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[STM32G4]

TCP/IP 协议栈的移植与实现

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楼主
lvuu|  楼主 | 2024-12-9 16:53 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
为了在 STM32 上实现基于网络的通信,需要移植并实现一个完整的 TCP/IP 协议栈。常见的协议栈包括:

LwIP (Lightweight IP):一个轻量级的、适用于嵌入式设备的 TCP/IP 协议栈。
uIP:一个更为轻量的 TCP/IP 协议栈,适用于资源非常有限的嵌入式系统。
EmbOS/IP:适合实时操作系统的嵌入式协议栈。
LwIP 是 STM32 上广泛使用的协议栈,能够提供包括 TCP、UDP、HTTP 等网络协议的支持。STM32 的开发环境(如 STM32CubeMX 和 STM32CubeIDE)已经包含了 LwIP 协议栈的集成,简化了协议栈的移植和配置。

2.1 LwIP 协议栈配置与移植
使用 STM32CubeMX 配置网络外设:

启用以太网外设(ETH)或通过 UART 接口与外部 Wi-Fi 模块通信。
在 STM32CubeMX 中配置 LwIP 协议栈。选择 Middleware 部分的 LwIP,并启用对应的协议栈选项(例如,TCP、UDP、DHCP、DNS 等)。
配置网络参数,如 IP 地址、子网掩码、网关地址等。
初始化 LwIP 协议栈:

STM32CubeMX 会自动生成初始化代码,在 main.c 或 lwipopts.h 中配置协议栈的各种参数。
通过 HAL 库初始化 Ethernet 控制器,启动 LwIP 协议栈。
网络接口配置与启动:

配置以太网接口(或 Wi-Fi 模块)并启动网络接口。
通过 DHCP 动态获取 IP 地址,或者手动配置静态 IP。
网络协议栈调度:

LwIP 协议栈需要周期性地调用 sys_check_timeouts() 和 lwip_periodic_handle() 等函数来处理网络事件和超时。
c
复制代码
// 示例代码:LwIP 协议栈初始化

#include "lwip/init.h"
#include "lwip/dhcp.h"
#include "lwip/netif.h"

// 网络接口配置
struct netif netif;
ip_addr_t ipaddr, netmask, gw;

void LwIP_Init() {
    // 初始化 LwIP 协议栈
    lwip_init();

    // 配置 IP 地址、子网掩码、网关
    IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 1, 100);     // 配置静态 IP
    IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0);    // 配置子网掩码
    IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 1, 1);           // 配置网关

    // 初始化网卡接口
    netif_add(&netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ethernetif_init, tcpip_input);

    // 启动 DHCP(如果需要动态 IP)
    dhcp_start(&netif);
}

void LwIP_Periodic_Handle() {
    // 周期性调用 LwIP 协议栈的处理函数
    sys_check_timeouts();
}

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沙发
公羊子丹| | 2025-3-24 08:18 | 只看该作者
在 STM32 上移植 LwIP 确实是个不错的选择,它轻量且功能完备!不过在 DHCP 配置时,我有时会遇到 IP 获取不到的情况,你们在这方面有过类似的调试经验吗?

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板凳
周半梅| | 2025-3-24 08:19 | 只看该作者
我在移植 LwIP 协议栈时,发现以太网接口的配置有点复杂,特别是在网卡初始化部分。如果不使用 DHCP,你们是如何配置静态 IP 地址的呢?

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地板
帛灿灿| | 2025-3-24 08:20 | 只看该作者
LwIP 协议栈对嵌入式开发特别有帮助,但周期性地调用 sys_check_timeouts() 是个细节问题。你们是如何优化这个调用周期的,避免过度占用 CPU 时间呢?

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5
童雨竹| | 2025-3-24 08:21 | 只看该作者
我在 STM32 上搭建 LwIP 时,偶尔遇到网络延迟比较高,尤其是在有多个客户端的情况下。你们在多连接的应用场景下是怎么处理性能优化的呢?

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6
lidi911| | 2025-3-24 08:22 | 只看该作者
还是Lwip最经典,最全面了。

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7
万图| | 2025-3-24 08:22 | 只看该作者
LwIP 的移植流程真的是太方便了!不过我在使用 TCP 进行数据传输时,偶尔会遇到连接中断的问题。你们有遇到过这种情况吗?如何定位和解决?

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8
Wordsworth| | 2025-3-24 08:24 | 只看该作者
我试过在 STM32 上移植 LwIP 协议栈并配置了 DHCP,但偶尔发现动态 IP 配置不稳定。有没有在这方面进行过优化的经验,能避免频繁断开?

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9
Bblythe| | 2025-3-24 08:25 | 只看该作者
你们在使用 LwIP 协议栈时,会不会遇到低速传输的问题?我在进行 UDP 数据传输时,有时会发现速度跟预期不符,不知道怎么调优。

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10
Pulitzer| | 2025-3-24 08:26 | 只看该作者
我看到 STM32CubeMX 配置 LwIP 时有很多选项,不知道是否可以完全去掉某些协议(如 HTTP)来进一步减小内存占用,你们是如何精简 LwIP 协议栈的呢?

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11
Uriah| | 2025-3-24 08:27 | 只看该作者
配置静态 IP 时,我使用 IP4_ADDR 配置了 IP 地址,但如果设置不当,网络无法正常连接。你们有没有遇到过配置静态 IP 后,无法联网的情况?如何检查和修正?

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12
Clyde011| | 2025-3-24 08:29 | 只看该作者
LwIP 的协议栈调度需要频繁调用 lwip_periodic_handle(),有时我会担心这个过程会影响实时性。你们在这种场景下如何平衡实时性与网络处理的效率呢?

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