以太网

这文档主要引导用户怎么建立一个基于以太网的IAP应用

法半导体的新芯片组让用户可以利用最新的以太网供电(PoE)规范IEEE 802.3bt，快速开发性能可靠、节省空间的用电设备(PD)。PM8804和PM8805可用于用电设备的PoE转换器电路，支持功率等级最高71W的8级PoE设备。

我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC(Media Access Controlleroler)控制和物理层接口(Physical Layer，PHY)两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。

本视频将介绍如何从零开始建立一个以太网工程。ST 推出的 Nucleo-144 板子上集成了以太网接口，所以在视频中，将以 STM32F746-Nucelo 板为例，通过CubeMXv4.18 来新建一个 TCPEchoserver 的程序。

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<strong>前言</strong>

在这篇文章中，我将介绍如何从零开始建立一个以太网工程。

ST 推出的 Nucleo-144 板子上集成了以太网接口，所以在本文中，将以 STM32F746-Nucelo 板为例，通过CubeMXv4.18 来新建一个 TCPEchoserver 的程序。

<strong>用 CubeMX 建立基于 STM32F746-Nucleo 的工程</strong>

<strong>用 CubeMX 进行初始化配置</strong>

这回我们直接选择 STM32F746-Nucleo 板上对应的芯片 STM32F746ZGT6U,而不是选择 STM32F746-Nucleo 板。

单片机的种类繁多，从低端到高端，有以51单片机为代表的8位单片机和以ARM为代表的32位单片机，不同档次的单片机实现网络接口的方法不同。对于像ARM等高端处理器一般都可以运行嵌入式操作系统，例如嵌入式Linux。对于无操作系统要求的单片机如何实现网络接入，我下面将这些方案按TCP/IP协议栈的不同归结为两大类：第一类是传统的软件TCP/IP协议栈方案；第二类是最新的硬件TCP/IP协议栈方案。下面我就这两类方案的实现方式进行分析。

<strong>1、MAC+PHY方案</strong>

所谓的TCP/IP协议栈是一系列网络协议的统称，不仅包括我们熟知的TCP协议和IP协议，还有网络层的ICMP（Internet控制报文）协议、IGMP（Internet 组管理）协议、ARP（地址解析）协议，传输层的UDP（用户数据包）协议，应用层的HTTP（超文本传输）协议、DNS（域名解析）协议、FTP（文件传送）协议、SMTP（简单邮件管理）协议等等。

传统的以太网接入方案如下图，由MCU+MAC+PHY再加入网络接口实现以太网的物理连接，通过在主控芯片中植入TCP/IP协议代码实现通信及上层应用。