【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设

  1. 简述
    1. STM32F767系列控制器内部集成了以太网外设,通过DMA控制器进行介质访问控制(MAC),实现MAC层的任务
    2. IEEE 802.3-2002标准发送和接收MAC数据包
    3. ETH支持两个工作标准接口
      1. 介质独立接口MII
      2. 简化介质独立接口RMII
    4. ETH集成了站管理接口(SMI)专门用于与外部PHY通信,用于访问PHY芯片寄存器
  2. STM32F767以太网模块特点
    1. 支持外部PHY接口,实现10M/100Mbit/s的数据传输速率
    2. 通过符合IEEE802.3的MII/RMII接口与外部以太网PHY进行通信
    3. 支持全双工与半双工操作
    4. 可编程帧长度,支持高达16KB巨型帧
    5. 可编程帧间隔(40~96位时间,步长为8)
    6. 支持多种灵活的地址过滤模式
    7. 通过SMI(MDIO)接口配置和管理PHY设备
      1. 由两根线组成:MDIO数据线、MCD时钟线
      2. 支持访问32个PHY,
      3. 最大通信上游继2.5Mhz
      4. 一次只能对一个PHY的其中一个寄存器进行访问
    8. 支持以太网时间戳(参见IEEE1588-2008),提供64位时间戳
    9. 提供接收和发送两组FIFO
    10. 支持DMA
  3. ETH系统功能框图
    1. 【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设_第1张图片
  4. 介质独立接口(MII)连接示意图
    1. 【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设_第2张图片
  5. 介质独立接口(MII)描述
    1. TX_CLK:连续时钟信号 ,TX数据传输时的参考时序,标称频率:10Mbits/s时为2.5MHz,100Mbit/s时为25Mhz
    2. RX_CLK:连续时钟信号,RX----------------------------------------------------------------------------------------------------------
    3. TX_EN:发送使能信号
    4. TXD[3:0]:数据发送信号,该信号是4个一组的数据信号
    5. RXD[3:0]:数据接收----------------------------------------------
    6. RX_ER:接收错误信号
    7. RX_DV:接收数据有效信号
    8. CRS:载波侦听信号
    9. COL:冲突检测信号
  6. 简化介质独立接口(RMII)连接示意图
    1. 【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设_第3张图片
  7. 简化介质独立接口(RMII)描述
    1. 参考时钟必须是50MHz
    2. TXD[1:0]、RXD[1:0]:两位宽(双位)的发送和接收数据路径
    3. REF_CLK:RMII和外部PHY50Mhz参考时钟,必须由外部提供
      1. 时钟来源:PHY芯片自己产生(LAN8720A内部倍频)和STM32F767的MCO输出
  8. PHY芯片LAN8720A
    1. 简述:SMSC公司设计的一个体积小、功耗低、全能型10M/100Mbps的以太网物理层收发器
    2. 特点:
      1. 高性能的10/100M以及网
      2. 只支持RMII接口
      3. 全双工和半双工模式
      4. 两个状态LED输出
      5. 25M晶振(内部有PLL倍频到50M)
      6. HP Auto-MDIX自动翻转功能
      7. SMI串行管理接口
      8. MAC接口
    3. 框图【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设_第4张图片【1】嵌入式TCP/IP协议————>STM32F767以太网(ETH)外设_第5张图片
    4. 特殊说明
      1. LAN8720A内部需要+1.2V电压,
        1. 可以通过VDDCR引脚输入+1.2V电压
        2. 直接利用芯片内部的+1.2V稳压器,当REGOFF引脚为低电平时选择内部 +1.2V供电,与LED1引脚共用
  9. 例程
  10. 下载验证
  11. 总结
  12. 参考资料:
    1. 正点原子《STM32F767开发指南(HAL库版)》
    2. 正点原子《STM32F767 LWIP手册》
    3. 野火《STM32 HAL库开发实战指南》
    4. 野火《LWIP应用开发实战指南》
    5. 官方源码
  13. 硬件平台:
    1. 正点原子阿波罗F767
  14. 软件平台:
    1. MDK5.2.5
  15. 库版本:
    1. TM32Cube_FW_F7_V1.4.0
  16. LWIP版本
    1. lwip-2.1.2

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