RT-Thread 基于 WIZnet W5500 ioLibrary_Driver 代码库的移植与用法介绍

鸣涧_GC96O

RT-Thread 基于 WIZnet W5500 ioLibrary_Driver 代码库的移植与用法介绍


1、介绍

WIZnet 软件包是 RT-Thread 基于 WIZnet 官网 ioLibrary_Driver 代码库的移植实现，目前只支持 W5500 设备。该软件包在原代码库功能的基础上，对接 RT-Thread SAL 套接字抽象层，实现对标准 BSD Socket APIs 的支持，完美的兼容多种软件包和网络功能实现，提高 WIZnet 设备兼容性。

1.1 目录结构

WIZnet 软件包目录结构如下所示：

1. wiznet
   
2. ├───inc                             // RT_Thread 移植头文件
   
3. ├───iolibrary                       // WIZnet 官方库文件
   
4. │   └───Ethernet                    // WIZnet 官方 Socket APIs 和 WIZCHIP 驱动
   
5. │   │   └───W5500                   // WIZCHIP 驱动
   
6. │   │   wizchip_conf.c              // Socket 配置文件
   
7. │   │   wizchip_socket.c            // Socket APIs 文件
   
8. │   └───Internet                    // WIZnet 官方网络功能实现
   
9. │   │   └───DHCP                    // DHCP 功能实现
   
10. │   └───────DNS                     // DNS 功能实现
    
11. ├───src                             // RT_Thread 移植源码文件
    
12. │   └───wiz_af_inet.c               // WIZnet BSD Socket 注册到 SAL
    
13. │   │   wiz_device.c                // WIZnet 设备初始化
    
14. │   │   wiz_ping.c                  // WIZnet 设备 Ping 命令实现
    
15. │   │   wiz_socket.c                // WIZnet BSD Socket APIs 实现
    
16. │   └───wiz.c                       // WIZnet 初始化（设备初始化、网络初始化）
    
17. │   LICENSE                         // 软件包许可证
    
18. │   README.md                       // 软件包使用说明
    
19. └───SConscript                      // RT-Thread 默认的构建脚本

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WIZnet 软件包遵循 Apache-2.0 许可，详见 LICENSE 文件。

1.3 依赖

• RT-Thread 4.0.1+
• SAL 组件
• netdev 组件
• SPI 驱动：WIZnet 设备使用 SPI 进行数据通讯，需要系统 SPI 驱动框架支持；
• PIN 驱动：用于处理设备复位和中断引脚；
  

2、获取软件包

使用 WIZnet 软件包需要在 RT-Thread 的包管理中选中它，具体路径如下：

1. WIZnet: WIZnet TCP/IP chips SAL framework implement
   
2.         WIZnet device type (W5500)  --->
   
3.         WIZnet device configure  --->
   
4.             (spi30) SPI device name
   
5.             (10) Reset PIN number
   
6.             (11) IRQ PIN number
   
7.   [ ]   Enable alloc IP address through DHCP
   
8.             WIZnet network configure  --->
   
9.                 (192.168.1.10) IPv4: IP address
   
10.                 (192.168.1.1) IPv4: Gateway address
    
11.                 (255.255.255.0) IPv4: Mask address
    
12.   [ ]   Enable Ping utility
    
13.   [ ]   Enable debug log output
    
14.         Version (latest)  --->

复制代码

WIZnet device type ：配置支持的设备类型（目前只支持 W5500 设备 ）

WIZnet device configure ：配置使用设备的参数

• SPI device name：配置使用 SPI 的设备名称（注意需设置为非 SPI 总线设备）

• Reset PIN number：配置设备连接的复位引脚号（根据实际使用引脚号修改）

• IRQ PIN number：配置设备连接的中断引脚号（同上）

  
  

Enable alloc IP address through DHCP： 配置是否使用 DHCP 分配 IP 地址（默认开启）

WIZnet network configure：如果不开启 DHCP 功能，需要配置静态连接的 IP 地址、网关和子网掩码

Enable Ping utility： 配置开启 Ping 命令 （默认开启）

Enable debug log output：配置开启调试日志显示

Version：软件包版本选择

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3、使用软件包

WIZnet 软件包初始化函数如下所示：

1. int wiz_init（void）；

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该函数支持组件初始化，如果开启组件自动初始化功能，则应用层无需在调用该函数 ，函数主要完成功能有，

• 设置默认 MAC 地址；

• 设备配置和初始化（配置 SPI 设备，配置复位和中断引脚）；

• 网络配置和初始化（DHCP 分配 IP 地址，配置 socket 参数 ）；

• 注册实现的 BSD Socket APIs 到 SAL 套接字抽象层中，完成 WIZnet 设备适配；

  
  

每个 WIZnet 设备需要唯一的 MAC 地址，用户可以在应用层程序中调用如下函数设置 WIZnet 设备 MAC 地址，如果不调用该函数，设备将使用默认的 MAC 地址，默认 MAC 地址为 00-E0-81-DC-53-1A（注意：同一个局域网中如果存在相同 MAC 地址的设备，可能导致设备网络异常） 。

1. int wiz_set_mac(const char *mac);

复制代码

设备上电初始化完成，设置设备 MAC 地址成功，然后可以在 FinSH 中输入命令 wiz_ifconfig 查看设备 IP 地址、MAC 地址等网络信息，如下所示：

1. msh />ifconfig
   
2. network interface device: W5500 (Default)        ## 设备名称
   
3. MTU: 1472                                        ## 网络最大传输单元
   
4. MAC: 00 e0 81 dc 53 1a                           ## 设备 MAC 地址
   
5. FLAGS: UP LINK_UP INTERNET_UP                    ## 设备标志
   
6. ip address: 192.168.12.26                        ## 设备 IP 地址
   
7. gw address: 192.168.10.1                         ## 设备网关地址
   
8. net mask  : 255.255.0.0                          ## 设备子网掩码
   
9. dns server #0: 192.168.10.1                      ## 域名解析服务器地址0
   
10. dns server #1: 0.0.0.0                           ## 域名解析服务器地址1

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获取 IP 地址成功之后，如果开启 Ping 命令功能，可以在 FinSH 中输入命令 ping + 域名地址 测试网络连接状态， 如下所示：

1. msh />wiz_ping baidu.com
   
2. 32 bytes from 220.181.57.216 icmp_seq=0 ttl=128 time=31 ticks
   
3. 32 bytes from 220.181.57.216 icmp_seq=1 ttl=128 time=31 ticks
   
4. 32 bytes from 220.181.57.216 icmp_seq=2 ttl=128 time=32 ticks
   
5. 32 bytes from 220.181.57.216 icmp_seq=3 ttl=128 time=32 ticks

复制代码

ping 命令测试正常说明 WIZnet 设备网络连接成功，之后可以使用 SAL（套接字抽象层） 抽象出来的标准 BSD Socket APIs 进行网络开发（MQTT、HTTP、MbedTLS、NTP、Iperf 等），WIZnet 软件包支持的协议簇类型为：主协议簇为 AF_WIZ、次协议簇为 AF_INET（具体区别和使用方式可查看 SAL 编程指南 ）。

4、常见问题

• SPI 设备初始化时断言问题

  
  
  1. (wiz_device->parent.type == RT_Device_Class_SPIDevice) assertion failed at function:wiz_spi_init, line number:126

  复制代码
  
  

  出现上述断言问题，可能原因是 ENV 中配置 WIZnet 使用的 SPI 设备名称填写不正确，请区分 SPI DEVICE 与 SPI BUS 的关系。如果 BSP 工程中没有 SPI 设备或者只有 SPI 总线设备，需要手动在驱动中挂载 SPI 设备到 SPI 总线，并正确配置 WIZnet 软件包中使用的 SPI 设备名称。

• WIZnet 软件包最新版本已支持作为 server 服务器模式（V1.1.0 版本之前不支持）。

• WIZNet 软件包初始化出现 [E/wiz.dev] You should attach [wiznet] into SPI bus firstly.错误，是因为没有挂载 winzet 设备到 SPI 总线导致的；请参考 wiz_init 函数中的注释，解决软件包初始化失败的问题。

• 在使用 RT-Thread 仓库的既往代码时，请比对 [components/net/sal_socket/src/sal_socket.c]的内容，尤其是关于此处 PR 的内容，注意 sal_closesocket 的内容。当你总是申请 socket(-1) 失败时，请确保你所使用的 RT-Thread 的代码是与该 PR 的意图相符合的。

• 当出现申请 socket 时错误为 0x22 错误，注意 wiznet 的开发分支处于 master 版本或者大于 V1.1.0 的版本。请留意 wiz_socket_init() 的执行顺序，因为 sal_check_netdev_internet_up 联网检测函数，会主动申请 socket 以判断 w5500 是否具有网络能力，而网络状态变更会导致 sal_check_netdev_internet_up 被调用，造成 0x22 错误。

  
  

5、注意事项

• 获取软件包时，需要注意正确配置使用的 SPI 设备名称、复位引脚号和中断引脚号；
• 初始化完成之后，建议使用 wiz_set_mac() 函数设置设备 MAC 地址，防止使用默认 MAC 地址产生冲突；
  

6、联系方式 & 感谢

• 维护：RT-Thread 开发团队
• 主页：https://github.com/RT-Thread-packages/wiznet