一、概述
本文介绍基于e2 studio开发环境，使用EK-RA6M3评估板，通过FSP配置FreeRTOS+TCP，实现以太网通信。
二、工程配置
新建一个项目Renesas RA工程。
输入项目名称ek_ra6m3_ethernet，选择工程路径。
选择目标芯片，EK-RA6M3是R7FA6M3AH3CFC，以及FSP Version，Toolchains，Debugger。
选择工程属性RTOS Selection，选择FreeRTOS。
勾选中Freetos - Minimal – Static Allocation，点击完成。
默认会打开新建的工程配置文件configuration.xml已经包含FreeRTOS的内核代码以及RA6M3芯片的移植。Summary可以看到FreeRTOS版本，FSP以及RA6M3的BSP版本等。FreeRTOS
点击FSP标签，设定堆栈。
点击Stack标签，切换至Stack窗口，显示目前的配置，Threads可通过点击New Thread。
点击New Thread创建一个新任务，点击New Thread标签，查看任务属性（Properties），Symbol设置为net_thread，Name设置为Net Thread，设定任务的Stack size。
点击common标签，查看FreeRTOS配置，修改FreeRTOS的属性，Tick Rate Hz，Minimal Stack Size，Idle Should Yield等。
点击Common里的Hooks，Stats，Memory Allocation，Timers，修改配置，Support Dynamic Allocation设为Enable，Total Heap Size改为0x8000。
点击Common里的Optional Functions，FreeRTOS的可选功能可以根据要求选择打开。
回到Net Thread，点击New Stack，增加一个stack，Networking -> FreeRTOS+TCP，（要按方向键拉到最下面）
FreeRTOS+TCP已经成功添加。
为Freertos添加内存管理函数，这里选择Heap 4 (heap_4.c)。
增加了FreeRTOS Heap4的FreeRTOS+TCP。存管理函数，这里选择Heap 4 (heap_4.c)。
点击FreeRTOS+TCP标签，配置属性。修改发送接收延时，本例子使用静态IP地址，把DHCP设为Disable，另外Network Events call vApplicationIPNetworkEventHook设为Disable，设置IP stack task priority，Stack size in words等。
点击g_ether0 Ethernet(r_ether)，修改MAC配置属性。
点击g_ether_phy0 Ethernet(r_ether_phy)，修改配置PHY属性，Value的小箭头可指定管脚。
按照开发板设定RMII模式的各个引脚（Pin Group Selection为 Mixed）。
配置完成，点击Generate Project Content 生产代码。
在项目文件列表里面可以看到生成了FreeRTOS+TCP相关的代码。
三、添加应用代码
net_thread_entry.c是FSP生成针对Net Thread的文件，默认只有一个函数net_thread_entry()。我们通过修改这个文件，函数实现以太网的通信功能。
头文件，IP地址等相关宏定义
#include"net_thread.h"
#include "FreeRTOS_IP.h"
#include "FreeRTOS_IP_Private.h"
#include "FreeRTOS_Sockets.h"
/* Target IP address */
#define USR_TEST_PING_IP "192.168.0.100"
/* Ethernet status */
#define ETHERNET_LINK_DOWN 0x01
#define ETHERNET_LINK_UP 0x00
#define IP_LINK_DOWN 0x02
#define IP_LINK_UP 0x00
#define SUCCESS 0
/* MAC address，IPV4 address，subnet mask，gateway，DNS */
static uint8_t ucMACAddress[ 6 ] = {0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55};
static uint8_t ucIPAddress[ 4 ] = {192, 168, 0, 52};
static uint8_t ucNetMask[ 4 ] = {255, 255, 255, 0};
static uint8_t ucGatewayAddress[ 4 ] = {192, 168, 0, 1};
static uint8_t ucDNSServerAddress[ 4 ] = {192, 168, 0, 1};
char *remote_ip_address = USR_TEST_PING_IP;
uint32_t isNetworkUp(void);
BaseType_t vSendPing( const char *pcIPAddress);
检查以太网是否打开
/*******************************************************************************************************************//**
* @brief This Function checks the Network status (Both Ethernet and IP Layer). If the Network is down
* the Application will not send any data on the network.
* @param[in] None
* @retval Network Status
**********************************************************************************************************************/
uint32_t isNetworkUp(void)
{
fsp_err_t eth_link_status = FSP_ERR_NOT_OPEN;
BaseType_t networkUp = pdFALSE;
uint32_t network_status = (IP_LINK_UP | ETHERNET_LINK_UP);
networkUp = FreeRTOS_IsNetworkUp();
eth_link_status = R_ETHER_LinkProcess(g_ether0.p_ctrl);
if((FSP_SUCCESS == eth_link_status) && (pdTRUE == networkUp))
{
return network_status;
}
else
{
if(FSP_SUCCESS != eth_link_status)
{
network_status |= ETHERNET_LINK_DOWN;
}
else if(FSP_SUCCESS == eth_link_status)
{
network_status |= ETHERNET_LINK_UP;
}
if(pdTRUE != networkUp)
{
network_status |= IP_LINK_DOWN;
}
else if(pdTRUE == networkUp)
{
network_status |= IP_LINK_UP;
}
return network_status;
}
}
定义用户钩子函数，当收到ping答复之后通过TCP/IP栈调用
/*******************************************************************************************************************//**
* @brief User Hook for the Ping Reply. vApplicationPingReplyHook() is called by the TCP/IP
* stack when the stack receives a ping reply.
* @param[in] Ping reply status and Identifier
* @retval None
**********************************************************************************************************************/
void vApplicationPingReplyHook( ePingReplyStatus_t eStatus, uint16_t usIdentifier )
{
(void)usIdentifier;
switch (eStatus)
{
/* A valid ping reply has been received */
case eSuccess:
break;
/* A reply was received but it was not valid. */
case eInvalidData:
default:
break;
}
}
ping命令函数
/*******************************************************************************************************************//**
* @brief Send ICMP Ping request based on the user input IP Address.
* @param[in] IP address to Ping
* @retval Sequence Number
**********************************************************************************************************************/
BaseType_t vSendPing(const char *pcIPAddress)
{
/*
* The pcIPAddress parameter holds the destination IP address as a string in
* decimal dot notation (for example, “192.168.0.200”). Convert the string into
* the required 32-bit format.
*/
uint32_t ulIPAddress = FreeRTOS_inet_addr(pcIPAddress);
/*
* Send a ping request containing 8 data bytes. Wait (in the Blocked state) a
* maximum of 100ms for a network buffer into which the generated ping request
* can be written and sent.
*/
return(FreeRTOS_SendPingRequest(ulIPAddress, 8, 100 / portTICK_PERIOD_MS));
}
net_thread_entry () 函数
void net_thread_entry(void *pvParameters)
{
FSP_PARAMETER_NOT_USED (pvParameters);
/* TODO: add your own code here */
BaseType_t status = pdFALSE;
uint8_t ping_cnt=0;
/* FreeRTOS IP init */
status = FreeRTOS_IPInit(ucIPAddress, ucNetMask, ucGatewayAddress, ucDNSServerAddress, ucMACAddress);
if (pdFALSE == status){}
while (1)
{
if(SUCCESS == isNetworkUp())
{
while(ping_cnt < 4)
{
/* delay */
vTaskDelay (100);
/* Send a ICMP Ping request to the requested IP address */
status = vSendPing((char *)remote_ip_address);
if (pdFALSE == status){}
ping_cnt++;
}
}
/* delay */
vTaskDelay (100);
}
}
编译工程。
四、连机调试
通过RJ45，电脑与EK-RA6M3的板子连接。
设置电脑的IPv4地址。
打开Wireshark软件，选择电脑与EK-RA6M3连接的网络Ethernet。
下载ek_ra6m3_ethernet程序到EK-RA6M3开发板，全速运行。
通过Wireshark 软件（过滤数据包ip.addr==192.168.0.52 and icmp）可以看到 EK-RA6M3（IP: 192.168.0.52）发送ping命令到电脑（IP: 192.168.0.100）是正常的，也收到了回复。
通过Windows cmd命令，电脑发送ping命令到开发板是正常的，也收到了回复。
单步测试程序，设置断点在vTaskDelay (100)后面，观察当前运行的任务状态。
可见只需要正确配置FSP，添加极少量的用户代码，就可以实现网络通信功能。要打印更多信息，参考瑞萨网站的ek-ra6m3开发板的例子。
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