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[通信技术资料] 基于STM32的IPv4/IPv6 网关设计

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 楼主| abner_ma 发表于 2023-2-27 19:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
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ip, IPv4, IPv6, ST, STM, STM32
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    最近项目开发需求，需要设备支持IPV6协议，用过,W5500。发现WIZnet 推出新款：W6100模组， 是一款支持 IPv4/IPv6 双核的新一代全硬件以太网 TCP/IP 协议栈控制器。W6100 在 WIZnet  TCP/IP 协议栈 IPv4 的基础上增加了 IPv6，并且支持 TCP，UDP，IPv6，IPv4，ICMPv6，ICMPv4，IGMP，ARP 以及 PPPoE 等协议。同时其内部集成了 10/100M 以太网数据链路层（MAC）以及物理层（PHY），能够更加简单快速地实现嵌入式设备的联网功能。   IPv6三种转换技术当前，网站应用IPv6升级改造的技术路线主要有双栈、隧道和转换等三种技术。对嵌入式系统用单芯片解决。目前ESP32对IPV6支持。
     武汉、西安、沈阳、南京、重庆、杭州、贵阳·贵安、福州8个互联网骨干直联点全部完成了IPv6升级改造，支持互联网间IPv6流量交换。加上2018年完成的北京、上海、广州、郑州、成都等5个骨干网直联点，我国全部13个骨干网直联点全部完成了IPv6改造。我国IPv6地址拥有数量稳定增加，截至2020年1月，我国已申请了47851块（/32）IPv6地址，位居世界第二。IPv6活跃用户量大幅提升。截至2020年1月，我国IPv6活跃用户数达2.7亿，占互联网网民总数的31%，相比行动计划实施前，增长了近100倍。全国已有11.93亿LTE用户、1.99亿固定网络用户，合计13.92亿用户获得了IPv6地址。


  



W6100 内部架构图：

STM32 SPI驱动： WIZ_SPI_Init
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  1. 


  2. 

  3. #include "SPI.h"
    

  4. #include "w6100_init.h"
    

  5. void WIZ_SPI_Init(void)      //SPI 初始
    

  6. {
    

  7.         SPI_InitTypeDef   SPI_InitStructure;
    

  8.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  9.   RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
    

  10.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);
    

  11.  
    

  12.         /* Configure SPIy pins: SCK, MISO and MOSI */
    

  13.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = WIZ_SCLK|  WIZ_MISO| WIZ_MOSI;
    

  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  16.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  17.         
    

  18.         /*Init WIZ_SCS*/
    

  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  WIZ_SCS; 
    

  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  22.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  23.   GPIO_SetBits(GPIOA, WIZ_SCS);
    

  24.                  
    

  25.         /* SPI Config -------------------------------------------------------------*/
    

  26.                  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    

  27.           SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    

  28.           SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    

  29.           SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
    

  30.           SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    

  31.           SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    

  32.           SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
    

  33.           SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    

  34.           SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    


  35. 

  36.           SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
    

  37.           SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
    

  38. }
    


  39. 

  40. void WIZ_CS(uint8_t val)
    

  41. {
    

  42.         if (val == LOW) 
    

  43.         {
    

  44.                    GPIO_ResetBits(GPIOA, WIZ_SCS); 
    

  45.         }
    

  46.         else if (val == HIGH)
    

  47.         {
    

  48.                    GPIO_SetBits(GPIOA, WIZ_SCS); 
    

  49.         }
    

  50. }
    


  51. 

  52. uint8_t SPI1_SendByte(uint8_t byte)
    

  53. {
    

  54.           while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    

  55.          
    

  56.           SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);
    

  57.           
    

  58.           while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
    

  59.           
    

  60.           return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
    

  61. }
    


  62. 


  63.
关键代码：
复制

  1. 

  2. #include "w6100.h"
    

  3. #include "SPI.h"
    

  4. #include <stdio.h>
    

  5. #include "w6100_init.h"
    


  6. 

  7. #define _WIZCHIP_SPI_VDM_OP_    0x00
    

  8. #define _WIZCHIP_SPI_FDM_LEN1_  0x01
    

  9. #define _WIZCHIP_SPI_FDM_LEN2_  0x02
    

  10. #define _WIZCHIP_SPI_FDM_LEN4_  0x03
    

  11. //
    

  12. // If you want to use SPI FDM mode, Feel free contact to WIZnet. 
    

  13. // http://forum.wiznet.io
    

  14. //
    


  15. 

  16. #if _WIZCHIP_ == 6100
    

  17. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    


  18. 


  19. 

  20. #define _W6100_SPI_OP_          _WIZCHIP_SPI_VDM_OP_
    


  21. 

  22. /***
    

  23. *@brief: send data in BUS mode 
    

  24. *@parame: addr: register address
    

  25. *         data: value write to register
    

  26. *@return: none
    

  27. *****/
    

  28. void IINCHIP_BusSendData(uint32_t addr,uint8_t data)
    

  29. {
    

  30.          *((volatile uint8_t*)addr) = data;
    


  31. 

  32. }
    

  33. /***
    

  34. *@brief: read data in BUS mode 
    

  35. *@parame: addr: register address
    

  36. *         data: value read from register
    

  37. *@return: register value
    

  38. *****/
    

  39. uint8_t IINCHIP_BusReadData(uint32_t addr)
    

  40. {
    

  41.          return *((volatile uint8_t*)addr) ;
    


  42. 

  43. }
    


  44. 

  45. /***
    

  46. *@brief:  pull down cs pin 
    

  47. *@parame: none
    

  48. *@return: none
    

  49. *****/
    

  50. void IINCHIP_CSoff(void)
    

  51. {
    

  52.   WIZ_CS(LOW);
    

  53. }
    


  54. 

  55. /***
    

  56. *@brief: pull up cs pin 
    

  57. *@parame: none
    

  58. *@return: none
    

  59. *****/
    

  60. void IINCHIP_CSon(void)
    

  61. {
    

  62.    WIZ_CS(HIGH);
    

  63. }
    


  64. 

  65. /***
    

  66. *@brief: send data in SPI mode 
    

  67. *@parame: data: value write to register
    

  68. *@return: none
    

  69. *****/
    

  70. uint8_t IINCHIP_SpiSendData(uint8_t dat)
    

  71. {
    

  72.    return(SPI1_SendByte(dat));
    

  73. }
    


  74. 


  75. 

  76. //////////////////////////////////////////////////
    

  77. void WIZCHIP_WRITE(uint32_t AddrSel, uint8_t wb )
    

  78. {
    

  79.    uint8_t tAD[4];
    

  80.    tAD[0] = (uint8_t)((AddrSel & 0x00FF0000) >> 16);
    

  81.    tAD[1] = (uint8_t)((AddrSel & 0x0000FF00) >> 8);
    

  82.    tAD[2] = (uint8_t)(AddrSel & 0x000000ff);
    

  83.    tAD[3] = wb;
    


  84. 

  85.    //WIZCHIP_CRITICAL_ENTER();
    

  86.   // WIZCHIP.CS._s_e_l_e_c_t_();
    

  87.      IINCHIP_CSoff(); 
    

  88.         
    

  89. #if( (_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_SPI_VDM_))
    

  90.     tAD[2] |= (_W6100_SPI_WRITE_ | _W6100_SPI_OP_);
    

  91.     //IINCHIP_SpiSendData( 0xf0);
    

  92.           IINCHIP_SpiSendData(tAD[0]);// Address byte 1
    

  93.     IINCHIP_SpiSendData(tAD[1] );// Address byte 2
    

  94.     IINCHIP_SpiSendData(tAD[2]);// Address byte 1
    

  95.     IINCHIP_SpiSendData(tAD[3] );// Address byte 2
    

  96.     
    


  97. 

  98. #elif ( (_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_BUS_INDIR_) )
    

  99.    IINCHIP_BusSendData(IDM_AR0 ,tAD[0] );
    

  100.          IINCHIP_BusSendData(IDM_AR1 ,tAD[1] );
    

  101.          IINCHIP_BusSendData(IDM_BSR ,tAD[2] );
    

  102.          IINCHIP_BusSendData(IDM_DR, tAD[3]);
    

  103. #else
    

  104.    #error "Unknown _WIZCHIP_IO_MODE_ in W5100. !!!"
    

  105. #endif
    

  106.    IINCHIP_CSon(); 
    

  107.   // WIZCHIP.CS._d_e_s_e_l_e_c_t_();
    

  108.   // WIZCHIP_CRITICAL_EXIT();
    

  109. }
    


  110. 

  111. #define MODE_SPI  1
    

  112. #define MODE_BUS  0
    


  113. 


  114. 

  115. uint8_t  WIZCHIP_READ(uint32_t AddrSel)
    

  116. {
    

  117.    uint8_t ret;
    

  118.    uint8_t tAD[3];
    

  119.    tAD[0] = (uint8_t)((AddrSel & 0x00FF0000) >> 16);
    

  120.    tAD[1] = (uint8_t)((AddrSel & 0x0000FF00) >> 8);
    

  121.    tAD[2] = (uint8_t)(AddrSel & 0x000000ff);
    


  122. 

  123.   // WIZCHIP_CRITICAL_ENTER();
    

  124.   // WIZCHIP.CS._s_e_l_e_c_t_();
    

  125.  IINCHIP_CSoff(); 
    

  126. #if( (_WIZCHIP_IO_MODE_ ==  _WIZCHIP_IO_MODE_SPI_VDM_))
    

  127.    tAD[2] |= (_W6100_SPI_READ_ | _W6100_SPI_OP_);
    

  128.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[0]);        
    

  129.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[1]);
    

  130.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[2]);        // 控制段
    

  131.    ret = IINCHIP_SpiSendData(0x00);      
    

  132. #elif ( (_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_BUS_INDIR_) )
    

  133.    IINCHIP_BusSendData(IDM_AR0 ,tAD[0]);
    

  134.          IINCHIP_BusSendData(IDM_AR1 ,tAD[1]);
    

  135.          IINCHIP_BusSendData(IDM_BSR ,tAD[2] );
    

  136.          ret = IINCHIP_BusReadData(IDM_DR);
    

  137. #else
    

  138.    #error "Unknown _WIZCHIP_IO_MODE_ in W6100. !!!"   
    

  139. #endif
    


  140. 

  141.   // WIZCHIP.CS._d_e_s_e_l_e_c_t_();
    

  142.   // WIZCHIP_CRITICAL_EXIT();
    

  143.          IINCHIP_CSon(); 
    

  144.    return ret;
    

  145. }
    


  146. 

  147. void WIZCHIP_WRITE_BUF(uint32_t AddrSel, uint8_t* pBuf, datasize_t len)
    

  148. {
    

  149.          uint16_t idx = 0;                // idx定义为正在写入的第几个数
    

  150.    uint8_t tAD[3];
    

  151.    tAD[0] = (uint8_t)((AddrSel & 0x00FF0000) >> 16);
    

  152.    tAD[1] = (uint8_t)((AddrSel & 0x0000FF00) >> 8);
    

  153.    tAD[2] = (uint8_t)(AddrSel & 0x000000ff);
    


  154. 

  155.    IINCHIP_CSoff();  
    

  156.    // WIZCHIP_CRITICAL_ENTER();
    

  157.    //WIZCHIP.CS._s_e_l_e_c_t_();
    


  158. 

  159. #if((_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_SPI_VDM_))
    

  160.    tAD[2] |= (_W6100_SPI_WRITE_ | _W6100_SPI_OP_);
    

  161.    //        printf("write\r\n");                                                                                                                                
    

  162.    if(len == 0) printf("Unexpected2 length 0\r\n");                        // 写入数据为空；len表示写入数据的长度
    

  163.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[0]);                // 地址段，提供16位偏移地址（0000 0000 0000 0000）
    

  164.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[1]);                // 控制段，共8位（0000 0000 高5位BSB位为00000表示通用寄存器）
    

  165.    IINCHIP_SpiSendData( tAD[2]);    // 控制段+4(0000 0100 RWB位置1表示写入，OM位为00表示SPI工作模式为VDM)
    

  166.    for(idx = 0; idx < len; idx++)                                                // 数据段，写入数据值
    

  167.    {
    

  168.      IINCHIP_SpiSendData( pBuf[idx]);                                                                                        // MCU通过SPI发送数据
    

  169.    }
    


  170. 

  171. #elif ( (_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_BUS_INDIR_) )
    

  172.    IINCHIP_BusSendData(IDM_AR0 ,tAD[0]);
    

  173.          IINCHIP_BusSendData(IDM_AR1 ,tAD[1]);
    

  174.                   IINCHIP_BusSendData(IDM_BSR ,tAD[2] );
    

  175.          for(idx = 0; idx < len; idx++)                // Write data in loop
    

  176.    {
    

  177.                  IINCHIP_BusSendData(IDM_DR, pBuf[idx]);
    

  178.          }
    

  179. #else
    

  180.    #error "Unknown _WIZCHIP_IO_MODE_ in W6100. !!!!"
    

  181. #endif
    


  182. 

  183.   // WIZCHIP.CS._d_e_s_e_l_e_c_t_();
    

  184.   // WIZCHIP_CRITICAL_EXIT();
    

  185.         IINCHIP_CSon(); 
    

  186. }
    


  187. 

  188. void WIZCHIP_READ_BUF (uint32_t AddrSel, uint8_t* pBuf, datasize_t len)
    

  189. {
    

  190.    uint8_t tAD[3];
    

  191.          uint16_t idx = 0;                
    

  192.    tAD[0] = (uint8_t)((AddrSel & 0x00FF0000) >> 16);
    

  193.    tAD[1] = (uint8_t)((AddrSel & 0x0000FF00) >> 8);
    

  194.    tAD[2] = (uint8_t)(AddrSel & 0x000000ff);
    


  195. 

  196.   // WIZCHIP_CRITICAL_ENTER();
    

  197.   // WIZCHIP.CS._s_e_l_e_c_t_();
    

  198.         IINCHIP_CSoff();        
    

  199. if(len == 0)                                                                                                                                                                // len定义为读取数据的长度
    

  200.   {        
    

  201.    // printf("Unexpected2 length 0\r\n");                                                                // 读取数据长度为0
    

  202.   }
    

  203. #if((_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_SPI_VDM_))
    

  204.    tAD[2] |= (_W6100_SPI_READ_ | _W6100_SPI_OP_);
    

  205.    IINCHIP_SpiSendData(tAD[0]);                // 地址段
    

  206.   IINCHIP_SpiSendData( tAD[1]);                // 控制段
    

  207.   IINCHIP_SpiSendData( tAD[2]);                    // 控制段
    

  208.   for(idx = 0; idx < len; idx++)                            // 数据段，读取数据值
    

  209.   {
    

  210.     pBuf[idx] = IINCHIP_SpiSendData(0x00);                                                        // 将MCU通过SPI发送过来的数据存放在buf数组中
    

  211.   }
    

  212. #elif ( (_WIZCHIP_IO_MODE_ == _WIZCHIP_IO_MODE_BUS_INDIR_) )
    

  213.    IINCHIP_BusSendData(IDM_AR0 ,tAD[0]);
    

  214.          IINCHIP_BusSendData(IDM_AR1 ,tAD[1]);
    

  215.                   IINCHIP_BusSendData(IDM_BSR ,tAD[2] );
    

  216.          for(idx = 0; idx < len; idx++)                // Write data in loop
    

  217.    {
    

  218.                  pBuf[idx] =IINCHIP_BusReadData(IDM_DR);
    

  219.          }
    

  220.         
    

  221. #else
    

  222.    #error "Unknown _WIZCHIP_IO_MODE_ in W6100. !!!!"
    

  223. #endif
    

  224.          IINCHIP_CSon();  
    

  225. }
    


  226. 

  227. datasize_t getSn_TX_FSR(uint8_t sn)
    

  228. {
    

  229.    datasize_t prev_val=-1,val=0;
    

  230.    do
    

  231.    {
    

  232.       prev_val = val;
    

  233.       val = WIZCHIP_READ(W6100_Sn_TX_FSR_(sn));
    

  234.       val = (val << 8) + WIZCHIP_READ(WIZCHIP_OFFSET_INC(W6100_Sn_TX_FSR_(sn),1));
    

  235.    }while (val != prev_val);
    

  236.    return val;
    

  237. }
    


  238. 

  239. datasize_t getSn_RX_RSR(uint8_t sn)
    

  240. {
    

  241.    datasize_t prev_val=-1,val=0;
    

  242.    do
    

  243.    {
    

  244.       prev_val = val;
    

  245.       val = WIZCHIP_READ(W6100_Sn_RX_RSR_(sn));
    

  246.       val = (val << 8) + WIZCHIP_READ(WIZCHIP_OFFSET_INC(W6100_Sn_RX_RSR_(sn),1));
    

  247.    }while (val != prev_val);
    

  248.    return val;
    

  249. }
    


  250. 

  251. void wiz_send_data(uint8_t sn, uint8_t *wizdata, datasize_t len)
    

  252. {
    

  253.    datasize_t ptr = 0;
    

  254.    uint32_t addrsel = 0;
    

  255.    ptr = getSn_TX_WR(sn);
    

  256.    addrsel = ((uint32_t)ptr << 8) + WIZCHIP_TXBUF_BLOCK(sn);
    

  257.    WIZCHIP_WRITE_BUF(addrsel,wizdata, len);
    

  258.    ptr += len;
    

  259.    setSn_TX_WR(sn,ptr);
    

  260. }
    


  261. 

  262. void wiz_recv_data(uint8_t sn, uint8_t *wizdata, datasize_t len)
    

  263. {
    

  264.    datasize_t ptr = 0;
    

  265.    uint32_t addrsel = 0;
    

  266.    if(len == 0) return;
    

  267.    ptr = getSn_RX_RD(sn);
    

  268.    addrsel = ((uint32_t)ptr << 8) + WIZCHIP_RXBUF_BLOCK(sn);
    

  269.    WIZCHIP_READ_BUF(addrsel, wizdata, len);
    

  270.    ptr += len;
    

  271.    setSn_RX_RD(sn,ptr);
    

  272. }
    


  273. 

  274. void wiz_recv_ignore(uint8_t sn, datasize_t len)
    

  275. {
    

  276.    setSn_RX_RD(sn,getSn_RX_RD(sn)+len);
    

  277. }
    


  278. 


  279. 

  280. /// [url=home.php?mod=space&uid=1302964]@cond[/url] DOXY_APPLY_CODE
    

  281. #if (_PHY_IO_MODE_ == _PHY_IO_MODE_MII_)
    

  282. /// @endcond
    

  283. void wiz_mdio_write(uint8_t phyregaddr, uint16_t var)
    

  284. {
    

  285.    setPHYRAR(phyregaddr);
    

  286.    setPHYDIR(var);
    

  287.    setPHYACR(PHYACR_WRITE);
    

  288.    while(getPHYACR());  //wait for command complete
    

  289. }
    


  290. 

  291. uint16_t wiz_mdio_read(uint8_t phyregaddr)
    

  292. {
    

  293.    setPHYRAR(phyregaddr);
    

  294.    setPHYACR(PHYACR_READ);
    

  295.    while(getPHYACR());  //wait for command complete
    

  296.    return getPHYDOR();
    

  297. }
    

  298. /// @cond DOXY_APPLY_CODE
    

  299. #endif
    

  300. /// @endcond
    


  301. 

  302. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    

  303. #endif
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