目的

以太网是比较常用到的功能，STM32系列单片机使用CubeMX配置使用以太网功能比非常方便。不过对于H7系列来说需要使能 DCache 才能启用LwIP，启用Cache后又会带来一些需要特别注意的事情。这篇文章将对相关内容进行介绍。

基础说明

STM32单片机以太网基础的配置启用等内容可以参考我之前的文章：
《STM32单片机示例：ETH_DP83848_DHCP_NonOS_Poll_F407》

目前虽然在CubeMX中需要配置 DCache 才能启用LwIP，但是配置生成的代码里直接注释掉主函数头部的 SCB_EnableDCache(); ，以太网和LwIP也能正常工作，如果没有特别要求的话完全可以这样就直接用。

如果要使用 DCache 的话就需要特别注意DMA和CPU读写同一片内存数据不同步的问题了。
一种简单的解决方案是在 low_level_output 中使用 SCB_CleanDCache... 将Cache中数据更新到SRAM；在 low_level_input 中将使用 SCB_InvalidateDCache... 将SRAM中数据加载到Cache。

当然只要合理设置MPU，也可以不用清Cache和无效化Cache操作，比如官方例程的设置：
https://github.com/stm32-hotspot/STM32H7-LwIP-Examples

需要注意的是上面官方例程中虽然都是H7系列的，但是根据内存大小的不同，内存分布设置也是不同的，可以通过全局搜索 ETH_CODE 关键词来查看各个项目中相关的改动。

上面官方例程都是使用了 FreeRTOS ，下面将不使用操作系统的情况进行演示。

关键配置

时钟：

Cache和MPU：


以太网：


LwIP：


堆栈：

关键代码

main.c 中一些手动添加的代码：

#include "main.h"
#include "lwip.h"

UART_HandleTypeDef huart6;

/* With GCC, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch) // 实现__io_putchar函数
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); // for printf()
    return ch;
}

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_LWIP_Init(); // 初始化网络功能
  MX_USART6_UART_Init();

  while (1)
  {
	  MX_LWIP_Process(); // 处理网络相关事务

	  static uint32_t previous = 0;
	  if((HAL_GetTick() - previous)>=1000)
	  {
		  previous = HAL_GetTick();
		  extern struct netif gnetif; // 网卡对象，在lwip.c文件中定义
		  // 打印时间和IP地址
		  printf("%ld - loop: ip addr %s\n", HAL_GetTick(), ip4addr_ntoa(netif_ip_addr4(&gnetif)));
	  }
  }
}

lwip.c 中一些手动添加的代码：

/**
  * @brief  Notify the User about the network interface config status
  * @param  netif: the network interface
  */
static void ethernet_link_status_updated(struct netif *netif)
{
  if (netif_is_up(netif))
  {
	  printf("%ld - link status callback: netif_is_up!\n", HAL_GetTick());
  }
  else /* netif is down */
  {
	  printf("%ld - link status callback: netif_is_down!\n", HAL_GetTick());
  }
}

STM32H743ZITX_FLASH.ld 中一些手动添加的代码：

  ...
  } >RAM_D1

  /* ETH_CODE: add placement of DMA descriptors and RX buffers */
  .lwip_sec (NOLOAD) :
  {
    . = ABSOLUTE(0x30040000);
    *(.RxDecripSection) 
    
    . = ABSOLUTE(0x30040060);
    *(.TxDecripSection)
    
    . = ABSOLUTE(0x30040200);
    *(.Rx_PoolSection)  
  } >RAM_D2

  /* Remove information from the standard libraries */
  /DISCARD/ :
  ...

ethernetif.c 中一些手动添加的代码：

/* USER CODE BEGIN 2 */
/* ETH_CODE: placement of RX_POOL
 * Please note this was tested only for GCC compiler.
 * Additional code needed in linkerscript for GCC.
 *
 * Also this buffer can be placed in D1 SRAM
 * if there is not sufficient space in D2.
 * This can be case of STM32H72x/H73x devices.
 * However the 32-byte alignment should be forced.
 * Below is example of placement into BSS section
 *
 * . = ALIGN(32);
 * *(.Rx_PoolSection)
 * . = ALIGN(4);
 * _ebss = .;
 *  __bss_end__ = _ebss;
 * } >RAM_D1
 */
#if defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
#pragma location = 0x30040200
extern u8_t memp_memory_RX_POOL_base[];

#elif defined ( __CC_ARM )  /* MDK ARM Compiler */
__attribute__((at(0x30040200)) extern u8_t memp_memory_RX_POOL_base[];

#elif defined ( __GNUC__ ) /* GNU Compiler */
__attribute__((section(".Rx_PoolSection"))) extern u8_t memp_memory_RX_POOL_base[];

#endif
/* USER CODE END 2 */

上面的修改可能会在有些编译环境下保存，可以 lwipopts.h 中一些手动添加的代码：

/* USER CODE BEGIN 1 /
#undef LWIP_PROVIDE_ERRNO
#define LWIP_ERRNO_STDINCLUDE
/ USER CODE END 1 */

示例链接

仓库地址： https://github.com/NaisuXu/STM32_MCU_Examples

本文中的示例位于仓库中 ETH_LAN8742_DHCP_NonOS_Poll_H743 。

总结

通过上面的配置和改动就网络部分就可以正常使用了。之后网络应用的开发同样还是参考官方例程和文档：
《UM1713 使用 LwIP TCP/IP 栈，在 STM32Cube 上开发应用》