LWIP总结

Posted 2020-06-27 大叔叔

介绍

    Lwip，light weight IP；是由Adam Dunkels 开发的一个小型开源的TCP/IP协议栈；目前已经为全球共同开发的开源协议；支持TCPIP协议族的核心协议；包括：ARP/ICMP/TCP/UDP/IPV4/IPV6/DHCP等；其核心特点是：功能齐全、运行需求的RAM和ROM少；

编程模型

    所有的功能和性能都可进行裁剪和配置；相关文件为：lwipopts.h

    内部实现支持带操作系统和不带操作系统；核心框架是：外部单线程驱动协议栈状态机；底层使用中断进行数据的接收；

    其提供三种API ：1)RAW API 2)lwip API 3)BSD API。其中BSD API就是大家最熟悉的socket API了。Linux和Windows平台中的socket接口都与此大同小异；

移植

将lwip移植到不同的平台主要包括两个部分工作：

1. MAC+PHY层移植，包括初始化、数据的收发；
2. 应用层框架移植，如操作系统层的线程创建、定时器、消息邮箱；

平台

    硬件：STM32F107 PHY芯片：DM9161AEP

    软件：UCOS-ii    

移植核心点

    ST公司针对STM32F107 不带操作系统版本的LWIP移植版本，文件名为STM32F107_ETH_LwIP，版本为V1.0.0；由于其版本不再更新且与本软件平台不一致，所以不做参考；

    由于STM32F1 STM32F2 STM32F4的以太网驱动都是一致的。所以到ST官网下载stm32cubdf2。其中有LWIP针对FREERTOS的移植；而FREERTOS与UCOS大同小异；所以只要针对其修改应用层框架移植的实现即可；相关代码位于：stm32cubef2\STM32Cube_FW_F2_V1.1.0\Projects\STM322xG_EVAL\Applications\LwIP\LwIP_UDPTCP_Echo_Server_Netconn_RTOS；

    LWIP的代码使用1.4.1版本，可到LWIP官网上下载；也包含在stm32cubef2中；

    移植的理论基础来源于lwip 1.4.1源码包中doc文件夹中的文件；同时官方也有移植到各个平台中的示例，文件为：contrib-1.4.1.zip，到官网上下载即可；

1. MAC+PHY移植：

                        需要修改的文件为：

           app_ethernet.c/h

           ethernetif.c/h

           同时需要将stm32cubef2驱动库中的stm32f2xx_hal_eth.c/h拷贝过来；

           以上文件只需要配置好，保证编译没问题，则MAC+PHY层移植完成；

       2. 应用层框架移植：

                      修改1个文件sys_arch.c，位于stm32cubef2\STM32Cube_FW_F2_V1.1.0\Middlewares\Third_Party\LwIP\system；

    所有的移植即完成；

注意点

    STM32Cube_FW_F2_V1.1.0此版本中关于lwip的驱动MAC代码是有bug的，具体表现在当以太网包数量加大时，会出现底层收数据很慢的情况；使用PING命令经常出现TIMEOUT；

此bug在STM32cubeF4中得到解决；相关问题原因描述见参考资料；

 

参考资料

1. 核心论文 <<Design and Implementation of the lwIP TCP/IP Stack>> By Adam Dunkels.2001
2. 移植资料

   http://www.stmcu.org/module/forum/thread-588339-1-1.html

         <<lwIP TCP/IP stack demonstration for STM32F107xx connectivity line microcontrollers >> By ST

     3.  lwip官方网站https://savannah.nongnu.org/projects/lwip/