使用Rust Embassy实现以太网通信的方法

我正在尝试使用Rust的Embassy框架实现以太网通信功能，但在配置过程中遇到了一些问题。具体来说，我不太清楚如何正确初始化以太网硬件接口，以及如何与Embassy的异步运行时集成。请问有实现过类似功能的同学能分享一下具体的代码示例吗？特别是PHY芯片的初始化配置和TCP/IP协议栈的集成这部分比较困惑。另外，在资源受限的嵌入式环境中，有没有需要特别注意的性能优化点？

2 回复

使用Rust Embassy实现以太网通信的基本步骤：

  1. 硬件配置
  • 选择支持Embassy的MCU（如STM32H7系列）
  • 配置以太网外设（MAC+PHY）
  • 设置时钟和引脚
  1. 依赖配置 在Cargo.toml添加：
embassy-net = { version = "0.1", features = ["tcp"] }
embassy-stm32 = "0.1"
smoltcp = "0.9"
  1. 核心代码结构
use embassy_net::{Stack, Config};
use embassy_stm32::eth;

#[embassy_executor::task]
async fn net_task(stack: &'static Stack<eth::Device>) -> ! {
    stack.run().await
}

#[embassy_executor::main]
async fn main(spawner: embassy_executor::Spawner) {
    let config = Config::dhcpv4(Default::default());
    let stack = &*make_static!(Stack::new(
        eth_device,
        config,
        make_static!(embassy_net::StackResources::<2>::new())
    ));
    
    spawner.spawn(net_task(stack)).unwrap();
    
    // TCP/UDP通信逻辑
    let mut socket = TcpSocket::new(stack, &mut rx_buffer, &mut tx_buffer);
    socket.connect(([192,168,1,100], 8080)).await.unwrap();
}
  1. 关键点
  • 使用embassy_executor管理异步任务
  • 通过smoltcp提供网络协议栈
  • 需要正确配置PHY芯片驱动
  • 注意内存管理和静态生命周期

这种方法可以构建高效的嵌入式网络应用，充分利用Rust的异步特性。


使用Rust Embassy实现以太网通信，主要依赖Embassy的异步执行器和硬件抽象层。以下是基于常见嵌入式硬件（如STM32）的实现方法：

1. 添加依赖

在Cargo.toml中引入必要的库：

[dependencies]
embassy-stm32 = { version = "0.1", features = ["time-driver-any", "eth"] }
embassy-net = { version = "0.1", features = ["tcp"] }
embassy-executor = { version = "0.1" }
embassy-time = { version = "0.1" }

2. 初始化以太网

配置硬件并启动网络堆栈：

use embassy_net::{Stack, Config};
use embassy_stm32::eth::{Ethernet, Config as EthConfig};
use embassy_stm32::rng::Rng;
use embassy_stm32::time::Hertz;
use embassy_executor::Spawner;

#[embassy_executor::main]
async fn main(spawner: Spawner) {
    let p = embassy_stm32::init(Default::default());
    
    // 配置MAC地址和IP
    let mac_addr = [0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01];
    let config = Config::dhcpv4(Default::default());
    // 或静态IP：Config::ipv4_static(/* 配置IP、网关、子网掩码 */);
    
    let eth_config = EthConfig::default();
    let (device, runner) = Ethernet::new(
        p.ETH,
        p.PA1, p.PA2, p.PC1, p.PA7,  // 根据实际硬件调整引脚
        p.PC4, p.PC5, p.PG13, p.PB13,
        p.PG11, p.PG12, Hertz(25_000_000),
        eth_config,
    );
    
    // 启动网络堆栈
    let stack = &*shared::STACK;
    spawner.spawn(net_task(runner)).unwrap();
    spawner.spawn(embassy_net::run(
        stack,
        device,
        config,
        Rng::new(p.RNG),
    )).unwrap();
    
    // 启动应用任务
    spawner.spawn(main_task(stack)).unwrap();
}

3. 实现网络任务

处理TCP/UDP通信：

use embassy_net::{TcpSocket, TcpListener};
use embassy_net::tcp::Error;

#[embassy_executor::task]
async fn main_task(stack: &'static Stack<Device>) {
    // 等待DHCP获取IP（如使用DHCP）
    stack.wait_config_up().await;
    
    // 创建TCP服务器监听端口8080
    let mut listener = TcpListener::new(stack, &mut []);
    listener.bind(8080).unwrap();
    
    loop {
        let (mut socket, _) = listener.accept().await.unwrap();
        // 处理连接：读取请求并发送响应
        let mut buf = [0; 1024];
        match socket.read(&mut buf).await {
            Ok(n) => {
                socket.write_all(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\nHello from Embassy!").await.unwrap();
            }
            Err(e) => log::error!("Read error: {:?}", e),
        }
    }
}

关键点说明：

  • 硬件配置：需根据MCU型号调整以太网外设和引脚。
  • 网络配置：支持DHCP或静态IP，通过Config结构体设置。
  • 异步处理：利用Embassy的spawn创建并发任务处理网络连接。
  • 错误处理：实际应用中需添加重连和错误恢复逻辑。

此方法适用于需要低功耗、实时响应的嵌入式场景，充分发挥了Rust异步编程和Embassy硬件抽象的优势。

回到顶部