如何在AT32F4xx单片机上通过DM9051A网卡芯片实现iPerf服务器

MCU学习帮

前言

DM9051ANX芯片是带有行业标准串行外设接口的独立以太网控制器。

本应用指南将介绍如何在AT32F4xx单片机上通过DM9051A网卡芯片实现iPerf服务器，用以评估网络吞吐量，并提供基于AT32F4xx_Firmware_Library_V2.x.x和LwIP协议栈的源代码。

支持型号列表：

AT32F402系列

AT32F403系列

AT32F403A系列

AT32F405系列

AT32F407系列

AT32F413系列

AT32F415系列

AT32F423系列

AT32F43x系列

AT32F45x系列

AT32F490系列

AT32A403A系列

AT32A423系列

图1.AT32以太网设备系统结构图... 5

图2.AT-START-F415 V1.3实验板... 6

图3.DM9051ANX模块... 6

图4.TCPIP协议栈获取IP. 7

图5.串口打印IP地址信息... 8

备注说明：本文档仅供有需求的小伙伴分享，如需更多关于本文档的更多资料，可访问雅特力官网获取：https://www.arterytek.com/cn/support/index.jsp?index=1

1                 简介

DM9051ANX SPI接口网卡芯片是为了方便MCU单片机系统进行以太网通信而开发出的解决方案。DM9051ANX芯片是带有标准串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的独立以太网控制器。DM9051ANX符合IEEE 802.3 规范，它还支持以DMA 模式来传输，以实现快速传送资料。DM9051ANX通过1个中断引脚和SPI接口来进行与主控制器/MCU单片机的通信，资料传输规格为10/100M。

l  Package:支持24接脚封装QFN.

l  IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE)

l   支持可变电压1.8V,2.5V,3.3V

l  远程唤醒 (WOL)

l   并行线/交叉线自动切换 (HP Auto-MDIX)

l  Support 光口界面

l   具有16KB SRAM静态随机存取记忆

l  EMI (Class B) and HBM ESD Rating 6KV

l  工业温度规范: –40℃ to +85℃

l  功率：（10/100 M） => 32/45 mA

l   100M模式连续工作芯片温度30.7度

l  不须外置bandgap电阻与EEPROM

l   每个芯片自带一个MAC地址

1.1           基于AT32的以太网通信

本应用指南将介绍如何在AT32F4xx单片机上通过DM9051ANX网卡芯片实现以太网通信，并提供基于AT32F4xx_StdPeriph_Lib和LwIP协议栈的源代码。该以太网通信应用程序基于LwIP协议栈对TCP/IP网络进行解析，DM9051ANX通过SPI接口与AT32F4xx单片机进行数据交换。结合AT-START Board与Davicom提供的SPI接口DM9051ANX模块 可以方便快速的搭建起一套以太网通信设备。

1.2           iPerf

iPerf是测量网络吞吐量的一个工具，藉由server和client之前在指定时间内传输数据，计算出这段时间内的平均网速，以评估当前的网络环境。

2                 使用方法2.1           硬件资源

以下是所需的硬件资源：

1)      AT-START-F4xx实验板

2)      DM9051ANX SPI Fast EthernetController模块

3)      Micro-USB传输线

4)      网线

5)      PC机

Note: 该demo是基于AT32F415的硬件条件，若需要在AT32其他型号上使用，请修改相应配置即可。

2.2            管脚配置

本应用笔记未针对该应用设计Arduino Daughter Board, 因此需要自行飞线开发板上的管脚到SPI网络模块上，代码中配置的管脚如下：

DM9051ANX	AT32F415
VDD	3.3V
GND	GND
CS	PB6
RST	PB8
CLK	PA5
MISO	PA6
MOSI	PA7

如有其他设计上的考虑，可以自行更换配置的管脚。

2.3            代码设置2.3.1       LwIP设置

获取IP的方式，可以透过DHCP或是手动设定IP，但在配置上有些许需要注意的地方，主要有以下两个部分：

1)      使用DHCP的话需要将lwipopts.h中的LWIP_DHCP这个宏定义设成1, 本应用笔记默认为0(Fixed IP)

2)      使用DHCP的话需要将netconf.h中的DNS_SERVER_ADDRESS这行宏定义给取消定义(undef)，并从Ali, Baidu, Google和NAT四个DNS server中选择一个来重新定义

在这个应用中，默认使用手动设定IP的方式直接与计算机对接，用户可以根据需求选择获取IP的方式。

2.3.2        iPerf配置

iPerf的IP跟着开发板的配置，但作为server开放的端口需要符合规范，默认是5001这个端口，用户如果没有特殊需求可以直接沿用不需要修改。iPerf server会在获取IP后自动初始化，这部份用户也可以自行配置，只要注意该应用需要在IP层配置完之后才能初始化即可。

n  iPerf初始化

1. void iperf_init(void)
   
2. {
   
3.   struct tcp_pcb *pcb;
   
4.   pcb = tcp_new();
   
5.   tcp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, 5001); /* bind to iperf port */
   
6.   pcb = tcp_listen(pcb);
   
7.   tcp_accept(pcb, iperf_accept);
   
8. }
   

复制代码

PC端这边也需要下载iPerf工具，本应用笔记支持的是iPerf 2版本，可以到官方网站下载。下载之后透过Windows的console tool进入iPerf tool所在的目录，输入以下命令：

n  iPerf client端命令

1. iperf.exe -c SERVER_IP -t DURATION -i INTERVAL

复制代码

SERVER_IP为服务器端的IP， DURATION为想要测试的总时间，INTERVAL为多久印一笔报告，用户可以根据自己的需求修改输入，这里以测试时间60秒，每1秒打印一笔报告为例，结果如下图：

至此，本应用指南关于使用DM9051ANX进行iPerf的测试就完成了。