STM32网络之MAC控制器

只看该作者 · 2023-7-26 17:50

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。

01、STM32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

只看该作者 · 2023-7-26 17:51

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。

只看该作者 · 2023-7-26 17:51

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。

只看该作者 · 2023-7-26 17:52

MAC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》。\

只看该作者 · 2023-7-26 17:53

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。

只看该作者 · 2023-7-26 17:53

Checksum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