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        瑞萨RA8D1 MCU 内部集成了高性能的以太网 MAC 控制器，并且提供了丰富的存储器资源（2MB Flash，1MB RAM）。另外地，CPKCOR-RA8D1核心板上额外集成了一颗32MB的SDRAM，可以轻松地运行各类复杂的嵌入式图形和网络应用。本文我们将使用CPKEXP-EKRA8x1扩展板上的以太网PHY，基于FreeRTOS部署LWIP。

硬件部分

1. CPKCOR-RA8D1 核心板

2. CPKEXP-EKRA8x1 扩展板

3. 路由器 & 网线

软件部分

1. e²Studio 2025-12 (25.12.0)

2. Renesas FSP 6.3.0

3. J-Link RTT Viewer V8.92

       核心板上的RA8D1已经集成了以太网 MAC 控制器，完整的底层硬件链路还需要以太网PHY、隔离变压器、RJ45接口。CPKEXP-EKRA8x1 扩展板提供了这部分外部硬件，我们只需要连接好相应的跳线帽即可，如图：

       有个需要注意的点：CPKEXP-EKRA8x1 扩展板上的以太网PHY和摄像头有引脚冲突，不能同时安装。

       芯片和PHY之间使用RMII接口连接。为了方便，我们可以从其它配置好网络的例程中引入配置好的引脚。

       需要特别注意的是nRST引脚：P510，扩展板把P510外接下拉电阻接地，如果缺失了对它的配置，PHY会一直被复位而无法工作。

       我们可以将P510手动设置高电平输出：

       首先在创建工程时，我们就可以基于Blinky的FreeRTOS工程模板。在初始化好RTOS工程结构的同时，还可以获得一个可以指示系统状态的LED。

       随后在Stack页面，添加Networking -> LwIP tcpip 和 Networking -> LwIP system FreeRTOS port ，并补充底层以太网硬件支持，此时框图会提示有误的配置，我们对照它来调整FreeRTOS各项开关。

       配置好后的整体系统框图，如图：

       随后，把Common->Infrastructure->Heap and momory pools 和 Threading下的配置修改如下。

       我们新建一个lwip线程，堆栈大小配置为20240。我们可以使用DHCP获取配置，也可以使用如下代码直接设置静态地址以加快启动速度。

IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 1, 12);
IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 1, 1);
IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0);

       完整代码如下：

#include <lwip_thread.h>
#include "common_utils.h"
#include "usr_app.h"

#include "lwip/init.h"
#include "lwip/tcpip.h"
#include "lwip/tcp.h"
#include "lwip/timeouts.h"
#include "lwip/init.h"
#include "lwip/ip4.h"
#include "lwip/dhcp.h"
#include <lwip/sockets.h>

struct netif gnetif;
ip4_addr_t ipaddr;
ip4_addr_t netmask;
ip4_addr_t gw;

void ethernet_link_status_updated(struct netif *netif)
{
    if (netif_is_link_up(netif)) {
        APP_PRINT("LINK UP\n\n");
    } else {
        APP_PRINT("LINK DOWN\n\n");
    }
}

void LwIP_Init(void)
{
    LWIP_DEBUGF(TCP_DEBUG, ("RTT Debug Enabled\n"));
    /* Initialize the LwIP stack with RTOS */
    tcpip_init(NULL, NULL);

    ipaddr.addr = 0;
    netmask.addr = 0;
    gw.addr = 0;
    // IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 1, 12);
    // IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 1, 1);
    // IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0);

    /* add the network interface (IPv4/IPv6) with RTOS */
    netif_add(&gnetif, &ipaddr, &netmask, &gw, &g_lwip_ether0_instance, &rm_lwip_ether_init, &tcpip_input);
    /* Registers the default network interface */
    netif_set_default(&gnetif);
    /* When the netif is fully configured this function must be called */
    netif_set_up(&gnetif);
    netif_set_link_up(&gnetif);

    /* Set the link callback function, this function is called on change of link status*/
    netif_set_link_callback(&gnetif, ethernet_link_status_updated);

   /* Start DHCP negotiation for a network interface (IPv4) */
   int err = dhcp_start(&gnetif);                      // start dhcp
   if (err == ERR_OK) {
       APP_PRINT("lwip dhcp init success...\n\n");
   } else {
       APP_PRINT("lwip dhcp init fail...\n\n");
   }
   while(ip_addr_cmp(&(gnetif.ip_addr),&ipaddr))   // wait for dhcp ip valid
   {
       vTaskDelay(100);
       APP_PRINT("DHCP Status: %d\n", (netif_dhcp_data(&gnetif))->state);
   }
    APP_PRINT("Local IP      : %s\n", ip4addr_ntoa(&gnetif.ip_addr));
    APP_PRINT("Local Netmask : %s\n", ip4addr_ntoa(&gnetif.netmask));
    APP_PRINT("Local GW      : %s\n", ip4addr_ntoa(&gnetif.gw));
}

/*******************************************************************************************************************//**
* @brief      This is the User Thread for LWIP.
* @param[in]  Thread specific parameters
* @retval     None
**********************************************************************************************************************/
void lwip_thread_entry(void *pvParameters)
{
    fsp_pack_version_t version = {RESET_VALUE};
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(pvParameters);

    /* version get API for FLEX pack information */
    R_FSP_VersionGet (&version);
    /* Example Project information printed on the RTT */
    APP_PRINT (BANNER_INFO, EP_VERSION, version.version_id_b.major, version.version_id_b.minor, version.version_id_b.patch);

    LwIP_Init();

    /* If this thread is done, you can delete it */
    vTaskDelete(NULL);
}

烧录代码，并启动RTT Viewer，可以看到输出如下信息：

插拔一次网线，测试网络接口（netif）链路状态变化回调函数，可以看到打印信息：

LwIP是默认启用ICMP功能的，我们可以在局域网另一条电脑ping一下开发板。效果如下：

       至此，我们就在CPKCOR-RA8D1开发板上成功部署了FreeRTOS+LWIP的软件。接下来我将会在此基础上进行UDP、TCP、HTTP、MQTT的一系列实验，敬请期待~