STM32F4 ETH 硬件基础
STM32F4 系列微控制器内部的以太网控制器（ETH）提供了与外部以太网物理层（PHY）芯片连接的接口。通常使用 RMII（简化媒体独立接口）或 MII（媒体独立接口）与 PHY 芯片通信。RMII 接口使用较少的引脚，降低了硬件设计的复杂性。
例如，要使用 RMII 接口，需要连接 TXD [0:1]、RXD [0:1]、REF_CLK 等引脚到 PHY 芯片。这些引脚负责数据的发送和接收以及时钟同步。
LWIP 协议栈概述
LWIP（Light - Weight IP）是一个轻量级的 TCP/IP 协议栈，适用于资源受限的嵌入式系统。它提供了丰富的网络协议实现，包括 IPv4 和 IPv6。
在 IPv6 下，LWIP 支持完整的 TCP 和 UDP 功能，并且具有高度可定制性，可以根据应用需求进行裁剪。例如，可以调整内存池大小、TCP 连接数等参数，以优化资源利用。
IPv6 TCP 通信实现步骤
初始化 LWIP 和 ETH 硬件：
使用 STM32CubeMX 进行初始化配置。在配置 ETH 时，设置 MAC 地址、选择 RMII 或 MII 接口，并配置时钟源。对于 LWIP，选择 IPv6 模式，设置本地 IPv6 地址、子网掩码和默认网关等参数。
在代码中，调用相关的初始化函数。例如，MX_LWIP_Init函数用于初始化 LWIP 协议栈，它会完成网络接口的初始化、协议栈内存的分配等操作。
创建 TCP 套接字（Socket）：
使用 LWIP 的 Socket API 来创建 TCP 套接字。例如：
int sockfd = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
这里，AF_INET6表示使用 IPv6 协议族，SOCK_STREAM表示 TCP 协议，IPPROTO_TCP是 TCP 协议的标识符。
绑定本地地址和端口（Bind）：
为创建的套接字绑定本地 IPv6 地址和端口。假设已经定义了本地 IPv6 地址结构体struct sockaddr_in6 local_addr和端口号local_port，绑定操作如下：
local_addr.sin6_family = AF_INET6;
local_addr.sin6_port = htons(local_port);
// 将本地IPv6地址复制到结构体中
memcpy(&local_addr.sin6_addr, &local_ipv6_addr, sizeof(local_ipv6_addr));
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&local_addr, sizeof(local_addr));
其中htons函数用于将端口号从主机字节序转换为网络字节序。
监听连接（Listen）：
调用listen函数使服务器套接字进入监听状态，等待客户端的连接请求。例如：
listen(sockfd, backlog);
这里backlog表示最大连接队列长度，即允许同时等待连接的客户端数量。
接受连接（Accept）：
在服务器端，使用accept函数接受客户端的连接请求。当有客户端连接时，该函数返回一个新的套接字，用于与该客户端进行通信。例如：
int client_sockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &addrlen);
其中client_addr是用于存储客户端地址信息的结构体，addrlen是地址结构体的长度。
发送和接收数据（Send/Recv）：
在客户端和服务器端都可以使用send和recv函数来发送和接收数据。例如，在服务器端发送数据给客户端：
char *data = "Hello, TCP Client!";
send(client_sockfd, data, strlen(data), 0);
在客户端接收数据：
char buffer[100];
recv(client_sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
注意事项
内存管理：LWIP 的内存管理很重要。在初始化时要合理配置内存池大小，以满足 TCP 连接和数据缓冲的需求。否则，可能会出现内存不足或内存碎片的问题。
网络性能优化：可以通过调整 TCP 参数来优化网络性能。例如，调整 TCP 窗口大小可以影响数据传输速率，设置合适的超时时间可以避免长时间等待导致的性能下降。
错误处理：在网络通信过程中，可能会出现各种错误，如连接失败、数据发送或接收错误等。要建立完善的错误处理机制，及时处理这些错误，以保证通信的可靠性。例如，在send或recv函数返回错误时，采取适当的措施，如重发数据或关闭连接。
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