STM32H7 以太网的 MMC 中断

只看该作者 · 2021-11-10 13:34

前言
STM32H7 以太网的 MMC（MAC management counter）中断是个有点特别的中断。特殊之处
在于它是默认使能。如果我们在代码里不针对 MMC 进行相关处理，就会造成一些异常现象。我
们先来看一个真实的客户案例。

只看该作者 · 2021-11-10 13:37

客户案例
客户使用 STM32H750 作为主控，与其他设备之间进行以太网通讯。客户在压力测试中发现：
• 设备从第一次通讯开始，累计 7 到 8 天，就会发现 STM32H750 不再响应用户
的请求。
• 客户通过使用 IDE 和添加辅助代码可以发现， STM32H750 会不停地进入以太
网中断，导致所使用的操作系统无法进行有效的系统调度。
• 问题发生后，客户无论拔下网线或者再次连上网线， STM32H750 依然会不停
的进入以太网中断。
• 客户尝试使用 IDE 查看所有以太网寄存器，会发现有时侯能够让系统恢复正
常。

只看该作者 · 2021-11-10 13:37

分析
系统不停的进入以太网中断，说明某个中断在被某种条件下被不停的触发，或者中断触发后没有
被处理。进一步，当系统出现异常状况后，拔掉网线，中断依然不断的进入，说明该异常并不需
要外界不停的输入，也就说明可能是中断没有被处理所导致。所以，客户首先想到的是补全所有
使能的以太网中断的清除代码。然而，客户再次测试，却发现累计 7 到 8 天，问题再次发生。
在这种情况下，为了深刻了解该状况的原因，我们建议客户，抓取异常时的寄存器现场，然后和
正常状态时的寄存器进行对比。我们在设备未发生异常前，抓取了以太网的三组寄存器 DMA、
MTL 和 MAC。同时，我们在发生异常后，在同一设备再次进行这三组寄存器的抓取。然后，我
们使用文本比较工具，对两次的寄存器进行比较。我们很快就可以发现， MAC 寄存器存在值得
关注的差异。 MAC 寄存器对比如下：

只看该作者 · 2021-11-10 13:38

我们可以看到在系统异常情况下下， MMCRXIS 和 MMCIS 被置位了。
我们从参考手册 RM0433 (STM32H742, STM32H743/753 and STM32H750 Value line
advanced Arm®-based 32-bit MCUs)（直接搜索关键子 MMCRXIS）中可以看到 MMCRXIS 和
MMCIS 表示系统收到了 MMC 接收中断。

只看该作者 · 2021-11-10 13:38

在两次三组寄存器的比较中，我们看到系统生成了 MMC 接收中断（MMC_RX_INTERRUPT 中
RXUCGPIS）。这个符合前文的 MMCRXIS 和 MMCIS 的状态。

从参考手册 RM0433 中我们可以看到，只要 MMC 选项使能，该中断标志就为有效。但是我们并
没有使能 MMC 选项，甚至我们都没有使能 MMC 中断，为什么还是有中断产生呢？

只看该作者 · 2021-11-10 13:40

MC 中断的特点
MMC 选项其实是默认使能。我们可以从参考手册 RM0433 中看到这一点。

在 MMC 默认使能的情况下，什么情况下会产生中断呢？
让我们在 RM0433 里搜索下两次寄存器比较发现的 RXUCGPIS 寄存器:

我们可以看到 MMC 接收中断会在统计值最大的一半或者最大值时会产生。这也和 MMC RX
interrupt register 开始的说明描述一致。

只看该作者 · 2021-11-10 13:41

综合这两点，我们可以认为，在长时间以太网收发包之后， MMC 中断几乎一定会发生。这符合
客户案例的场景，例如，重现这个问题需要 7 到 8 天。当然从这里我们也可以推断出，我们如果
加快测试数据包收发的发送， MMC 中断会发生更早。那么，如何避免在产品应用中这种问题发
生呢?

只看该作者 · 2021-11-10 13:42

解决方案
1.1. 使用 MMC 中断
MMC 中断是个有用的功能。如果我们要使用的话，可以参考 MMC Rx interrupt register
(ETH_MMC_RX_INTERRUPT)和 MMC Tx interrupt register (ETH_MMC_TX_INTERRUPT)的
描述。我们需要对 MMC 进行一个读的操作。

以及

这也解释了，客户为什么发现，通过调试器一个一个去读取以太网寄存器，会在某个操作时让异
常状态恢复到正常。

只看该作者 · 2021-11-10 13:43

.2. 关闭 MMC 中断
在很多情况下， MMC 中断对实际产品没有意义。例如，在这个案例中，我们可以选择关闭 MMC
中断。这就需要用到 MMC 中断的 mask 寄存器：
• MMC Rx interrupt mask register (ETH_MMC_RX_INTERRUPT_MASK)
• MMC Tx interrupt mask register (ETH_MMC_TX_INTERRUPT_MASK)
我们可以添加以下代码到我们的应用代码里

复制

ETH->MMCRIMR = ETH_MMCRIMR_RXLPITRCIM | ETH_MMCRIMR_RXLPIUSCIM |

ETH_MMCRIMR_RXUCGPIM | ETH_MMCRIMR_RXALGNERPIM | ETH_MMCRIMR_RXCRCERPIM;

ETH->MMCTIMR = ETH_MMCTIMR_TXLPITRCIM | ETH_MMCTIMR_TXLPIUSCIM |

ETH_MMCTIMR_TXGPKTIM | ETH_MMCTIMR_TXMCOLGPIM | ETH_MMCTIMR_TXSCOLGPIM;

客户反馈找不到 ETH 的定义。其实在 STM32H7 的例程里，我们可以很容易发现 ETH 定义在
STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_H7_V1.8.0\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\I
nclude\stm32h750xx.h：

复制

#define ETH ((ETH_TypeDef *)ETH_BASE)

也就是说，如果你的工程时源自 STM32Cube 例程，你应该能够加入以上代码并且能够成功运
行。
在加入上述代码或者类似操作后，客户反馈，再次进行超过 7 天以上的压力测试，系统运行正
常

只看该作者 · 2021-11-10 13:44

总结
STM32H7 的 MMC 中断需要加以注意，如果不使用 MMC，需要确保它已经关闭；否则在经过长
时间网络收发后，系统会产生并不是用户期望的中断，导致系统假死。另外，我们也看到了调试
STM32 以太网的常规方式，也就是借助工具而不需要写代码就可以进行寄存器的比较。这种方
法值得使用 STM32 以太网的用户进行调试时参考。