STM32的以太网外设+PHY（LAN8720）使用详解（6）：以太网数据接收及发送

0 工具准备

1.野火 stm32f407霸天虎开发板
2.LAN8720数据手册
3.STM32F4xx中文参考手册

1 以太网数据接收及发送

1.1 以太网数据接收（轮询）

1.1.1 检查是否接收到一帧完整报文

使用轮询的方式接收以太网数据是一种简单但是效率低下的方法，为了保证及时处理以太网数据我们需要在主循环内高频轮询是否接收到了以太网数据。轮询的函数为ETH_CheckFrameReceived，内容如下：

uint32_t ETH_CheckFrameReceived(void)
{/* 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;}/* check if first segment */else if(((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_OWN) == (uint32_t)RESET) &&((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_FS) != (uint32_t)RESET)&&((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_LS) == (uint32_t)RESET)){DMA_RX_FRAME_infos->FS_Rx_Desc = DMARxDescToGet;DMA_RX_FRAME_infos->LS_Rx_Desc = NULL;DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count = 1;   DMARxDescToGet = (ETH_DMADESCTypeDef*) (DMARxDescToGet->Buffer2NextDescAddr);}/* check if intermediate segment */ else if(((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_OWN) == (uint32_t)RESET) &&((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_FS) == (uint32_t)RESET)&&((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_LS) == (uint32_t)RESET)){(DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count) ++;DMARxDescToGet = (ETH_DMADESCTypeDef*) (DMARxDescToGet->Buffer2NextDescAddr);} return 0;
}

当以太网帧大于我们设置的DMA描述符buffer大小时，以太网帧将会被分成若干段被存储在不同的DMA描述符中，DMA描述符使用接收描述符字0来表示当前DMA描述符是第一个描述符或最后一个描述符或中间描述符：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当DMA描述符是首个描述符时将段计数置为1，保存首个描述符到FS_Rx_Desc同时将Rx描述符指向下一个DMA描述符；当DMA描述符是中间描述符时将段计数+1，同时将Rx描述符指向下一个DMA描述符；当DMA描述符是最后一个描述符时将段计数+1，保存最后一个描述符到LS_Rx_Desc（如果段计数为1也就是一个完整的以太网帧被保存在一个DMA描述符内，保存最后一个描述符到FS_Rx_Desc）同时返回1表明接收到了一帧完整以太网数据。

1.1.2 读取一帧完整报文

在我们检查到接收了一帧完整报文后，就可以调用low_level_input函数读取该帧报文。

FrameTypeDef low_level_input(void)
{struct pbuf *p, *q;uint32_t len;FrameTypeDef frame;u8 *buffer;__IO ETH_DMADESCTypeDef *DMARxDesc;uint32_t bufferoffset = 0;uint32_t payloadoffset = 0;uint32_t byteslefttocopy = 0;uint32_t i = 0;/* get received frame 接收报文 */frame = ETH_Get_Received_Frame();/* Obtain the size of the packet and put it into the "len" variable. 获取数据包大小 */len = frame.length;buffer = (u8 *)frame.buffer;/* Release descriptors to DMA 将描述符释放到DMA */DMARxDesc = frame.descriptor;/* Set Own bit in Rx descriptors: gives the buffers back to DMA */for (i = 0; i < DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count; i++){DMARxDesc->Status = ETH_DMARxDesc_OWN;DMARxDesc = (ETH_DMADESCTypeDef *)(DMARxDesc->Buffer2NextDescAddr);}/* Clear Segment_Count */DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count = 0;/* When Rx Buffer unavailable flag is set: clear it and resume reception */if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_RBUS) != (u32)RESET){/* Clear RBUS ETHERNET DMA flag */ETH->DMASR = ETH_DMASR_RBUS;/* Resume DMA reception 恢复DMA接收 */ETH->DMARPDR = 0;}return frame;
}

该函数操作流程如下:
（1）获取报文长度
调用ETH_Get_Received_Frame函数会返回以太网帧最后一个描述符存储的报文长度和buffer地址。我们可以将DMA描述符buffer数据拷贝到协议栈buffer中。
（2）释放DMA控制权给DMA
在我们拷贝完了DMA描述符的buffer数据后需要释放DMA控制权，相关语句如下：

for (i = 0; i < DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count; i++){DMARxDesc->Status = ETH_DMARxDesc_OWN;DMARxDesc = (ETH_DMADESCTypeDef *)(DMARxDesc->Buffer2NextDescAddr);}DMA_RX_FRAME_infos->Seg_Count = 0;

上述语句将首个DMA描述符到最后一个DMA描述符的控制权交给DMA，最后清空段计数。
（3）检查DMA状态寄存器
涉及到寄存器如下：
在这里插入图片描述
相关bit描述：
在这里插入图片描述
这里检查位7是否为1，如果为1则设置DMASR寄存器的值为0x00000080，然后恢复DMA接收。相关语句如下：

if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_RBUS) != (u32)RESET){/* Clear RBUS ETHERNET DMA flag */ETH->DMASR = ETH_DMASR_RBUS;/* Resume DMA reception 恢复DMA接收 */ETH->DMARPDR = 0;}

DMARPDR寄存器描述如下：
在这里插入图片描述

1.2 以太网数据接收（中断）

在主循环或者线程内使用轮询的方式判断是否接收到以太网报文效率比较低下，而且容易出现未及时处理接收报文导致溢出的问题。因此，建议使能ETH接收中断，在中断内释放信号量然后处理以太网数据。
打开ETH接收中断语句如下：

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ETH_IRQn;  // 以太网中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0X00; // 中断寄存器组2最高优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0X00;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R);
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS);
if (EthStatus == ETH_SUCCESS)
{/* 使能接收中断 */ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS | ETH_DMA_IT_R, ENABLE);
}

使能接收中断涉及的寄存器如下：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
接收中断服务函数如下：

void ETH_IRQHandler(void)
{int i;FrameTypeDef frame;while(ETH_CheckFrameReceived() != 0) // 检测是否收到数据包{frame = low_level_input();printf("Len : %d\r\n", frame.length);for (i = 0; i < frame.length; i++){printf("%02X ", ((u8 *)frame.buffer)[i]);}printf("\r\n");}ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_R);ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_IT_NIS);
}

（1）特别要注意我们这里使用的是while而不是if，因为每次触发接收中断可能接收到了多个报文，我们应该尽快将报文全部取出，避免DMA描述符占用标志一直是CPU。
（2）上面的中断服务函数只是用于演示，我们直接在中断内打印接收到的报文。正常操作是释放信号量或者将接收标志置位，通知RTOS的接收线程或者裸机下的主循环内的回调函数处理。

1.3 以太网数据发送

uint8_t low_level_output(uint8_t *sendBuffer, uint16_t len)
{uint8_t errval;struct pbuf *q;u8 *buffer = (u8 *)(DMATxDescToSet->Buffer1Addr);__IO ETH_DMADESCTypeDef *DmaTxDesc;uint16_t framelength = 0;uint32_t bufferoffset = 0;uint32_t byteslefttocopy = 0;uint32_t payloadoffset = 0;DmaTxDesc = DMATxDescToSet;bufferoffset = 0;memcpy((u8_t *)buffer, (u8_t *)sendBuffer, len);/* Prepare transmit descriptors to give to DMA 准备发送描述符给DMA使用 */ETH_Prepare_Transmit_Descriptors(len);errval = 0;error:errval = -1;/* When Transmit Underflow flag is set, clear it and issue a Transmit Poll Demand to resume transmission */if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_TUS) != (uint32_t)RESET){/* Clear TUS ETHERNET DMA flag */ETH->DMASR = ETH_DMASR_TUS;/* Resume DMA transmission*/ETH->DMATPDR = 0;}return errval;
}

相比起接收，以太网数据发送则显得比较简单，因为DMA描述符的主动操作方在CPU这一侧。上述函数的操作如下：
（1）将待发送数据拷贝到当前跟踪的发送DMA描述符
（2）将跟踪的发送DMA描述符控制权交给DMA，设置DMA描述符相关状态：

uint32_t ETH_Prepare_Transmit_Descriptors(u16 FrameLength)
{   uint32_t buf_count =0, size=0,i=0;__IO ETH_DMADESCTypeDef *DMATxDesc;/* Check if the descriptor is owned by the ETHERNET DMA (when set) or CPU (when reset) */if((DMATxDescToSet->Status & ETH_DMATxDesc_OWN) != (u32)RESET){  /* Return ERROR: OWN bit set */return ETH_ERROR;}DMATxDesc = DMATxDescToSet;if (FrameLength > ETH_TX_BUF_SIZE){buf_count = FrameLength/ETH_TX_BUF_SIZE;if (FrameLength%ETH_TX_BUF_SIZE) buf_count++;}else buf_count =1;if (buf_count ==1){/*set LAST and FIRST segment */DMATxDesc->Status |=ETH_DMATxDesc_FS|ETH_DMATxDesc_LS;/* Set frame size */DMATxDesc->ControlBufferSize = (FrameLength & ETH_DMATxDesc_TBS1);/* Set Own bit of the Tx descriptor Status: gives the buffer back to ETHERNET DMA */DMATxDesc->Status |= ETH_DMATxDesc_OWN;DMATxDesc= (ETH_DMADESCTypeDef *)(DMATxDesc->Buffer2NextDescAddr);}else{for (i=0; i< buf_count; i++){/* Clear FIRST and LAST segment bits */DMATxDesc->Status &= ~(ETH_DMATxDesc_FS | ETH_DMATxDesc_LS);if (i==0) {/* Setting the first segment bit */DMATxDesc->Status |= ETH_DMATxDesc_FS;  }/* Program size */DMATxDesc->ControlBufferSize = (ETH_TX_BUF_SIZE & ETH_DMATxDesc_TBS1);if (i== (buf_count-1)){/* Setting the last segment bit */DMATxDesc->Status |= ETH_DMATxDesc_LS;size = FrameLength - (buf_count-1)*ETH_TX_BUF_SIZE;DMATxDesc->ControlBufferSize = (size & ETH_DMATxDesc_TBS1);}/* Set Own bit of the Tx descriptor Status: gives the buffer back to ETHERNET DMA */DMATxDesc->Status |= ETH_DMATxDesc_OWN;DMATxDesc = (ETH_DMADESCTypeDef *)(DMATxDesc->Buffer2NextDescAddr);}}DMATxDescToSet = DMATxDesc;/* When Tx Buffer unavailable flag is set: clear it and resume transmission */if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_TBUS) != (u32)RESET){/* Clear TBUS ETHERNET DMA flag */ETH->DMASR = ETH_DMASR_TBUS;/* Resume DMA transmission*/ETH->DMATPDR = 0;}/* Return SUCCESS */return ETH_SUCCESS;   
}

这个函数篇幅有点长，这里举例说一下当我们发送的以太网报文可以被一个发送DMA描述符容纳时的操作：
（2.1）设置发送DMA描述符的LS和FS位为1，也就是一个发送DMA描述符对应一个以太网报文：

DMATxDesc->Status |=ETH_DMATxDesc_FS|ETH_DMATxDesc_LS;

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
（2.2）设置报文长度：

DMATxDesc->ControlBufferSize = (FrameLength & ETH_DMATxDesc_TBS1);

在这里插入图片描述
（2.3）设置发送DMA描述符控制权为DMA

DMATxDesc->Status |= ETH_DMATxDesc_OWN)

（2.4）将跟踪发送DMA描述符指向下一个发送DMA描述符
（3）当Tx Buffer不可用标志被设置时，清除该标志并恢复传输
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这里的DMA就相当于头指针，而CPU则相当于尾指针。

2 总结

（1）以太网数据接收可以使用轮询和中断2种方式，建议使用中断方式在中断内释放信号量通知以太网报文接收线程进行处理
（2）发送DMA描述符运作方式类似于环形buffer，CPU是尾指针，DMA是头指针；接收DMA描述符运作方式类似于环形buffer，CPU是头指针，DMA是尾指针
（3）在接收以太网数据时一定要及时取出DMA描述符中的数据，将控制权交还给DMA，避免报文阻塞
（4）在发送以太网数据时一定要及时清除Tx Buffer标志并恢复发送

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/222506.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【Seata源码学习 】 篇二 TM与RM初始化过程

【Seata源码学习 】 篇二 TM与RM初始化过程

【Seata源码学习 】 篇二 TM与RM初始化过程 1.GlobalTransactionScanner 初始化 GlobalTransactionScanner 实现了InitializingBean 接口&#xff0c;在初始化后将执行自定义的初始化方法 io.seata.spring.annotation.GlobalTransactionScanner#afterPropertiesSet Override…
阅读更多...
环境搭建及源码运行_java环境搭建_idea版本下载及安装

环境搭建及源码运行_java环境搭建_idea版本下载及安装

1、介绍 Idea是一款被广泛使用的Java集成开发环境&#xff0c;它提供了丰富的功能和工具来帮助开发人员更高效地编写和调试代码。作为一款开源软件&#xff0c;Idea不仅提供了基本的代码编辑、自动完成和调试功能&#xff0c;还支持大量的插件和扩展&#xff0c;可为开发人员提…
阅读更多...
文件传输软件SecureFX mac支持多种协议

文件传输软件SecureFX mac支持多种协议

SecureFX mac是一款文件传输客户端&#xff0c;可在 Mac 操作系统上使用。它由 VanDyke Software 公司开发&#xff0c;旨在为用户提供安全、可靠、高效的文件传输服务。 SecureFX 支持多种协议&#xff0c;包括 SFTP、SCP、FTP、FTP over SSL/TLS 和 HTTP/S。它使用强大的加密…
阅读更多...
Python代码示例 | 时间序列数据的组成

Python代码示例 | 时间序列数据的组成

时间序列数据是以固定的时间间隔记录或收集的数据点序列。它是一种跟踪变量随时间演变的数据&#xff0c;如销售&#xff0c;股票价格&#xff0c;温度等。定期的时间间隔可以是每天&#xff0c;每周&#xff0c;每月&#xff0c;每季度或每年&#xff0c;数据通常表示为线图或…
阅读更多...
Sublime Text 3配置 C# 开发环境

Sublime Text 3配置 C# 开发环境

Sublime Text 3配置 C# 开发环境 一、引言二、主要内容1. 初识 Sublime Text 32. 初识 C#3. 接入 .NET Framework3.1 下载 .NET Framework3.2 环境变量配置 4. 配置 C# 开发环境5. 编写 C# 代码6. 运行 C# 代码 三、总结 一、引言 C# 是一种面向对象的编程语言&#xff0c;由微…
阅读更多...
【华为数据之道学习笔记】6-5数据地图的核心价值

【华为数据之道学习笔记】6-5数据地图的核心价值

数据供应者与消费者之间往往存在一种矛盾&#xff1a;供应者做了大量的数据治理工作、提供了大量的数据&#xff0c;但数据消费者却仍然不满意&#xff0c;他们始终认为在使用数据之前存在两个重大困难。 1&#xff09;找数难 企业的数据分散存储在上千个数据库、上百万张物理表…
阅读更多...
配置https环境

配置https环境

为什么要配置https环境 在使用 HTML5 的 API 时&#xff0c;很多 API 只能在 https 保证安全的情况下才能开启。这就要求我们在本地开发环境也能够配置 https&#xff0c;否则你需要每次部署到配有 https 的测试环境中才能看到预览效果&#xff0c;这对开发的敏捷度造成了极大…
阅读更多...
项目进度管理：常用项目管理工具推荐

项目进度管理：常用项目管理工具推荐

工欲善其事必先利其器&#xff0c;借助项目管理工具可以帮助项目经理更好的管理项目&#xff0c;起到事半功倍的效果。 使用项目管理工具来管理项目&#xff0c;有助于事情的快速落地&#xff0c;提升做事效率&#xff0c;也能让事情做的更周到全面 选择项目管理工具时可以参…
阅读更多...
通过几个基本概念说一下为什么openGauss是当下之选？

通过几个基本概念说一下为什么openGauss是当下之选？

Database、Schema、User都是数据库的基本概念&#xff0c;SQL标准中也有明确规范。但不同数据库的具体实现也不尽相同&#xff0c;有些甚至大相径庭。这就导致用户在做国产化选型和数据库迁移时可能会遇到种种困难。本文从这几个基本概念展开&#xff0c;说说为什么openGauss系…
阅读更多...
数据结构之进阶二叉树（二叉搜索树和AVL树、红黑树的实现）超详细解析，附实操图和搜索二叉树的实现过程图

数据结构之进阶二叉树（二叉搜索树和AVL树、红黑树的实现）超详细解析，附实操图和搜索二叉树的实现过程图

绪论​ “生命有如铁砧&#xff0c;愈被敲打&#xff0c;愈能发出火花。——伽利略”&#xff1b;本章主要是数据结构 二叉树的进阶知识&#xff0c;若之前没学过二叉树建议看看这篇文章一篇掌握二叉树&#xff0c;本章的知识从浅到深的对搜索二叉树的使用进行了介绍和对其底层…
阅读更多...
linux 内核的 lru_list 的结构

linux 内核的 lru_list 的结构

在linux的slab分配的入口slab_alloc有一个传入参数lru&#xff0c;它的作用是使每个slab对象在unused&#xff0c;但可能后面继续使用的时候&#xff0c;不需要free&#xff0c;可以先放在lru_list上。lru_list的结构为&#xff1a; struct list_lru {struct list_lru_node *n…
阅读更多...
DiffUtil + RecyclerView 在 Kotlin中的使用

DiffUtil + RecyclerView 在 Kotlin中的使用

很惭愧, 做了多年的Android开发还没有使用过DiffUtil这样解放双手的工具。 文章目录 1 DiffUtil 用来解决什么问题?2 DiffUtil 是什么?3 DiffUtil的使用4 参考文章 1 DiffUtil 用来解决什么问题? List发生变化, 我们使用 RecyclerView.Adapter.notifyDataChanged很熟练了 …
阅读更多...
WiFi+蓝牙物联网定制方案——五大核心难点

WiFi+蓝牙物联网定制方案——五大核心难点

WiFi蓝牙物联网定制方案可以根据具体需求进行定制&#xff1a; 1、设备连接方案&#xff1a;采用WiFi和蓝牙技术&#xff0c;将物联网设备与智能手机、平板电脑等设备进行连接&#xff0c;实现数据传输和远程控制。 2、数据传输方案&#xff1a;通过WiFi和蓝牙技术&#xff0c;…
阅读更多...
Vue表格中鼠标移入移出input显示隐藏 ,有输入值不再隐藏

Vue表格中鼠标移入移出input显示隐藏 ,有输入值不再隐藏

Vue表格中鼠标移入移出input显示隐藏 , 不再隐藏的效果 <el-tableref"table":data"tableDatas"borderstyle"width: 100%":span-method"arraySpanMethod"id"table"row-key"id"cell-mouse-enter"editCell&q…
阅读更多...
Laravel框架使用phpstudy本地安装的composer用Laravel 安装器进行安装搭建

Laravel框架使用phpstudy本地安装的composer用Laravel 安装器进行安装搭建

一、首先需要安装Laravel 安装器 composer global require laravel/installer 二、安装器安装好后&#xff0c;可以使用如下命令创建项目 laravel new sys 三、本地运行 php artisan serve 四、 使用Composer快速安装Laravel5.8框架 安装指定版本的最新版本&#xff08;推荐&a…
阅读更多...
C#合并多个Word文档（微软官方免费openxml接口）

C#合并多个Word文档（微软官方免费openxml接口）

g /// <summary>/// 合并多个word文档&#xff08;合并到第一文件&#xff09;/// </summary>/// <param name"as_word_paths">word文档完整路径</param>/// <param name"breakNewPage">true(默认值)&#xff0c;合并下一个…
阅读更多...
Linux：ACL 权限控制

Linux：ACL 权限控制

ACL 概述 ACL&#xff08;Access Control List&#xff09;&#xff0c;主要作用可以提供除属主、属组、其他人的 rwx 权限之外的 细节权限设定。 ACL 的权限控制 &#xff08;1&#xff09;使用者&#xff08;user&#xff09; &#xff08;2&#xff09;群组&#xff08;grou…
阅读更多...
如何使用 Helm 在 K8s 上集成 Prometheus 和 Grafana｜Part 1

如何使用 Helm 在 K8s 上集成 Prometheus 和 Grafana｜Part 1

本系列将分成三个部分&#xff0c;您将学习如何使用 Helm 在 Kubernetes 上集成 Prometheus 和 Grafana&#xff0c;以及如何在 Grafana 上创建一个简单的控制面板。Prometheus 和 Grafana 是 Kubernetes 最受欢迎的两种开源监控工具。学习如何使用 Helm 集成这两个工具&#x…
阅读更多...
类和对象

类和对象

1 类定义&#xff1a; class ChecksumAccumulator {// class definition goes here } 你就能创建 ChecksumAccumulator 对象&#xff1a;new CheckSumAccumulator 注&#xff1a;1scala类中成员默认是public类型&#xff0c;若设为私有属性则必须加private关键字。在scala中是…
阅读更多...
NLP论文阅读记录 - | 使用 BRIO 训练范式进行抽象文本摘要

NLP论文阅读记录 - | 使用 BRIO 训练范式进行抽象文本摘要

文章目录 前言0、论文摘要一、Introduction二.相关工作三.本文方法四 实验效果4.1数据集4.2 对比模型4.3实施细节4.4评估指标4.5 实验结果标准抽象模型微调抽象模型微调抽象模型和 BRIO微调抽象模型和 BRIO-Loop 五 总结结论局限 前言 Abstractive Text Summarization Using th…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023