP 中所有常见的协议，这在嵌入式设备中早已够用。实现了一些常见的应用程序：DHCP 客户端、DNS 客户端、HTTP 服务器、MQTT 客户端、TFTP 服务器、SNTP 客户端等等。同时提供了三种编程接口：RAW API、NETCONN API （注：NETCONN API 即为 SequentialAPI，为了统一，下文均采用 NETCONN API）和 Socket API。这三种 API 的执行效率、易用性、可移植性以及时空间的开销各不相同，用户可以根据实际需要，平衡利弊，选择合适的 API 进行网络应用程序的开发。高度可移植。其源代码全部用 C 实现，用户可以很方便地实现跨处理器、跨编译器的移植。另外，它对内核中会使用到操作系统功能的地方进行了抽象，使用了一套自定义的 API，用户可以通过自己实现这些 API，从而实现跨操作系统的移植工作。开源、免费，用户可以不用承担任何商业风险地使用它。相比于嵌入式领域其它的 TCP/IP 协议栈，比如 uC-TCP/IP、FreeRTOS-TCP 等，LwIP 的发展历史要更悠久一些，得到了更多的验证和测试。LwIP 被广泛用在嵌入式网络设备中，国内一些物联网公司推出的物联网操作系统，其 TCP/IP 核心就是 LwIP；物联网知名的 WiFi模块 ESP8266，其 TCP/IP 固件，使用的就是 LwIP。 LwIP 尽管有如此多的优点，但它毕竟是为嵌入式而生，所以并没有很完整地实现 TCP/IP 协议栈。相比于 Linux 和 Windows 系统自带的 TCP/IP 协议栈，LwIP 的功能不算完整和强大。但对于大多数物联网领域的网络应用程序，LwIP 已经足够了。 1.文件列表可以通过这个链接去下载lwip的代码：http://download.savannah.nongnu.org/releases/lwip/ 打开后就是这个模样：文件列表大体分为几类： 1）drivers ,主要是提供一款32位的MCU(MCF5223X)部分驱动以及一款Eth的LAN芯片(CS8900A) 2）older_versions,主要是提供一些旧(1.4.0以前的版本)的lwip版本以及Contrib source code 3）contrib-xxxx，主要提供一些辅助代码(示例/移植等) 4）lwip-xxxxx,lwip对应版本的代码

2021-10-29 15:11:17 评论举报李鑫