STM32H7xx 运行 LWIP 时的 MPU 配置介绍 LAT1510
关键字： LWIP，STM32CubeMX，MPU 配置
1. 前言
在使用 STM32H7 系列进行开发产品时，客户经常忽略对 MPU 进行配置，一般出现问题 来找原因时往往感到无从下手。对于 STM32H7 原因最多的是没有对 MPU 进行合理配置，这个 问题很容易被忽略，因为当我们应用比较简单时，往往不容易出现错误。但是，当我们的应用较 为复杂时，如有外扩存储器、GUI、ETH、USB 等出错概率就高了。笔者，最近就遇到一个案 例，客户反馈不运行 LWIP 时程序正常，但是运行 LWIP 系统经常死机，不知道什么原因。
笔者以点代面，以运行 LWIP 为例说明怎样使用 STM32CubeMX 对 STM32H7 特定存储 区间进行配置，并对 STM32CubeMX MPU 相关参数进行了解释说明。
2. 问题调研
首先我们使用 STM32CubeMX 创建一个基于 STM32H723ZG 的工程，MPU 默认配置如 下：
因此，在使用 STM32CubeMX 创建工程时，默认就对 MPU 进行了初步配置，关于 H7 为 什么要对 MPU 进行配置，其配置原理及 MPU 的更详细理解，有兴趣的读者可参考LAT1240和 LAT1448，笔者不再做详细解释，其配置含义如下图所示：
3. 问题分析与解决办法
通过上一章节里可以看到在使用 STM32CubeMX 创建工程时，已经对 MPU 进行了一个默 认的基础配置，这就是为什么对于一般应用，我们即使不对 MPU 进行配置也能跑起来的原因。 但是，为什么我们运行 LWIP 如果不对 MPU 进行正确配置就跑不起来了呢，或者会出现各种各 样的问题呢？ 主要有以下几个方面：
(1) 以太网数据是通过 ETH 专用 DMA 进行的，以太网发送/接收缓存不能存储在 DTCM RAM 中，而 STM32CubeMX 创建工程时默认可能把数据存储在 DTCM RAM 中去。
(2) Cortex-M7 内核访问 normal 属性的存储区域时，是按乱序访问操作的，按这种方式将 数据写入到 ETH 寄存器显然是要出错的。应当将 LWIP 发送/接收缓冲区配置成 Device memory 或 Strongly-ordered 类型。
(3) 根据 STM32H7 内部总线框图，可知 ETH_MAC 只能访问位于 D2 域内的 SRAM。因 此，我们需要将 LWIP 所需的缓存分配到 D2 域的 SRAM 上。
对于 STM32H7xx 运行 FreeRTOS+LWIP 时的内存分配，ST 官方 Demo 提供的参考配置如下。
以 STM32H723ZG 为例，说明使用 STM32CubeMX 实现配置 LWIP 缓存的配置：
(1) 在 STM32CubeMX 里面关于 TEX、C、B，三者组合值的关系(参见 AN4838)。 其中，TEX&C&B 的组合决定了对应 MPU 区域对应存储器的属性，其与 STM32CubeMX 里面的配置项对应关系如下：
- TEX -- MPU TEX field level
- C -- MPU Cacheable Permission
- B -- MPU Bufferable Permission
(2) 实现 MPU 对 LWIP 堆栈区的设置(TEX=1,C=0,B=0)，其属性为 Normal。
(3) 实现 MPU 对 ETH TX/RX 数据缓存区的设置(TEX=0,C=0,B=1)，其属性设置为 Device. LWIP 协议栈并为实现 Cache 一致性操作，cacheable 需要处于 disable 状态。
(4) 指定 ETH 发送、接收缓冲区地址 配置 LWIP 堆栈缓冲区地址和大小 至此，对于 STM32H7 运行 LWIP 与 MPU 相关的部分就介绍到这里，其它配置可参考 HAL 库里面的例程即可。
配置 LWIP 堆栈缓冲区地址和大小
至此，对于 STM32H7 运行 LWIP 与 MPU 相关的部分就介绍到这里，其它配置可参考 HAL 库里面的例程即可。
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