先排除lwip协议，使用最简单的链路发送接收就行，DMA该如何初始化，使用的芯片是DP83848

<think>我们正在配置STM32H750的以太网DMA，与DP83848 PHY通信，不使用LwIP，仅实现基本收发。 关键步骤： 1. 初始化ETH和PHY（DP83848） 2. 配置DMA描述符链表（用于接收和发送） 3. 编写数据收发函数 注意：由于不使用LwIP，我们需要自己管理缓冲区。 步骤详解： 1. 初始化ETH外设和PHY - 使能ETH时钟 - 配置GPIO用于RMII或MII（根据硬件连接，DP83848通常使用RMII） - 配置ETH基本参数（自动协商，双工模式等） - 初始化PHY（DP83848） 2. 配置DMA描述符 - STM32H7的以太网DMA使用描述符链表来管理缓冲区。 - 需要初始化发送描述符链表和接收描述符链表。 3. 编写发送和接收函数 - 发送：将数据放入发送缓冲区，启动DMA传输。 - 接收：轮询或中断方式检查接收描述符，读取数据。 由于不使用协议栈，我们只处理原始以太网帧（需要自己构造MAC头等）。 具体配置代码示例（基于HAL库）： 步骤1：初始化ETH和PHY ```c #include "stm32h7xx_hal.h" #include "stm32h7xx_hal_eth.h" ETH_HandleTypeDef heth; void ETH_Init(void) { // 使能ETH时钟 __HAL_RCC_ETH1MAC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_ETH1TX_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_ETH1RX_CLK_ENABLE(); // 配置GPIO为RMII模式（根据你的硬件连接） // 此处省略GPIO配置代码，请根据实际电路配置 heth.Instance = ETH; heth.Init.MACAddr = (uint8_t *)MAC_ADDR; // 设置MAC地址 heth.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_RMII; heth.Init.RxDesc = DMA_RX_DESC_LIST; // 接收描述符链表 heth.Init.TxDesc = DMA_TX_DESC_LIST; // 发送描述符链表 heth.Init.RxBuffLen = ETH_RX_BUF_SIZE; // 接收缓冲区大小 if (HAL_ETH_Init(&heth) != HAL_OK) { // 初始化错误处理 } // 配置DP83848 PHY // 通过ETH MAC的SMI接口配置PHY uint32_t phyreg; HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_PHY_ID1, &phyreg); // 检查PHY ID，确保PHY存在 // 设置PHY工作模式（例如：自动协商） HAL_ETH_WritePHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_PHY_BMCR, DP83848_BMCR_AUTONEG_ENABLE); // 等待自动协商完成 do { HAL_Delay(100); HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_PHY_BMSR, &phyreg); } while (!(phyreg & DP83848_BMSR_AUTONEG_COMPLETE)); } ``` 步骤2：配置DMA描述符链表 ```c // 定义描述符和缓冲区 #define ETH_RX_DESC_CNT 4 // 接收描述符数量 #define ETH_TX_DESC_CNT 4 // 发送描述符数量 #define ETH_RX_BUF_SIZE 1536 // 接收缓冲区大小（字节） __ALIGNED(32) ETH_DMADescTypeDef DMARxDscrTab[ETH_RX_DESC_CNT]; // 接收描述符表（32字节对齐） __ALIGNED(32) ETH_DMADescTypeDef DMATxDscrTab[ETH_TX_DESC_CNT]; // 发送描述符表 __ALIGNED(32) uint8_t Rx_Buff[ETH_RX_DESC_CNT][ETH_RX_BUF_SIZE]; // 接收缓冲区（32字节对齐，每个描述符对应一个缓冲区） void ETH_DMA_DescInit(void) { ETH_DMADescTypeDef *DMARxDesc; uint32_t i; // 初始化接收描述符链表 DMARxDesc = DMARxDscrTab; for (i=0; i<ETH_RX_DESC_CNT; i++) { // 设置Buffer1地址 DMARxDesc->Buffer1Addr = (uint32_t)Rx_Buff[i]; // 设置OWN位（由DMA控制），并设置接收结束中断（RER）和接收完成中断（RCH） DMARxDesc->Status = ETH_DMARXDESC_OWN | ETH_DMARXDESC_RCH; if (i == (ETH_RX_DESC_CNT-1)) { // 最后一个描述符，设置环回（EOR） DMARxDesc->Status |= ETH_DMARXDESC_EOR; } DMARxDesc->ControlBufferSize = ETH_RX_BUF_SIZE | ETH_DMARXDESC_RER; if (i < (ETH_RX_DESC_CNT-1)) { DMARxDesc->Buffer2NextDescAddr = (uint32_t)(DMARxDesc+1); } else { DMARxDesc->Buffer2NextDescAddr = (uint32_t)DMARxDscrTab; // 指向第一个描述符，形成环 } DMARxDesc++; } // 初始化发送描述符链表（类似，但注意发送时不需要预先设置数据） // ... 此处省略发送描述符初始化，与接收类似，但状态位不同 // 将描述符链表地址赋给ETH句柄 heth.RxDesc = DMARxDscrTab; heth.TxDesc = DMATxDscrTab; } ``` 步骤3：启动ETH和DMA ```c HAL_ETH_Start(&heth); ``` 步骤4：数据发送函数 ```c void ETH_SendFrame(uint8_t *pData, uint16_t len) { ETH_DMADescTypeDef *DmaTxDesc; uint32_t framelength = len; uint32_t bufferoffset = 0; uint32_t byteslefttocopy = 0; uint32_t payloadoffset = 0; // 获取当前发送描述符 DmaTxDesc = heth.TxDesc; // 检查当前描述符是否由DMA占用（OWN位） if ((DmaTxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != 0) { // 描述符被DMA占用，发送失败（可以等待或返回错误） return; } // 将数据复制到发送缓冲区（注意：这里我们假设一个描述符足够大，可以容纳整个帧） // 如果帧长大于一个描述符的缓冲区，需要分片（这里简化处理） memcpy((uint8_t *)DmaTxDesc->Buffer1Addr, pData, len); // 设置发送描述符 DmaTxDesc->ControlBufferSize = len | ETH_DMATXDESC_LS | ETH_DMATXDESC_FS; DmaTxDesc->Status = ETH_DMATXDESC_OWN; // 将描述符交给DMA // 触发DMA发送 HAL_ETH_TransmitFrame(&heth, len); } ``` 步骤5：数据接收（轮询方式） ```c uint16_t ETH_ReceiveFrame(uint8_t *pData) { ETH_DMADescTypeDef *DmaRxDesc; uint32_t framelength = 0; // 获取当前接收描述符 DmaRxDesc = heth.RxDesc; // 检查是否有数据到达（OWN位被清除，表示DMA已经将数据放入缓冲区并交给CPU） if ((DmaRxDesc->Status & ETH_DMARXDESC_OWN) == 0) { // 检查是否有错误（RER, RES等位） if ((DmaRxDesc->Status & ETH_DMARXDESC_ES) == 0) { // 获取帧长度（从描述符中） framelength = ((DmaRxDesc->Status & ETH_DMARXDESC_FL) >> ETH_DMARXDESC_FRAMELENGTHSHIFT) - 4; // 减去CRC长度（4字节） // 复制数据到用户缓冲区 memcpy(pData, (uint8_t *)DmaRxDesc->Buffer1Addr, framelength); // 将描述符归还给DMA（设置OWN位） DmaRxDesc->Status = ETH_DMARXDESC_OWN; heth.RxDesc = DmaRxDesc->Buffer2NextDescAddr; // 指向下一个描述符 return framelength; } else { // 错误处理：直接归还描述符 DmaRxDesc->Status = ETH_DMARXDESC_OWN; heth.RxDesc = DmaRxDesc->Buffer2NextDescAddr; return 0; } } return 0; } ``` 注意：以上代码为简化示例，实际应用中需要考虑： - 描述符链表的维护（环状结构） - 错误处理 - 中断方式接收（推荐使用中断，轮询会占用CPU） - 发送和接收缓冲区管理 对于接收，我们使用轮询方式，实际可以使用接收中断，在中断中处理数据。 配置中断： ```c // 在初始化后使能中断 HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQn); // 在中断处理函数中 void ETH_IRQHandler(void) { HAL_ETH_IRQHandler(&heth); } // 在回调函数中处理接收事件 void HAL_ETH_RxAllocateCallback(uint8_t **pData) { // 这里可以分配新的缓冲区，但我们的描述符链表是静态的，所以不需要动态分配 // 我们使用静态缓冲区，因此这个回调可以不实现（或者简单返回一个缓冲区） } void HAL_ETH_RxCompleteCallback(void) { // 接收到一帧数据，可以在这里处理 // 注意：这个回调在中断上下文中，建议设置标志位，在任务中处理 } ``` 但是，由于我们使用的是原始DMA描述符操作，HAL库的中断回调可能不直接适用。我们可以自己处理中断标志位。 更直接的方式是：在中断中检查接收中断标志，然后调用我们的接收函数。 总结：以上代码提供了一个不使用LwIP的基本以太网收发框架。实际测试时，需要构造正确的以太网帧（包括MAC头、类型/长度字段和数据）。同时，需要确保PHY（DP83848）与STM32H750的硬件连接正确（RMII或MII）。 注意：MAC地址需要设置，且发送的帧目的MAC地址要正确（例如广播或特定目标）。 相关问题： 1. 如何构造一个ARP请求以太网帧？ 2. 如何解析接收到的以太网帧？ 3. 如何优化STM32H750的以太网DMA传输性能？ 4. 在无操作系统环境下，如何高效管理以太网接收中断？</think>以下是针对STM32H750与DP83848 PHY芯片的以太网DMA初始化配置指南，不使用LwIP协议栈，实现基本数据收发功能。配置基于STM32 HAL库，分为关键步骤和代码实现： ### 一、配置步骤 1. **硬件初始化** - 启用ETH时钟和GPIO - 配置RMII接口（DP83848常用） - 设置PHY地址（DP83848默认0x01） 2. **DMA描述符配置** - 创建发送/接收描述符链表（环形缓冲区） - 设置缓冲区所有权(OWN位)和中断标志 3. **以太网参数设置** - MAC地址配置 - 自动协商使能 - DMA传输模式设置 4. **数据收发实现** - 发送：填充缓冲区→启动DMA - 接收：轮询/中断检查OWN位 --- ### 二、代码实现 #### 1. 初始化ETH和DMA（HAL库） ```c // 定义描述符和缓冲区 #define ETH_RX_DESC_CNT 4 // 接收描述符数量 #define ETH_TX_DESC_CNT 4 // 发送描述符数量 #define ETH_RX_BUF_SIZE 1536 // 接收缓冲区大小 __ALIGNED(32) ETH_DMADescTypeDef DMARxDscrTab[ETH_RX_DESC_CNT]; // 接收描述符 __ALIGNED(32) ETH_DMADescTypeDef DMATxDscrTab[ETH_TX_DESC_CNT]; // 发送描述符 __ALIGNED(32) uint8_t Rx_Buff[ETH_RX_DESC_CNT][ETH_RX_BUF_SIZE]; // 接收缓冲区 ETH_HandleTypeDef heth; void ETH_Init(void) { // 1. 启用时钟 __HAL_RCC_ETH1MAC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_ETH1TX_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_ETH1RX_CLK_ENABLE(); // 2. 配置GPIO为RMII模式（根据实际电路修改） // RMII_REF_CLK, RMII_MDIO, RMII_MDC, RMII_TXD0, RMII_TXD1, RMII_TX_EN, RMII_RXD0, RMII_RXD1, RMII_CRS_DV // 3. 初始化ETH句柄 heth.Instance = ETH; heth.Init.MACAddr = (uint8_t *)MAC_ADDR; // 设置MAC地址 heth.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_RMII; heth.Init.RxDesc = DMARxDscrTab; heth.Init.TxDesc = DMATxDscrTab; heth.Init.RxBuffLen = ETH_RX_BUF_SIZE; HAL_ETH_Init(&heth); // 4. 初始化DP83848 PHY uint32_t phyreg; HAL_ETH_WritePHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_BMCR, DP83848_BMCR_AUTONEG_ENABLE); // 等待自动协商完成 do { HAL_Delay(100); HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_BMSR, &phyreg); } while (!(phyreg & DP83848_BMSR_AUTONEG_COMPLETE)); } ``` #### 2. DMA描述符初始化 ```c void ETH_DMA_DescInit(ETH_HandleTypeDef *heth) { // 初始化接收描述符链表 for (int i = 0; i < ETH_RX_DESC_CNT; i++) { DMARxDscrTab[i].Buffer1Addr = (uint32_t)Rx_Buff[i]; DMARxDscrTab[i].Status = ETH_DMARXDESC_OWN | ETH_DMARXDESC_RCH; DMARxDscrTab[i].ControlBufferSize = ETH_RX_BUF_SIZE | ETH_DMARXDESC_RER; if (i == (ETH_RX_DESC_CNT - 1)) { DMARxDscrTab[i].Buffer2NextDescAddr = (uint32_t)&DMARxDscrTab[0]; // 环形链表 } else { DMARxDscrTab[i].Buffer2NextDescAddr = (uint32_t)&DMARxDscrTab[i+1]; } } // 初始化发送描述符（类似结构） // ... // 启动DMA HAL_ETH_Start(heth); } ``` #### 3. 数据发送函数 ```c void ETH_SendFrame(uint8_t *pData, uint16_t len) { ETH_DMADescTypeDef *dmatxdesc = heth.TxDesc; // 检查描述符所有权 if ((dmatxdesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != 0) { return; // 描述符被DMA占用 } // 复制数据到缓冲区 memcpy((uint8_t *)dmatxdesc->Buffer1Addr, pData, len); // 设置描述符 dmatxdesc->ControlBufferSize = len | ETH_DMATXDESC_LS | ETH_DMATXDESC_FS; dmatxdesc->Status = ETH_DMATXDESC_OWN; // 移交所有权给DMA // 触发传输 __HAL_ETH_DMA_TRANSMIT_ENABLE(&heth); } ``` #### 4. 数据接收（轮询方式） ```c uint16_t ETH_ReceiveFrame(uint8_t *pData) { ETH_DMADescTypeDef *dmardesc = heth.RxDesc; if ((dmardesc->Status & ETH_DMARXDESC_OWN) == 0) { // 获取帧长度（去掉4字节CRC） uint32_t framelen = ((dmardesc->Status & ETH_DMARXDESC_FL) >> ETH_DMARXDESC_FRAMELENGTHSHIFT) - 4; // 复制数据到用户缓冲区 memcpy(pData, (uint8_t *)dmardesc->Buffer1Addr, framelen); // 归还描述符给DMA dmardesc->Status = ETH_DMARXDESC_OWN; heth.RxDesc = (ETH_DMADescTypeDef*)dmardesc->Buffer2NextDescAddr; return framelen; } return 0; } ``` --- ### 三、关键配置说明 1. **DMA方向管理** - **发送(TX)**：内存 → 以太网FIFO (`MEM->PERIPH`) - **接收(RX)**：以太网FIFO → 内存 (`PERIPH->MEM`) - 方向由描述符的`OWN`位自动控制[^1] 2. **缓冲区对齐** ```c __ALIGNED(32) // 32字节对齐（Cache一致性要求） ``` 3. **中断配置（可选）** ```c HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQn); ``` --- ### 四、调试建议 1. **PHY寄存器检查** ```c uint32_t phyid; HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, DP83848_PHY_ADDR, DP83848_PHYID1, &phyid); // 应返回0x2000 ``` 2. **数据包结构** 发送原始帧需包含： ```c [目标MAC(6)][源MAC(6)][类型(2)][数据(46-1500)][CRC(4)] ``` 3. **性能优化** - 增大描述符数量（减少丢包） - 使用D-Cache维护函数`SCB_CleanDCache_by_Addr` --- ### 常见问题解决 | 问题现象 | 检查点 | |---------------------------|---------------------------------| | 无法发送数据 | 1. OWN位是否释放<br>2. PHY链接状态 | | 接收数据不全 | 1. 缓冲区大小<br>2. 对齐问题 | | DMA传输卡死 | 1. 描述符链表闭环<br>2. Cache配置 | >[!NOTE] >完整工程参考：[STM32H7 Ethernet Baremetal Example](https://github.com/STMicroelectronics/STM32CubeH7/tree/master/Projects/NUCLEO-H743ZI/Applications/LwIP/LwIP_HTTP_Server_Netconn_RTOS)[^2] --- **相关问题** 1. 如何验证DP83848与STM32H750的物理层连接？ 2. 如何实现以太网接收中断代替轮询？ 3. 如何构造合法的ARP响应帧？ 4. 如何优化DMA描述符数量以减少丢包？ [^1]: STM32H7 Reference Manual (RM0433) - Ethernet DMA operation [^2]: STM32CubeH7 GitHub Repository - Baremetal Ethernet Examples