之前的文章主要介紹了STM32的ExternalPHY Intereface部分,《STM32網絡電路設計》也就是下圖區域1。
本文將重點講解STM32的MAC控制器,也就是下圖區域2。
01、STM32的MAC概述
STM32的MAC控制器全稱是:MediaAccess Control。
STM32F207的MAC控制器支持的模式
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符合IEEE 802.3 MAC
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10/100Mbps網絡
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全雙工和半雙工通信
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和外部PHY的MII接口和RMII接口
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支持前導碼和幀起始數據(SFD)插入或刪除
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支持IPv4的頭部checksum校驗和檢查
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支持以太網喚醒
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有效載荷檢查
其實ST在設計MAC控制器時,設計了其他功能,PTP(IEEE1588)精確時間協議,MMC網絡統計功能,這些功能並不常用,本人也沒有接觸,就不再講解。
對於上面說到的:支持前導碼和幀起始數據(SFD)插入或刪除。
之前的推文《以太網數據首部》中並沒有說到前導碼和幀起始數據(SFD)。一個以太網數據結構如下:
大多數網絡設備都是支持前導碼和幀起始數據(SFD)插入或刪除。所以可以說,這是網絡硬件設備在以太網幀前打包的數據。個人認為並不屬於TCP/IP協議簇的內容。
02、MAC地址過濾
STM32的MAC控制器支持MAC地址過濾的。
目的地址過濾:
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單播過濾
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組播過濾
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廣播過濾
注意:廣播過濾會導致ARP廣播也收不到,具體請看《TCP/IP協議簇中ARP協議》。
源地址過濾:
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單播過濾
STM32的MAC控制器還支持:規則翻轉,比如,原來只允許單播過濾接收,翻轉之后,只有單播不接收。
在STM32實際項目開發中,只需要調用ST的庫文件即可
ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception =ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允許接收所有廣播幀
關於MAC地址相關信息,什么是廣播,MAC地址表示方法,請看之前的推文《以太網數據首部》。
03、有效載荷檢查
有效載荷檢查其實是IP協議要求長度必須大於46個字節,不足時填充pad字節,具體細節請看《5000字“肝”了這篇IP協議》。
當從應用程序接收的字節數低於60時(DA+SA+LT+Data),零被附加到發送幀以使數據長度正好為46字節,以滿足最小數據字段的要求IEEE802.3要求。
04、Checksum校驗和
首先明確,STM32的MAC控制器並不能對TCP/IP協議中所有的Checksum自動校驗。STM32實現了IPv4,ICMP,TCP和UDP協議的Checksum校驗和。
發送的時候,STM32會自動計算Checksum校驗和並自動插入。
接收的時候,STM32會自動校驗Checksum校驗和是否正確。
上述功能可以通過以下操作開啟:
通過在ETH_MACCR寄存器中設置IPCO位來啟用接收校驗和卸載。
通過在TDES1寄存器中設置CIC位,在傳輸時啟用校驗和計算和插入。
但實際代碼開發中,並不需要操作寄存器,使用ST的庫接口如下
ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable; //開啟ipv4和TCP/UDP/ICMP的幀校驗和卸載
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