凡亿专栏 | STM32网络之MAC控制器
STM32网络之MAC控制器

之前的文章主要介绍了STM32的ExternalPHY Intereface部分,《STM32网络电路设计》也就是下图区域1。

本文将重点讲解STM32的MAC控制器,也就是下图区域2。

01STM32的MAC概述


STM32的MAC控制器全称是:MediaAccess Control。

STM32F207的MAC控制器支持的模式

  • 符合IEEE 802.3 MAC

  • 10/100Mbps网络

  • 全双工和半双工通信

  • 和外部PHY的MII接口和RMII接口

  • 支持前导码和帧起始数据(SFD)插入或删除

  • 支持IPv4的头部checksum校验和检查

  • 支持以太网唤醒

  • 有效载荷检查

其实ST在设计MAC控制器时,设计了其他功能,PTP(IEEE1588)精确时间协议,MMC网络统计功能,这些功能并不常用,本人也没有接触,就不再讲解。

对于上面说到的:支持前导码和帧起始数据(SFD)插入或删除。

之前的推文《以太网数据首部》中并没有说到前导码和帧起始数据(SFD)。一个以太网数据结构如下:

大多数网络设备都是支持前导码和帧起始数据(SFD)插入或删除。所以可以说,这是网络硬件设备在以太网帧前打包的数据。个人认为并不属于TCP/IP协议簇的内容。


02MAC地址过滤


STM32的MAC控制器支持MAC地址过滤的。

目的地址过滤:

  • 单播过滤

  • 组播过滤

  • 广播过滤

注意:广播过滤会导致ARP广播也收不到,具体请看《TCP/IP协议簇中ARP协议》。


源地址过滤:

  • 单播过滤


STM32的MAC控制器还支持:规则翻转,比如,原来只允许单播过滤接收,翻转之后,只有单播不接收。

在STM32实际项目开发中,只需要调用ST的库文件即可


ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception =ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允许接收所有广播帧

关于MAC地址相关信息,什么是广播,MAC地址表示方法,请看之前的推文《以太网数据首部》。


03有效载荷检查


有效载荷检查其实是IP协议要求长度必须大于46个字节,不足时填充pad字节,具体细节请看《5000字“肝”了这篇IP协议》。

当从应用程序接收的字节数低于60时(DA SA LT Data),零被附加到发送帧以使数据长度正好为46字节,以满足最小数据字段的要求IEEE802.3要求。

04Checksum校验和


首先明确,STM32的MAC控制器并不能对TCP/IP协议中所有的Checksum自动校验。STM32实现了IPv4,ICMP,TCP和UDP协议的Checksum校验和。

发送的时候,STM32会自动计算Checksum校验和并自动插入。

接收的时候,STM32会自动校验Checksum校验和是否正确。

上述功能可以通过以下操作开启:
通过在ETH_MACCR寄存器中设置IPCO位来启用接收校验和卸载。

通过在TDES1寄存器中设置CIC位,在传输时启用校验和计算和插入。

但实际代码开发中,并不需要操作寄存器,使用ST的库接口如下:


ETH_InitStructure.ETH_ChecksumOffload = ETH_ChecksumOffload_Enable;           //开启ipv4和TCP/UDP/ICMP的帧校验和卸载
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