以太网

RTL87x2G 内部集成了一个以太网外设，其实际是通过 GDMA 控制器进行介质访问控制实现 MAC 层任务。Ethernet 支持简化介质独立接口 (RMII) 用于与外部 PHY 芯片连接，同时还集成了站管理接口 (SMI) 用于与外部 PHY 通信。

LWIP 是一款轻量级的开源 TCP/IP 协议栈，因为开源及资源占用少等优点被广泛应用在中低端控制器平台中。RTL87x2G 平台已移植目前最新的 2.1.3 版本 LWIP。

环境需求

  1. RTL87x2G Model B EVB

  2. RTL8772GWP/RTL8772GWP-VI/RTL8772GWP-VM/RTL8772GWP-VA 子板

  3. RTL8201FR：Realtek 设计的支持 RMII 接口的 10/100Mbps 以太网物理层收发器

  1. ARM Keil MDK: https://developer.arm.com

  2. MP Tool: RealMCU

  3. Debug Analyzer: RealMCU

  4. SocketTest: https://sourceforge.net/projects/sockettest/

更多信息请参考 快速入门。

备注

关于 RTL8201FR 的详细资料，请联系 Realtek Ethernet PHY IC 对应窗口获取。

硬件连线

EVB 上 Ethernet 模块硬件可参考 Model B 评估板 中 B_以太网模块 。

Ethernet 接口引脚如下表，其中前 8 个为 RMII 接口引脚，后 2 个为 SMI 接口引脚。ETH 接口对应引脚固定不可以改变。

ETH 接口引脚

引脚名称

PIN

含义

ETH_TX_EN

P10_1

数据发送使能，在数据发送过程中保持有效电平

ETH_TXD0

P10_0

数据发送信号线 0

ETH_TXD1

P9_7

数据发送信号线 1

ETH_CRS_DV

P9_5

接收数据有效信号

ETH_RXD0

P9_4

数据接收信号线 0

ETH_RXD1

P9_3

数据接收信号线 1

ETH_REF_CLK

P9_6

时钟信号，内部时钟源提供 50MHz 参考时钟

ETH_RX_ERR

P10_2

接收错误信号线

ETH_MDC

P1_7

SMI 接口时钟线

ETH_MDIO

P3_7

SMI 接口数据线

操作步骤：

  1. 确认 RTL87x2G 板已外接 RTL8201FR PHY。

  2. RTL87x2G 板网口使用网线接到路由器。

  3. PC 端网口使用网线接到同一路由器。

  4. 断开 PC 的所有无线网络。

配置选项 

/*******************************************************
*                 Test Mode Config
*******************************************************/
#define NETCONN_TCP_SERVER_TEST     1
#define NETCONN_TCP_CLIENT_TEST     2
#define NETCONN_UDP_TEST            3
#define NETCONN_JPERF_CLENT_TEST    4
#define NETCONN_JPERF_SERVER_TEST   5

#define TEST_MODE          NETCONN_TCP_SERVER_TEST

宏定义

功能描述

NETCONN_TCP_SERVER_TEST

TCP 服务器 测试

NETCONN_TCP_CLIENT_TEST

TCP 客户端 测试

NETCONN_UDP_TEST

UDP 测试

NETCONN_JPERF_CLENT_TEST

Jperf RX 速度测试

NETCONN_JPERF_SERVER_TEST

Jperf TX 速度测试

TEST_MODE

选择测试模式

编译和下载

用户可以在 SDK 文件夹中找到此示例：

Project file: samples\ethernet\ethernet\proj\mdk

Project file: samples\ethernet\ethernet\proj\gcc

请按照以下步骤操作构建并运行该示例:

  1. 打开工程文件。

  2. 按照 快速入门 中 编译 APP Image 给出的步骤构建目标文件。

  3. 编译成功后，sdk\samples\ethernet\ethernet\proj\mdk\bin 路径下会生成 app_MP_xxx.bin 文件。

  4. 按照 快速入门 中 MP Tool 给出的步骤将 app bin 烧录至 EVB 内。

  5. 按下 Reset 按键，开始运行。

源代码目录

  • 工程文件目录： sdk\samples\ethernet\ethernet\proj

  • 源代码目录： sdk\samples\ethernet\ethernet\src

Ethernet application 中的源文件目前分为以下几类：

└── Project: ethernet
    └── secure_only_app
        └── Device                   includes startup code
            ├── startup_rtl.c
            └── system_rtl.c
        ├── CMSIS                    includes CMSIS header files
        ├── CMSE Library             Non-secure callable lib
        ├── Lib                      includes all binary symbol files that user application is built on
        ├── Peripheral               includes all peripheral drivers and module code used by the application
        └── ethernet                 including Ethernet driver
            └── ethernet_driver.c
        ├── lwip/api                 includes LWIP TCP/IP source code
        ├── lwip/core                includes LWIP TCP/IP source code
        ├── lwip/netif               includes LWIP TCP/IP source code
        └── arch                     includes interface files for RTL87x2G and Ethernet
            ├── ethernetif.c         the file of Network card driver
            └── sys_arch.c           the file of LWIP OS Interface
        └── app                      includes the Ethernet user application implementation
            ├── main.c
            ├── common.c
            └── test.c

典型应用

TCP 服务器

RTL87x2G 作为 TCP 服务器，PC 的 SocketTest 作为 TCP 客户端，双方建立 TCP 连接，RTL87x2G 接收到客户端发来的 TCP 数据后再发送回客户端。

测试验证

  1. 运行程序，查看如下日志，获取本地 IP 地址：

    [TCPIP_Init] local IP addr:192.168.1.100

  2. 在 SocketTest 中，打开 Client 选项卡；

    将本地 IP 地址填入 IP Address ，将 board.h 中 LOCAL_PORT 填入 Port 栏位。

    ../../../../../_images/TCP_server_config.png

    TCP 服务器实验界面配置图

  3. 复位开发板后点击 Connect 。

  4. 输入待发送数据，然后点击 Send ，每次发送结束接收数据栏位都会显示已发送数据：

    ../../../../../_images/TCP_server_result.png

    TCP 服务器实验结果图

代码介绍

  1. Ethernet 初始化，通过调用 eth_init_driver 实现。

    1. 引脚定义如下：

      /*******************************************************
*                 ETHERNET Pin Config
*******************************************************/
#define ETH_TX_EN          P10_1
#define ETH_TXD0           P10_0
#define ETH_TXD1           P9_7
#define ETH_CRS_DV         P9_5
#define ETH_RXD0           P9_4
#define ETH_RXD1           P9_3
#define ETH_REF_CLK        P9_6
#define ETH_RX_ERR         P10_2
#define ETH_MDC            P1_7
#define ETH_MDIO           P3_7

    2. 调用 eth_init_pad_pinmux 配置引脚 PAD 和 PINMUX 功能。

    3. 调用 eth_init_data 进行 Ethernet 数据初始化，主要用于初始化 TX/RX descriptor 及 buffer 大小及存放位置。

    4. 可以通过修改 MAC_ADDR1 - MAC_ADDR6 宏来修改本地 MAC 地址，ETH_SetMacAddr() 用于修改 MAC 地址。

    5. ETH_ClkInit() 用于初始化 Ethernet 时钟。

    6. eth_config_nvic 用于使能 NVIC 中断。

    7. 调用 ETH_StructInit() 填入 ETH_InitTypeDef 的缺省值。

    8. 在 eth_init_driver() 中，根据需求修改 ETH_InitTypeDef 的成员变量：

      1. 通过调用 ETH_SetDescNum() 设定 TX/RX descriptor 个数。

      2. 通过调用 ETH_SetDescAddr() 设定 TX/RX descriptor ring 的起始地址。

      3. 通过调用 ETH_SetPktBuf() 设定 TX/RX descriptor 数据缓存的起始地址。

      4. 通过调用 ETH_SetBufSize() 设置 TX/RX descriptor 数据缓存大小。

      5. 如果有其他配置需要修改，可以添加修改 ETH_InitTypeDef 中成员变量。

      6. 调用 ETH_Init() 进行以太网络初始化。

  2. main 中创建 app task， app_main_task 中会调用 TCPIP_Init 初始化 TCP/IP，同时会调用 test_init 创建 test task。 test_thread 中主要进行如下操作：

    1. 调用 netconn_new(NETCONN_TCP) 申请一个 TCP 连接结构。

    2. 调用 netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, LOCAL_PORT) 绑定本地的 IP 地址和端口号。

    3. 调用 netconn_listen(conn) 使 TCP 服务器进入监听状态。

    4. 调用 netconn_accept(conn, &newconn) 处理客户端的连接请求。

    5. 调用 netconn_recv(newconn, &buf) 接收客户端发来的数据。

    6. 调用 netbuf_data(buf, &data, &len) 将接收到的数据保存到 data 中。

    7. 调用 netconn_write(newconn, data, len, NETCONN_COPY) 将接收到的数据发送回客户端。

    8. 调用 netbuf_next(buf) 指向下一个 pbuf。

    9. 调用 netconn_close(newconn) 关闭与客户端的连接。

    10. 调用 netconn_delete(newconn) 释放 newconn 空间。

TCP 客户端

PC 端 SocketTest 作为 TCP 服务器，RTL87x2G 作为 TCP 客户端，双方建立 TCP 连接，RTL87x2G 发送数据到 SocketTest。

测试验证

  1. 通过 ipconfig 指令获取 PC 端 IPv4 地址：

../../../../../_images/get_PC_MAC_EN.png

获取 PC MAC ADDR

  1. 将 PC 端 IPv4 地址填入 board.h 中 DEST_IP_ADDR 处。

//dest ip addr
#define DEST_IP_ADDR0      192
#define DEST_IP_ADDR1      168
#define DEST_IP_ADDR2      1
#define DEST_IP_ADDR3      106

  1. 在 SocketTest 中，打开 Server 选项卡；

    将 PC 端 IPv4 地址填入 IP Address 栏位；

    将 board.h 中 DEST_PORT 填入 Port 栏位。

../../../../../_images/TCP_client_config.png

TCP 客户端实验界面配置图

  1. 点击 Start Listening 按钮后复位开发板。

  2. 接收数据栏位会显示已发送数据：

../../../../../_images/TCP_client_result.png

TCP 客户端实验结果图

代码介绍

  1. 参考 Ethernet 初始化 。

  2. main 中创建 app task， app_main_task 中会调用 TCPIP_Init 初始化 TCP/IP，同时会调用 test_init 创建 test task。 test_thread 中主要进行如下操作：

    1. 调用 netconn_new(NETCONN_TCP) 申请一个 TCP 连接结构。

    2. 调用 netconn_connect(conn, &ipaddr, DEST_PORT) 连接服务器。

    3. 调用 netconn_write(newconn, data, len, NETCONN_COPY) 向服务器发送数据。

UDP

RTL87x2G 与 PC 端 SocketTest 进行 UDP 通信，RTL87x2G 接收到 UDP 数据后再发送回 SocketTest。

测试验证

  1. 通过 ipconfig 指令获取 PC 端 IPv4 地址：

../../../../../_images/get_PC_MAC_EN.png

获取 PC MAC ADDR

  1. 运行程序，查看如下日志，获取本地 IP 地址：

    [TCPIP_Init] local IP addr: 192.168.1.100

  2. 在 PC 端 UDP 上位机中，打开 Udp 选项卡；

    在 Server 界面下，将 PC 端 IPv4 地址填入 IP Address 栏位；

    在 Client 界面下，将本地 IP 地址填入 IP Address 栏位，将 board.h 中 LOCAL_PORT 填入 Port 栏位。

../../../../../_images/UDP_config.png

UDP 实验界面配置图

  1. 复位开发板后点击 Start Listening 按钮。

  2. 输入待发送数据，然后点击 发送数据 按钮，每次发送结束后接收数据栏位都会显示已发送数据：

../../../../../_images/UDP_result.png

UDP 实验结果图

代码介绍

  1. 参考 Ethernet 初始化 。

  2. main 中创建 app task， app_main_task 中会调用 TCPIP_Init 初始化 TCP/IP，同时会调用 test_init 创建 test task。 test_thread 中主要进行如下操作：

    1. 调用 netconn_new(NETCONN_UDP) 申请一个 UDP 连接结构。

    2. 调用 netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, LOCAL_PORT) 绑定本地的 IP 地址和端口号。

    3. 调用 netconn_recv(newconn, &buf) 接收客户端发来的数据。

    4. 调用 netbuf_copy(buf, buffer, sizeof(buffer)) 将接收到的数据保存到 buffer 中。

    5. 调用 netconn_send(conn, buf) 将接收到的数据发送回客户端。

Jperf RX

RTL87x2G 作为 TCP 服务器，PC 端 Jperf 上位机作为 TCP 客户端，双方建立 TCP 连接。PC 端 Jperf 上位机发送数据，RTL87x2G 端 TCP 服务器接收数据。

测试验证

  1. 运行程序，查看如下日志，获取本地 IP 地址：

    [TCPIP_Init] local IP addr:192.168.1.100

  2. 在 PC 端 Jperf 上位机中，将本地 IP 地址填入 Server address 栏位；

    将 board.h 中 LOCAL_PORT 填入 Client Port 栏位。

../../../../../_images/Jperf_RX_config.png

Jperf RX 测速实验界面配置图

  1. 复位开发板后点击 Run Iperf 按钮。

  2. PC 端 Jperf 上位机会显示实时速度：

备注

测速时会关闭工程日志输出。

../../../../../_images/Jperf_RX_result.png

Jperf RX 测速实验结果图

代码介绍

  1. 参考 Ethernet 初始化 。

  2. main 中创建 app task， app_main_task 中会调用 TCPIP_Init 初始化 TCP/IP，同时会调用 test_init 创建 test task。 test_thread 中主要进行如下操作：

    1. 调用 netconn_new(NETCONN_TCP) 申请一个 TCP 连接结构。

    2. 调用 netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, LOCAL_PORT) 绑定本地的 IP 地址和端口号。

    3. 调用 netconn_listen(conn) 使 TCP 服务器进入监听状态。

    4. 调用 netconn_accept(conn, &newconn) 处理客户端的连接请求。

    5. 调用 netconn_recv(newconn, &buf) 接收客户端发来的数据。

    6. 调用 netbuf_data(buf, &data, &len) 将接收到的数据保存到 data 中。

    7. 调用 netbuf_next(buf) 指向下一个 pbuf。

    8. 调用 netconn_close(newconn) 关闭与客户端的连接。

    9. 调用 netconn_delete(newconn) 释放 newconn 空间。

Jperf TX

RTL87x2G 作为 TCP 客户端，PC 端 Jperf 上位机作为 TCP 服务器，双方建立 TCP 连接，RTL87x2G 发送数据到 PC 端 Jperf 上位机。

测试验证

  1. 通过 ipconfig 指令获取 PC 端 IPv4 地址：

../../../../../_images/get_PC_MAC_EN.png

获取 PC MAC ADDR

  1. 将 PC 端 IPv4 地址填入 board.h 中 DEST_IP_ADDR 处。

    //dest ip addr
#define DEST_IP_ADDR0      192
#define DEST_IP_ADDR1      168
#define DEST_IP_ADDR2      1
#define DEST_IP_ADDR3      106

  2. 在 PC 端 Jperf 上位机中，将 board.h 中 DEST_PORT 填入 Listen Port 栏位。

../../../../../_images/Jperf_TX_config.png

Jperf TX 测速实验界面配置图

  1. 点击 Run Iperf 按钮后复位开发板。

  2. PC 端 Jperf 上位机会显示实时速度：

备注

测速时会关闭工程日志输出。

../../../../../_images/Jperf_TX_result.png

Jperf TX 测速实验结果图

代码介绍

  1. 参考 Ethernet 初始化 。

  2. main 中创建 app task，app_main_task 中会调用 TCPIP_Init 初始化 TCP/IP，同时会调用 test_init 创建 test task。test_thread 中主要进行如下操作：

    1. 调用 netconn_new(NETCONN_TCP) 申请一个 TCP 连接结构。

    2. 调用 netconn_connect(conn, &ipaddr, DEST_PORT) 连接服务器。

    3. 调用 netconn_write(conn, send_buf, IPERF_BUFSZ, NETCONN_COPY) 向服务器发送数据。

See Also

相关 API Reference 请查看：