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[嵌入式]STM32F407+FreeRTOS+LwIP移植问题汇总

1、移植环境为STM32F407标准库+FreeRTOS v9.00+LwIP1.4.1。LwIP移植可分为带操作系统和不带操作系统两种移植方式。本次移植采用了带操作系统,但是只移植了LwIP的内核(没有移植其模拟层,即sys_arch相关内容),使用RAW API方法进行LwIP通信,即在FreeRTOS系统下创建一个以太网轮询的方法。

2、在FreeRTOS系统下采用轮询的方法有以下好处:

其一,以太网中断方式会使CPU资源得不到充分利用,由于项目并不是网关等一些以太网任务优先级为最高的类型,因此使用以太网轮询方式就可以了。

其二,使用RAW API方法会更高效。

3、本次移植依据野火公司《STM32库开发实战指南-基于野火霸天虎开发板》的以太网通讯实验:无操作系统LwIP移植和ST官方的文件en.stsw.stm32070_v1.1.1。

第一步:首先在裸机下移植LwIP协议栈,网卡使用下图的Standalone文件夹。根据野火的教程很容易就可以实现(实现ping的功能)。

?

第二步:在移植了LwIP协议栈的逻辑程序上添加FreeRTOS,根据野火家的《FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南》的移植FreeRTOS到STM32这一章。

第三步:我在上述移植成功之后发现了一下坑,首先是Lwip的轮询函数如果放在BSP_Init中,并且在其下面进行while(1);即不启动操作系统,这样PC能和STM32进行ping。(说明硬件引脚配置和Lwip协议栈初始化都没问题)

但是当我把Lwip的轮询函数放在FreeRTOS的一个任务中,并且开始调度,则PC与STM32就ping不通了。

基于上述问题,我找了很多博客都没有解决(我是网络这部分的初学者,平时靠各个嵌入式教育公司出的教程写代码)。偶然间我看到了stm32f407内部有一个CCM内存,这部分内存只能由内核控制,任何外设都不能够进行访问。这样问题就来了,如果使用keil5进行编程时勾选了这个选项(下图),则编译的时候会随机将数据放到CCM中。而Lwip通讯靠的是以太网的专用DMA,如果在编译的时候,lwip的描述符被分配到CCM中,那就会导致ping不同的现象。

和我移植过程类似,同样lwip轮询函数放在操作系统的任务中就ping不同的同学,可以尝试先将Keil5编译环境的IRAM2勾选去掉(即不使用CCM这块内存),再尝试ping。如果能ping通,说明问题就在这里了。

? ? ? ? 当然了,ccm作为只能被内核访问的64k字节的快速内存,不使用会很浪费。咨询了资深嵌入式工程师的做法,往往将操作系统放在这部分内存中,因此我将FreeRTOS的内存提升到64k,并将之放在CCM中,如图所示。既利用了这块快速内存,又防止lwip的DMA描述符被放在这里。

ping一下,终于能ping通了,一个星期的努力,提醒各位以及我自己,没事还是多看看官方的手册,看不懂英文选择中文手册。?

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加:2022-03-21 21:07:25  更:2022-03-21 21:07:41 
 
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