RT-Thread、STM32H7、LWIP簡介

一、寫在前面

STM32H7目前還是一個比較新的MCU，網(wǎng)上的資料相對于F1 F4系列相對來說就很少了，我自己在移植這個LWIP的時候走了不少彎路，得到了不少人幫助。寫這篇文章也是對我自己移植的一個總結(jié)，也是希望后來人能少走彎路。這篇文章有由個人編輯并整理，如有錯誤，歡迎拍磚。

二、RT-Thread、STM32H7、LWIP簡介

RT-Thread是一個來自中國的開源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，它提供了非常強的可伸縮能力：從一個可以運行在ARM Cortex-M0芯片上的極小內(nèi)核，到中等的ARM Cortex-M3/4/7系統(tǒng)，甚至是運行于MIPS32、ARM Cortex-A系列處理器上功能豐富系統(tǒng)。

STM32H7是ST意法半導(dǎo)體Cortex_M系列最高性能處理器。主頻高達400M，F(xiàn)LASH高達2Mbytes,SRAM高達1Mbytes,采用六級流水線，自帶 指令 和數(shù)據(jù) Cache、集成 JPEG編解碼器、 編解碼器、 集成雙精度硬件浮點計算單元（ DPFPU）和 DSP指令。

LWIP是瑞典計算機科學(xué)院（SICS）的Adam Dunkels開發(fā)的一個小型開源的TCP/IP協(xié)議棧。

三、STM32H7的特殊性

這里的特殊性，僅僅只是對比F1 F4系列：

1、RAMF1 F4系列只有一塊RAM，在使用RTOS的時候直接分配給RTOS做堆就可以了。H7的RAM構(gòu)成看下表：

DTCM的速度是400M，但是DMA無法進行訪問。AXI SRAM的速度是200M，DMA可以進行訪問。SRAM3是以太網(wǎng)和USB的緩沖區(qū)。

2、CACHEH7比F1 F4多了一個L1 CACHE一級緩存，這個緩存在為低速存儲器帶來加速的同時，也為程序帶 來了一些問題，其中最為主要的時數(shù)據(jù)一致性的問題。CACHE策略問題請參考言簡意賅的介紹M7內(nèi)核的Cache工作流程，摸爬滾打半年的經(jīng)驗總結(jié)。

（鏈接請復(fù)制至外部瀏覽器打開：http://forum.armfly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=90066&highlight=%C3%FE%C5%C0%B9%F6%B4%F2）

3、DMAH7的DAM分為DMA1,DAM2,BDMA,MDMA。其中SDIO和ETH的DMA又是獨立的，就是說他們有專用的DMA和其他的DAM之間使用不沖突，無須額外使能，只需要開啟中斷就默認使用DMA模式。

四、移植前的準(zhǔn)備工作

1、確保有一個可以在開發(fā)板上能正常運行RT-Thread的工程，目前RT-Thread已經(jīng)有了正點原子H743的BSP

（地址：https://github.com/RT-Thread/rt-thread/tree/master/bsp/stm32/stm32h743-atk-apollo 喜歡的話不要忘了給RT-Thread點一個），通過ENV工具使用scons --dist來把這個工程拿出來，復(fù)制出dist文件夾下的工程就可以直接使用了；

2、使用ENV工具，開啟軟件模擬IIC，因為正點原子的開發(fā)板的PHY復(fù)位接到了pcf8574的7號引腳，然后生成工程肯定會報錯，這個時候從別的BSP目錄下拷貝出pcf8574.c pcf8574.h phy_reset.c，放到工程里，然后在rtconfig.h加入以下代碼來啟用模擬IIC

1#defineBSP_USING_I2C223#defineBSP_I2C2_SCL_PIN1164#defineBSP_I2C2_SDA_PIN117

這里的引腳號由硬件決定，如果不是原子的開發(fā)板可以省略這一步

3、因為RT-Thread目錄下的STM32BSP是依賴CUBEMX，所以還需要在CUBEMX里面開啟ETH的引腳，這個請和自己的板子一致；

開啟RMII模式，注意這里的PC1引腳無法選擇成高電平，需要在生成的使msp.c里面自己修改為高電平，并開啟中斷。

4、檢查是否開啟了I_CACHE和D_CACHE

這里一定要開啟，里面由依賴關(guān)系，不然會導(dǎo)致cache無法正確運行。

5、然后通過CUBEMX生成工程并把時鐘初始化部分拷貝出來復(fù)制到board.c中

6、在drv_mpu.c中加入MPU配置以太網(wǎng)DMA描述符區(qū)，只能配置為Strongly - order或者Device。

1MPU_Region_InitTypeDefMPU_InitStruct; 2 3/*DisabletheMPU*/ 4HAL_MPU_Disable(); 5 6/*ConfiguretheMPUattributesasDevicenotcacheable 7forETHDMAdescriptors*/ 8MPU_InitStruct.Enable=MPU_REGION_ENABLE; 9MPU_InitStruct.BaseAddress=0x30040000;10MPU_InitStruct.Size=MPU_REGION_SIZE_256B;11MPU_InitStruct.AccessPermission=MPU_REGION_FULL_ACCESS;12MPU_InitStruct.IsBufferable=MPU_ACCESS_BUFFERABLE;13MPU_InitStruct.IsCacheable=MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;14MPU_InitStruct.IsShareable=MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;15MPU_InitStruct.Number=MPU_REGION_NUMBER0;16MPU_InitStruct.TypeExtField=MPU_TEX_LEVEL0;17MPU_InitStruct.SubRegionDisable=0x00;18MPU_InitStruct.DisableExec=MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;1920HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);2122/*ConfiguretheMPUattributesasCacheablewritethrough23forLwIPRAMheapwhichcontainstheTxbuffers*/24MPU_InitStruct.Enable=MPU_REGION_ENABLE;25MPU_InitStruct.BaseAddress=0x30044000;26MPU_InitStruct.Size=MPU_REGION_SIZE_16KB;27MPU_InitStruct.AccessPermission=MPU_REGION_FULL_ACCESS;28MPU_InitStruct.IsBufferable=MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;29MPU_InitStruct.IsCacheable=MPU_ACCESS_CACHEABLE;30MPU_InitStruct.IsShareable=MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;31MPU_InitStruct.Number=MPU_REGION_NUMBER1;32MPU_InitStruct.TypeExtField=MPU_TEX_LEVEL0;33MPU_InitStruct.SubRegionDisable=0x00;34MPU_InitStruct.DisableExec=MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;3536HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);3738/*EnabletheMPU*/39HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);

7、在工程中添加ETH庫函數(shù)，stm32h7xx_hal_eth.c和stm32h7xx_hal_eth_ex.c

五、LWIP協(xié)議棧的移植

該移植參考思路，移植也可以通過git log的方式參考這個移植步驟，但是這里移植里面有幾處錯誤后文會提出。后來發(fā)現(xiàn)這個移植與STM32CubeRepositorySTM32Cube_FW_H7_V1.3.2ProjectsSTM32H743ZI-NucleoApplicationsLwIP，基本一致。

1、LWIP協(xié)議棧的源碼如果你有安裝CUBEMX，那么直接從STM32CubeRepositorySTM32Cube_FW_H7_V1.3.2MiddlewaresThird_PartyLwIPP的目錄下把LWIP的源碼拷貝出來就可以了?；蛘?a href="http://ttokpm.com/soft/special/" target="_blank">下載參考思路里面的鏈接把LWIP源碼拷貝出來。

2、工程中添加新的文件夾lwip/api:添加LwIPsrcapi目錄下的所有文件

lwip/core:添加LwIPsrccore目錄下的文件，并包括ipv4文件夾下的文件

lwip/netif:添加ethernet.c,sysarch.c

lwip/port:添加ethernetif.c，lan8742.c(lan8720也可以用)

移植準(zhǔn)備工作就全部做完了，下一節(jié)修改工程報錯！