通过DMA将GMAC接收到的数据包复制到RAM的流程

通过DMA将GMAC接收到的数据包复制到RAM的流程。以下是一个更完整的示例,展示了如何使用FreeRTOS和DMA将接收到的以太网数据包复制到RAM中:

// 假设有一个名为gmac_rx_buffer的缓冲区用于存储接收到的数据包
// 假设有一个名为received_packet_semaphore的信号量用于同步

// GMAC接收中断处理函数
void gmac_rx_isr() {
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

    // 从GMAC接收数据包到gmac_rx_buffer中
    gmac_receive(gmac_rx_buffer);

    // 通知任务进行数据包处理
    xSemaphoreGiveFromISR(received_packet_semaphore, &xHigherPriorityTaskWoken);

    // 清除GMAC接收中断标志
    gmac_clear_interrupt_flag(GMAC_RX_INT_FLAG);

    portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}

// 数据包处理任务
void packet_processing_task(void *parameter) {
    while (true) {
        // 等待接收到数据包的信号量
        xSemaphoreTake(received_packet_semaphore, portMAX_DELAY);

        // 获取数据包的长度
        uint32_t packet_length = gmac_get_packet_length();

        // 声明一个指向数据包的指针,指向gmac_rx_buffer
        uint8_t *packet_data = gmac_rx_buffer;

        // 创建一个DMA传输句柄
        DMA_HandleTypeDef hdma_rx;

        // 配置DMA传
<think>我们正在解决一个具体问题:MCU的GMAC(千兆以太网控制器)能够收ICMP数据包(例如ping响应),但无法收UDP数据包。这种情况通常表明底层硬件收和网络层协议处理正常(因为ICMP工作正常),但传输层(UDP)处理存在问题。 可能的原因和解决方案: 1. **UDP端口未监听或服务未启动** - 原因:MCU上可能没有应用程序在目标UDP端口上监听。 - 解决方案:确保有一个应用程序绑定到所需的UDP端口并正在运行。 2. **MAC过滤器设置** - 原因:GMAC可能配置了MAC地址过滤,只允许某些MAC地址的数据包通过。ICMP包可能因为协议类型未被过滤,但UDP包可能被过滤。 - 解决方案:检查GMAC的MAC地址过滤寄存器设置,确保目标MAC地址(广播或本机MAC)的UDP包被允许。 3. **以太网类型过滤** - 原因:GMAC可能根据以太网帧类型(EtherType)进行过滤。ICMP使用IP协议(EtherType=0x0800),而UDP也是基于IP,但可能在IP层过滤了UDP协议(IP协议号17)。 - 解决方案:检查GMAC的帧类型过滤设置,确保IP帧(0x0800)被允许,并且在IP层允许协议号17(UDP)。 4. **收缓冲区配置** - 原因:收缓冲区可能不足以容纳UDP数据包(UDP可能比ICMP包大)。例如,如果收缓冲区设置过小,较大的UDP包可能被丢弃。 - 解决方案:检查GMAC收缓冲区的配置,确保其足够大以容纳预期的UDP数据包。 5. **收描述符配置** - 原因:GMAC使用描述符环来管理收的数据包。如果描述符配置不正确(例如,缓冲区大小不足或描述符数量不足),可能会导致UDP包被丢弃。 - 解决方案:检查收描述符的配置,确保每个描述符的缓冲区大小至少为最大传输单元(MTU)的大小(通常为1514字节,包括14字节以太网头),并且有足够的描述符。 6. **中断处理** - 原因:GMAC可能在数据包时触发中断。如果中断服务程序(ISR)没有正确处理UDP包(例如,未正确识别UDP包或未将其传递给上层协议栈),则UDP包可能被忽略。 - 解决方案:检查中断服务程序,确保它能够正确识别UDP数据包(通过IP头中的协议字段)并将其传递给上层。 7. **协议栈实现问题** - 原因:如果MCU使用的是自定义协议栈(如引用[1]中提到的FPGA实现的协议栈),可能存在UDP协议处理的bug。 - 解决方案:调试协议栈实现,特别是UDP收部分。检查以下关键点: - UDP校验和计算是否正确(如果启用)。 - 是否检查了UDP目标端口,并正确地将数据包传递给绑定该端口的应用程序。 - 在IP层,是否根据IP头中的协议字段正确地将数据包分发给UDP协议处理程序。 8. **硬件校验和卸载问题** - 原因:如果GMAC支持校验和卸载(Checksum Offload),可能在硬件校验和计算或验证时出现问题,导致UDP包被丢弃(因为UDP有校验和字段,而ICMP也有校验和,但处理方式可能不同)。 - 解决方案:检查GMAC的校验和卸载配置。尝试在软件中计算校验和,并禁用硬件校验和卸载,看是否解决问题。 9. **防火墙或过滤规则** - 原因:协议栈内部可能配置了防火墙规则,阻止了UDP端口。 - 解决方案:检查是否有任何过滤规则阻止了UDP数据包。 10. **调试方法** - 使用网络抓包工具(如Wireshark)在发送端确认UDP包已经正确发送(目标MAC和IP地址正确,端口正确)。 - 在MCU端,如果可能,使用GMAC的调试寄存器或软件抓取原始收到数据包,确认UDP帧是否被GMAC收并存储在缓冲区中。 - 检查GMAC收统计寄存器,查看是否有收错误(如CRC错误、对齐错误等)或收溢出(FIFO溢出、收缓冲区不可用等)。 总结步骤: 1. 确认UDP服务已启动并绑定到端口。 2. 检查GMAC的MAC地址过滤和以太网类型过滤设置。 3. 检查收缓冲区大小和描述符配置。 4. 检查中断服务程序是否正确处理UDP包。 5. 调试协议栈的UDP收部分(校验和、端口绑定等)。 6. 检查校验和卸载设置。 7. 利用硬件统计和调试工具定位问题。 由于引用[1]提到了FPGA实现协议栈,如果用户是在FPGA上实现协议栈,那么需要特别注意UDP协议处理的实现是否正确。 相关引用:[^1] 根据上面的分析,我们可以生成以下相关问题: §§相关问题§§ 1. 如何调试GMAC收描述符配置问题? 2. 在自定义协议栈中,如何正确实现UDP数据包的处理? 3. GMAC硬件校验和卸载功能可能会导致哪些问题? 4. 如何检查MCU以太网收缓冲区的配置? </think>### MCU GMAC收ICMP但无法收UDP的原因分析及解决方案 #### 一、核心原因分析 当GMAC收ICMP(如ping响应)但无法收UDP时,说明**物理层和数据链路层通信正常**(ICMP工作在网络层),问题集中在**传输层协议处理**环节。主要差异点如下: | 协议层 | ICMP处理 | UDP处理要求 | |--------|----------------------------------|--------------------------------| | 硬件层 | GMAC正确识别以太网帧 | 同左 | | 网络层 | IP协议栈校验通过即可 | 同左 | | 传输层 | 无需端口绑定 | 需特定端口监听和应用层绑定[^1] | #### 二、具体原因及解决方案 1. **UDP端口未绑定监听** - **原因**:GMAC收到UDP包后,协议栈找不到对应的端口监听程序 - **排查**:检查协议栈端口绑定状态 ```c // 调试代码示例 void debug_udp_bind_status() { if (udp_port_registers[UDP_PORT] == 0) printf("ERROR: UDP Port %d not bound!", UDP_PORT); } ``` - **解决**:确保应用层显式绑定端口 ```c // 正确绑定示例 udp_bind(ETH_HANDLE, UDP_PORT, udp_rx_callback); ``` 2. **MAC地址过滤配置错误** - **原因**:GMAC收过滤器意外屏蔽UDP(常见于DMA配置) - **关键寄存器检查**: ```c // 检查MAC包过滤寄存器 (例: ETH_MACPFR) uint32_t mac_filter = ETH->MACPFR; if (!(mac_filter & ETH_MACPFR_PM)) { // 检查混杂模式位 ETH->MACPFR |= ETH_MACPFR_PM; // 启用混杂模式测试 } ``` - **解决**:调整过滤器设置,确保受所有IP协议类型 3. **协议栈实现缺陷** - **症状**:ICMP能解析但UDP解析失败 - **调试步骤**: 1. 捕获原始以太网帧,确认是否包含有效UDP载荷 2. 检查IP头部的`Protocol`字段值是否为`0x11`(UDP) 3. 验证UDP校验和计算逻辑(关键差异点) ```c // UDP校验和简化算法 uint16_t udp_checksum(udp_header *hdr) { uint32_t sum = 0; sum += (hdr->src_port << 16) | hdr->dst_port; sum += (hdr->length << 16) | hdr->checksum; // 伪头部校验... return (uint16_t)(~((sum >> 16) + (sum & 0xFFFF))); } ``` 4. **缓冲区溢出问题** - **原因**:UDP包长可能大于ICMP,触发收FIFO溢出 - **解决方案**: - 增大GMAC收缓冲区:`ETH->DMARDLAR = larger_buffer_addr;` - 调整DMA描述符缓冲区大小: ```c dma_desc->RxBuffer1Size = 1536; // 默认1500→1536 ``` 5. **中断处理逻辑缺陷** - **典型故障**:ICMP中断能触发但UDP不唤醒任务 - **修复方案**: ```c void ETH_IRQHandler() { if (ETH->DMASR & ETH_DMASR_RS) { // 收中断标志 if (ETH->DMASR & ETH_DMASR_RBUS) { // 检查UDP专属中断位 process_udp_packet(); } } } ``` #### 三、系统级调试流程 ```mermaid graph TD A[GMAC收UDP失败] --> B{物理层抓包} B -->|有UDP帧| C[检查MAC过滤器] B -->|无UDP帧| D[检查发送端] C --> E[校验协议栈端口绑定] E -->|未绑定| F[修复应用层绑定] E -->|已绑定| G[验证UDP校验和] G --> H[调整缓冲区大小] H --> I[检查DMA描述符] ``` > **关键验证**:在GMAC输入端逻辑分析仪,捕获原始以太网帧: > - 若看到UDP帧 → 协议栈处理问题 > - 无UDP帧 → 发送端配置问题 #### 四、硬件辅助调试技巧 1. **利用FPGA逻辑分析仪**(如ChipScope): - 抓取GMAC-RX口信号 - 重点监测`RX_DV`(数据有效)和`RXD`(数据线) 2. **寄存器诊断**: ```c void debug_gmac_registers() { printf("MACCR: 0x%X\n", ETH->MACCR); // 控制寄存器 printf("MACFFR: 0x%X\n", ETH->MACFFR); // 帧过滤 printf("DMASR: 0x%X\n", ETH->DMASR); // DMA状态 } ```
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值