TCP/IP协议学习(三) STM32中ETH驱动配置注意事项

1.MII/RMII/SMI接口连接和配置
   SMI又称站点管理接口，用于cpu与外置PHY芯片通讯，配置相关参数，包含MDC和MDIO两个管脚(CPU上有对应引脚,当然用普通GPIO口模拟SMI管理也是可行的，不过按照固定时序写入和读取数据)。‘
　　MII和RMII则是是两种不同的以太网数据传输接口，因为RMII在使用更少接口的情况下具有MII相同的功效，其中MII如下图连接即可：
　
  特别注意：RMII模式下REF_CLK要连接CPU的MCO引脚，且MCO输出时钟应为50MHz。
  这里说下我最近遇到的stm32在MII模式不能正常接收数据，后来发现是STM的MII_ER脚被配置成以太网引脚，而实际悬空(并未连接到PHY)，导致stm32认为接收出错，将接收数据丢失。
  解决办法: 如果硬件还未完成设计，则MII_ER最好正确连接到PHY指定端口，可以提前过滤mac子层检测到的错误包。
           如果硬件设计已经完成，且出错，那么就取消MII_ER引脚的配置即可(带来的后果就是少一层错误过滤，问题不大)
2.PHY初始化
　　一般来说，stm32外部驱动PHY芯片有两种连接方式，MII和RMII总线，这个与硬件设计有关，不过stm32芯片一般都支持这两种总线连接方式，因为RMII总线在传输效果不变的情况下占用接口更少，因此一般推荐RMII方式.
　　以DP83848芯片为例：
　 
   从上面可以看出RMII总线对应的输入时钟要设置为50MHZ， 当然这与你原理图的布线有，连接PHY芯片X1接口对应GPIO接口的外设区域时钟就要设定为该值，
考虑到挂在同区域外设的时钟要求.为了方便设计，对于stm32f207vet6(我用的芯片),将系统时钟从120MHz改为100MHz，该区域外设时钟设置为1/2即可。
对于stm32f107vc则需要通过PLL3将MCO端口时钟拉高到50Mhz输出到phy。目前来说大部分人对于stm32驱动的移植都是直接把官方例程拿过来用，
但我建议还是对照参考手册仔细研读每一项，自己配置ETH参数，因为stm32芯片集成的MAC配置对于数据的接收和发送影响很大。

 ETH_DeInit();

  /* Software reset */
  ETH_SoftwareReset();

  /* Wait for software reset */
  while (ETH_GetSoftwareResetStatus() == SET);

  /* ETHERNET Configuration---------------------------------------------*/
  /* Call ETH_StructInit if you don't like to configure all ETH_InitStructure parameter */
  ETH_StructInit(&ETH_InitStructure);

  /* Fill ETH_InitStructure parametrs */
  /*------------------------ ETH_MACCR-----------------------------------*/
    //参数是否自动配置，选择disable需要自动配置默认参数
  　ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Disable;
    ETH_InitStructure.ETH_Watchdog = ETH_Watchdog_Disable;                            //关闭看门狗定时器，允许接收超长帧
    ETH_InitStructure.ETH_Jabber = ETH_Jabber_Disable;                                //关闭jabber定时器，允许发送超长帧
    ETH_InitStructure.ETH_InterFrameGap = ETH_InterFrameGap_40Bit;          　　　　　　//发送帧间间隙
    ETH_InitStructure.ETH_Speed = ETH_Speed_100M;                                     //快速以太网速度
    ETH_InitStructure.ETH_LoopbackMode = ETH_LoopbackMode_Disable;                    //不启用自循环模式
    ETH_InitStructure.ETH_Mode = ETH_Mode_FullDuplex;                                 //全双工模式
  
    /*自动填充/CRC剥离处理不执行，转发所有帧*/
    ETH_InitStructure.ETH_AutomaticPadCRCStrip = ETH_AutomaticPadCRCStrip_Disable;   
#if CHECKSUM_BY_HARDWARE
  　ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable; 　　　　　　　　　　　　　　 //IPV4头文件硬件校验
#endif

    /*------------------------ ETH_MACFFR----------------------------------*/
  　ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable;                                   //MAC过滤只接受通过源目的地址的数据
    ETH_InitStructure.ETH_SourceAddrFilter = ETH_SourceAddrFilter_Normal_Enable;                 //MAC过滤源地址错误帧？
    ETH_InitStructure.ETH_PassControlFrames = ETH_PassControlFrames_BlockAll;                    //MAC不转发任何控制帧
    ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;        //接收广播帧
    ETH_InitStructure.ETH_DestinationAddrFilter = ETH_DestinationAddrFilter_Normal;              //目的地址过滤结果正常
    ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable;                         //混杂模式，启用帧过滤
    ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;             //过滤器正常工作，不传送控制帧
    ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect;                 //单播帧目的地址完美过滤

   /*------------------------   DMA  ETH_DMAOMR -----------------------------------*/  
   /* When we use the Checksum offload feature, we need to enable the Store and Forward mode: 
   the store and forward guarantee that a whole frame is stored in the FIFO, so the MAC can insert/verify the checksum, 
   if the checksum is OK the DMA can handle the frame otherwise the frame is dropped */
    /*丢弃校验错误帧不执行(因为未进行硬件校验)*/
    ETH_InitStructure.ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame = ETH_DropTCPIPChecksumErrorFrame_Disable;
    ETH_InitStructure.ETH_ReceiveStoreForward = ETH_ReceiveStoreForward_Disable;              //接收数据超过阈值转发
    ETH_InitStructure.ETH_FlushReceivedFrame = ETH_FlushReceivedFrame_Enable;                 //描述符被占用和接收FIFO不可用时清空FIFO(解决堵塞)
    ETH_InitStructure.ETH_TransmitStoreForward = ETH_TransmitStoreForward_Disable;            //发送数据完整帧转发
    ETH_InitStructure.ETH_TransmitThresholdControl = ETH_TransmitThresholdControl_64Bytes;    //发送阈值为64Bytes
    ETH_InitStructure.ETH_ForwardErrorFrames = ETH_ForwardErrorFrames_Disable;                //接收FIFO丢弃所有错误帧
    
    /*接收FIFO上传长度不够的好帧*/
　　 ETH_InitStructure.ETH_ForwardUndersizedGoodFrames = ETH_ForwardUndersizedGoodFrames_Enable;  
　　 ETH_InitStructure.ETH_ReceiveThresholdControl = ETH_ReceiveThresholdControl_64Bytes;       //接收阈值为64Bytes
    ETH_InitStructure.ETH_SecondFrameOperate = ETH_SecondFrameOperate_Enable;                  //DMA直接发送第二个帧，不需要之前帧回复
    
    /*------------------------   DMA  ETH_DMABMR -----------------------------------*/      
    ETH_InitStructure.ETH_AddressAlignedBeats = ETH_AddressAlignedBeats_Enable;                //传输地址对齐
    ETH_InitStructure.ETH_FixedBurst = ETH_FixedBurst_Enable;                                  //固定的突发
    ETH_InitStructure.ETH_RxDMABurstLength = ETH_RxDMABurstLength_32Beat;                              
    ETH_InitStructure.ETH_TxDMABurstLength = ETH_TxDMABurstLength_32Beat;
    ETH_InitStructure.ETH_DMAArbitration = ETH_DMAArbitration_RoundRobin_RxTx_2_1;             //发送和接收比例 2:1
  
    /* Configure Ethernet */
    ETH_Init(&ETH_InitStructure, DP83848_PHY_ADDRESS);

    /* Enable the Ethernet Rx-Tx Interrupt*/ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS | ETH_DMA_IT_R | ETH_DMA_IT_T
                    , ENABLE);

     特别注意：以太网底层部分我主要遇到的bug有两个

     (1).启动时需要插上网线，否则启动后以太网工作不正常     问题原因:

　　ETH_InitStructure.ETH_AutoNegotiation = ETH_AutoNegotiation_Enable; //开启PHY的自适应

　　如果开启了自适应(默认代码是Enable,这就是坑的地方)，ETH_Init中会有下面一段

do
{
  timeout++;
} while (!(ETH_ReadPHYRegister(PHYAddress, PHY_BSR) & PHY_Linked_Status) && (timeout < PHY_READ_TO));

 /* Return ERROR in case of timeout */
if(timeout == PHY_READ_TO)
{
    return ETH_ERROR;
}

　　也就是说一段时间没有读到link状态，就跳出ETH的配置函数了，这也就导致了stm的eth模块直接没有初始化(phy即使配置失败或者不配置也会根据外部引脚有默认的配置), 然而stm的官方库却直接跳出，不得不说是很严重的bug。

　解决办法: 将ETH_AutoNegotiation_Enable改为ETH_AutoNegotiation_Disable, 根据实际情况配置即可。

   (2) 网络有丢包和卡顿

   这个问题其实是上述问题解决后衍生的问题，因为产品更换过几次phy，用的同一套驱动，结果有的工作正常，有的虽然能工作，但又大数量的丢包。

   后来测试发现，更换phy后，不同phy的设置寄存器有差异, 出问题的写入出错，而默认配置与stm32内部不一致，导致丢包。解决问题发现如果不细致维护ETH_Init这个库函数中读写寄存器部分，适配PHY在软件上解决很麻烦，不过在对比了几家phy的说明书后，通过硬件修改配置引脚高低，可以轻松完成stm32与PHY的适配。

   解决办法: 完全注释掉ETH_Init中与phy相关的配置，通过外部引脚硬件完成与stm适配，目前测试有dp83848， ip101alf， ip101gr， RTL8201等phy芯片都完美运行。

3.lwip中lwipopt.h文件的修改

　参见http://www.cnblogs.com/zc110747/p/4739588.html设置