STM32以太網MAC Loopback的實現

在 STM32 以太網調試中經常會遇到“設備接收不到數據”，或者“設備發出的數據對端設備收不到”之類的問題。遇到這類
問題首先要做的是定位問題發生的部位，這樣做的好處就是可以指明下一步調試的方向，縮小分析的范圍。以下圖為例我們
做個簡單的說明，設備 A 和設備 B 通過以太網通信，現發現設備 B 無法接收設備 A 發送的消息，問題可能出現在幾個地方：
? 應用層的程序，或者協議棧出錯，數據根本沒有到 STM32 以太網外設。這種情況我們在調試的時候，在以太網輸出
函數 low_level_output 中打個斷點就可以檢查出來。
? STM32 以太網 MAC 出現問題，沒有把數據發送出去。對于這種情況，可以通過 STM32 以太網的 MAC loopback 功
能來檢查 MAC 的收發是否正常。
? STM32 以太網 MAC 和外部 PHY 之間的通信出現問題。可以通過 PHY 提供的 loopback 功能來檢查。
? 設備 A 端的收發沒有問題，問題可能出現在線路上或者設備 B。可以通過在網口的接線上做網線交叉，也就是將 RJ-
45 接口中 TX+與 RX+連接，TX-與 RX-連接，來進行檢查。

本文將主要介紹上面提到的 STM32 MAC loopback 方法。
MAC loopback 模式
MAC loopback 模式的使能很簡單，將 ETH_MACCR 寄存器的 LM 位置位就可以了。
MAC loopback 模式使能后，MAC 發送的數據幀通過 MII 接口發送給外部 PHY 的同時也發送到 MAC 接收端。這里需要注意的是 STM32 MAC loopback 模式只支持在 MII 接口下工作.

但要正確的接收到 loopback 的數據，還需要注意一下幾個地方：
? MAC loopback 模式下，MII 接口的接收時鐘（RX_CLK）和發送時鐘（TX_CLK）還需要外部 PHY 來提供，所以
PHY 的初始化不能省。

?以太網幀中的目標 MAC 地址應該和源 MAC 地址一樣，或者設定為廣播地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF），否則 MAC 默
認將會過濾接收到的數據。或者將 ETH_MACFFR 寄存器的 RA 置位，以接收所有的以太網幀。
? 對于 F7，H7 這類帶有 cache 的 MCU 型號，需要注意接收/發送描述符和接收/發送 buffer 的地址，以及 cache 屬
性。因為這部分存放在 SRAM 的數據 CPU 和以太網 DMA 都會去讀寫，如果使能 cache（回寫）可能會出現數據不
一致的情況。也不能將其定義在 STM32F769 的 DTCM RAM 區域.

MAC loopback 例程
例程說明
本文基于 STM32F769I-EVAL 板提供了一個以太網外設測試工程。工程中沒有用到 TCP/IP 協議棧，只通過 STM32F7 的 HAL驅動層，實現了以太網 MAC 層的數據收發，同時也實現了 MAC loopback 的功能。這個測試工程的目的是，檢測 STM32 以太網外設的配置是否正確，工作是否正常。
這個例程提供兩種工作模式：
? 正常模式
在這種模式下，可以正常與另一個設備（PC 或者其他的開發板）通信，也就是可以發送和接收以太網幀。用戶可以
發送自定義的以太網幀數據，程序會自動構建以太網幀并發送。因為沒有實現任何 TCP/IP 協議，如果想發送 IP 包
或者 TCP/UDP 包，就需要自己先按照這些包的格式構建好數據。
? MAC loopback 模式
在這種模式下，STM32F769I-EVAL 板子發送的數據被直接送回到 MII 接口的接收端。如果此時網口還連接到另一個
設備的話，該設備也是可以接收到數據的。
例程配置
打開例程后，先要做以下的配置：
? 設置目標 MAC 地址（dst_addr）
如果發送廣播，dst_addr 設置為 FF:FF:FF:FF:FF:FF。
如果在 MAC loopback 模式下，dst_addr 設置成和 src_addr 一樣。
? 定義幀數據的類型（frame_type）
可以發送自定義的幀數據類型，或者通用的預先定義好的幀數據類型。比如，如果發送的是 IPv4 的數據，
frame_type 就是 0x0800；如果發送自定義的類型，則可以使用未被分配的數值。在這個 demo 中，用的是
0x0601。
? 初始化要發送的數據 buffer
要發送的數據保存在 teststring 數組中。請注意，這個數組里只保存應用層要發送的數據，也就是以太網幀格式的數
據段，不包括目標/源 MAC 地址，以太網幀數據類型和 CRC 校驗碼。
? 如果不使能 MAC loopback 功能，則在 main.h 中注釋掉 MAC_LOOPBACK_ENABLE 宏
修改好以上的參數后，重新編譯燒錄后運行。
每次按下 USER 按鍵，觸發一次數據發送。接收到的數據保存在 rxbuffer，并且板子上的 LD1 燈會改變一次狀態。

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