简介：面向嵌入式网络开发者的GD32F407裸机移植LWIP工程包，基于Cortex-M4内核与内置以太网MAC，解决无操作系统环境下TCP/IP协议栈落地问题，适合具备一定MCU基础、希望理解协议栈移植流程的初中级工程师。包内共641个文件，以216个h头文件、165个c源文件为核心，辅以Keil工程文件、编译中间文件、少量说明文档与网页文件，压缩包约12.15MB，覆盖协议栈源码、网卡驱动、定时器、套接字接口及内存管理模块，目录按驱动、协议栈与应用层组织。已有1317人学习下载，说明其在裸机网络开发场景中具有较好的参考价值。读者可从中获得LWIP配置裁剪、静态内存池与pbuf管理、MAC中断收发、裸机任务轮询、应用层API对接以及调试优化等排错思路，便于对照搭建自己的网络通信实验环境，并理解资源受限MCU上的稳定联网设计与性能监控思路。
1. 在 GD32F407 上跑裸机 lwIP：先把“能 ping 通”拆成可验证的三件事
我见过太多 GD32F407 无操作系统移植 LWIP 的工程，第一版就卡在“PHY 链路灯亮、串口打印网卡 up，但 PC ping 不通”。这类问题往往不是 lwIP 协议栈本身，而是裸机移植里三个接缝没对齐：RMII 的 50MHz 参考时钟、ENET DMA 描述符所在的内存区域，以及sys_now()的毫秒时基。先把这三件事做成可观测的检查点，再谈 TCP 回环和吞吐。这份资源适合已经能把 GD32F4 点灯、串口跑通，准备把裸机网络做进采集板、网关板或调试接口的工程师；也适合从带系统方案迁回裸机、想砍掉线程和信号量开销的人。下面按工程骨架、驱动接缝、netif 注册、排错、压测的顺序拆。
2. 工程骨架与 lwIP 目录裁剪：NO_SYS=1 时到底保留哪些文件
2.1 源码树怎么摆：core、netif、arch 三层
裸机移植最容易犯的错，是把带系统的 lwIP 工程整个拖进来，结果api/下的 socket、netconn、tcpip 线程全在编译，sys_arch.c里还要补一堆信号量和邮箱。NO_SYS=1的路线不需要这些，保留core/、core/ipv4/、netif/ethernet.c、include/，再单独放一个arch/目录即可。网卡驱动ethernetif.c建议放在工程自己的bsp或applications下，不要和 lwIP 源码混在一起，后面换 PHY 或换引脚时好定位。
目录可以按下面这种方式摆，编译器的 include 路径只加src/include和arch两个入口：
Middlewares/lwip/ ├── src │ ├── core │ │ ├── init.c │ │ ├── mem.c │ │ ├── memp.c │ │ ├── pbuf.c │ │ ├── netif.c │ │ ├── tcp.c │ │ ├── udp.c │ │ ├── ipv4 │ │ └── ... │ ├── netif │ │ ├── ethernet.c │ │ └── ethernetif.c │ └── include └── arch ├── cc.h └── sys_arch.c逻辑说明：src/core是协议栈主体，src/netif/ethernet.c负责以太网帧头处理，arch/cc.h负责平台类型和字节序，arch/sys_arch.c只保留裸机需要的时基和临界区。参数说明：cc.h里至少定义LWIP_PLATFORM_DIAG、LWIP_PLATFORM_ASSERT、sys_prot_t，并把BYTE_ORDER设为小端；sys_arch.c不要放sys_sem_new、sys_mbox_new这类带系统的接口，NO_SYS=1下用不到，放了反而容易把编译链引乱。
提示：如果工程里同时存在带系统和不带系统的 lwIP 配置，先确认当前编译的是哪一份
lwipopts.h，不要在 IDE 的多个 include 路径里“撞配置”。
2.2 lwipopts.h 的关键开关：内存池、TCP 窗口和校验和
lwipopts.h是裸机 lwIP 的黑匣子，参数改错时现象往往不是编译报错，而是 ping 通、TCP 一连就断。第一版建议先关 DHCP、关 socket、关 netconn，只用 raw API 和静态 IP 跑通；校验和先全部走软件，等链路和 TCP 回环都正常，再考虑开 ENET 硬件校验和。这样排错时少一个变量。
下面是一份可以起步的配置骨架，数值按 GD32F407 的 SRAM 和实际业务调，不要直接照搬到大缓冲业务里：
#define NO_SYS 1 #define SYS_LIGHTWEIGHT_PROT 1 #define LWIP_SOCKET 0 #define LWIP_NETCONN 0 #define LWIP_RAW 0 #define LWIP_ARP 1 #define LWIP_ETHERNET 1 #define LWIP_ICMP 1 #define LWIP_UDP 1 #define LWIP_TCP 1 #define LWIP_DHCP 0 #define LWIP_DNS 0 #define MEM_ALIGNMENT 4 #define MEM_SIZE (16 * 1024) #define MEMP_NUM_PBUF 16 #define PBUF_POOL_SIZE 16 #define PBUF_POOL_BUFSIZE 1520 #define TCP_MSS 1460 #define TCP_SND_BUF (2 * TCP_MSS) #define TCP_WND (2 * TCP_MSS) #define MEMP_NUM_TCP_PCB 4 #define MEMP_NUM_TCP_SEG 16 #define CHECKSUM_GEN_IP 1 #define CHECKSUM_GEN_UDP 1 #define CHECKSUM_GEN_TCP 1 #define CHECKSUM_CHECK_IP 1 #define CHECKSUM_CHECK_UDP 1 #define CHECKSUM_CHECK_TCP 1 #define LWIP_STATS 1 #define MEMP_STATS 1 #define MEM_STATS 1 #define LWIP_DEBUG 0逻辑说明：NO_SYS=1决定协议栈不创建线程，SYS_LIGHTWEIGHT_PROT=1打开内存池临界区保护，LWIP_SOCKET和LWIP_NETCONN关掉后不会把 socket 层编进来。PBUF_POOL_SIZE决定同时能挂多少个收包缓冲，TCP_SND_BUF和TCP_WND决定单连接能压多少未确认数据。参数说明：MEM_SIZE是 lwIP 自己的堆，PBUF_POOL_BUFSIZE要大于最大以太网帧（1500 加帧头余量），TCP_MSS在以太网里常用 1460；如果业务一次发 4KB 以上，先加TCP_SND_BUF，再看MEMP_NUM_TCP_SEG是否够用。
| 参数 | 建议初值 | 作用 | 调整信号 |
|---|---|---|---|
MEM_SIZE | 16KB | 协议栈堆 | pbuf_alloc返回 NULL |
PBUF_POOL_SIZE | 16 | 收包 pbuf 池 | 连续收包丢包 |
TCP_SND_BUF | 2×MSS | 发送缓冲 | tcp_write返回ERR_MEM |
TCP_WND | 2×MSS | 接收窗口 | 大包吞吐上不去 |
MEMP_NUM_TCP_SEG | 16 | TCP 分段队列 | 发送队列满 |
注意：第一版不要把硬件校验和和软件校验和混开。ENET 描述符里没配校验和插入偏移时，
CHECKSUM_GEN_*关掉会出现“ARP 能通、TCP 校验和错”的怪现象。
2.3 sys_arch 只补三件事：sys_now、临界区和超时轮询
裸机下sys_arch.c不需要邮箱和信号量，核心是给 lwIP 一个毫秒时基，再给内存池一把“关中断”的锁。sys_now()被 TCP 重传、ARP 老化、DHCP 超时共用，返回值必须是毫秒并且单调递增；sys_arch_protect()和sys_arch_unprotect()用来保护memp和pbuf的链表操作。sys_check_timeouts()放在主循环里轮询，不要指望中断里自动跑定时器。
volatile uint32_t g_lwip_tick_ms; uint32_t sys_now(void) { return g_lwip_tick_ms; } sys_prot_t sys_arch_protect(void) { uint32_t primask = __get_PRIMASK(); __disable_irq(); return primask; } void sys_arch_unprotect(sys_prot_t p) { __set_PRIMASK(p); } void SysTick_Handler(void) { g_lwip_tick_ms++; }逻辑说明：SysTick_Handler每 1ms 自增一次，sys_now()直接返回这个计数；sys_arch_protect()保存当前 PRIMASK 再关中断，sys_arch_unprotect()按保存值恢复，避免嵌套调用时把中断状态改错。参数说明：sys_prot_t在cc.h里定义为uint32_t；SysTick 周期按系统时钟配到 1ms，不要用delay_ms()这种阻塞函数替代；主循环里sys_check_timeouts()的调用间隔建议不超过 10ms，否则 TCP 重传和 ARP 表项老化会偏慢。
3. GD32F407 以太网外设与 PHY 的裸机驱动：RMII 引脚、DMA 描述符和收发环
3.1 RMII 接口与 PHY 地址：先把链路层打通再谈 lwIP
GD32F4 的 ENET 外设支持 RMII 和 MII，板上一般用 RMII 省引脚。RMII 需要 50MHz 参考时钟，常见做法是 PHY 输出 50MHz 给 MCU 的REF_CLK，也有板子由 MCU 输出时钟给 PHY；这两种情况在原理图上必须确认，时钟没起振时 MAC 寄存器可能读得到，但收发包全错。MDIO/MDC 用来读 PHY 寄存器，PHY 地址由硬件上下拉决定，地址不对时phy_read()全返回0xFFFF。
static void enet_gpio_config(void) { /* 打开 GPIO 和 ENET 时钟，函数名按手里固件库替换 */ rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC); rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB); rcu_periph_clock_enable(RCU_ENET); /* RMII 典型引脚：REF_CLK、MDIO、CRS_DV、RXD0、RXD1、TX_EN、TXD0、TXD1 */ gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_11, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_7); gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_7); gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_7); /* 其余引脚按原理图补齐：PC1/PC4/PC5、PB11/PB12/PB13 等 */ }逻辑说明：这段只做两件事，把引脚切到 ENET 复用功能，打开 ENET 时钟；真正的 MAC 初始化、DMA 初始化和 PHY 复位放在后面。参数说明：GPIO_AF_11是 GD32F4 上 ENET 的常见复用编号，但不同封装和引脚可能不同，必须对照具体器件手册的 AF 表；GPIO_PUPD_NONE对 RMII 的 TX/RX 线一般够用，MDIO 线上如果外部没有上拉，可以改内部上拉再试。
PHY 初始化的顺序建议固定成：复位 PHY、延时、读PHY_ID、软复位、等自协商完成、读链路状态。不要一上来就开 MAC 收包，链路没起来时收到的都是垃圾帧。PHY 地址可以写死，也可以从0到31扫一遍，读到的PHY_ID不是0xFFFF且不是0x0000就认为命中。这个扫描逻辑在调试阶段很省时间。
3.2 DMA 描述符与缓冲区对齐：收包为什么总在第二个包崩
ENET 的收发靠 DMA 描述符环，描述符里放状态、控制、缓冲地址和下一描述符指针。GD32F407 有 CCM 区域，CPU 能访问但 DMA 不一定能访问；如果链接脚本把.bss或自定义段放进了 CCM，描述符和缓冲区地址对 DMA 就是无效的，现象是第一个包偶尔能收，第二个包直接死机或OWN位不翻转。血泪经验是：先看 map 文件，确认g_rx_desc、g_tx_desc、g_rx_buf、g_tx_buf的地址不在 DMA 不可达的区域。
#define ENET_RX_DESC_NUM 4 #define ENET_TX_DESC_NUM 4 #define ENET_BUF_SIZE 1536 typedef struct { volatile uint32_t status; uint32_t ctrl; uint32_t addr; uint32_t next; } enet_dma_desc_t; static enet_dma_desc_t g_rx_desc[ENET_RX_DESC_NUM] __attribute__((section(".enet_dma"), aligned(4))); static enet_dma_desc_t g_tx_desc[ENET_TX_DESC_NUM] __attribute__((section(".enet_dma"), aligned(4))); static uint8_t g_rx_buf[ENET_RX_DESC_NUM][ENET_BUF_SIZE] __attribute__((section(".enet_dma"), aligned(4))); static uint8_t g_tx_buf[ENET_TX_DESC_NUM][ENET_BUF_SIZE] __attribute__((section(".enet_dma"), aligned(4)));逻辑说明：描述符和缓冲区都放进自定义.enet_dma段，链接脚本把这个段定位到普通 SRAM，避开 CCM；aligned(4)满足 DMA 对地址对齐的要求。参数说明：描述符数量 4 对 4 是调试期够用的最小值，包量大时可以加到 8 对 8；ENET_BUF_SIZE取 1536，比最大以太网帧多留一点余量；如果链接脚本没有定义.enet_dma，编译会报段找不到，需要在.ld文件里加一条定位规则。
提示：调试 DMA 时先只开接收，不开发送，用 PC 端发 ARP 请求，观察接收描述符的
OWN位和长度字段是否变化。收包环正常后再开发送，排错范围会小很多。
3.3 low_level_init/low_level_output：netif 与 ENET 的接缝
lwIP 的ethernetif.c通过low_level_init()初始化硬件，通过low_level_output()把 pbuf 发出去。low_level_init()里填netif->hwaddr、mtu、flags，再调用 MAC/DMA 初始化；low_level_output()里把 pbuf 链拉平成连续缓冲，启动 DMA 发送。发送函数不要死等 DMA 完成，等不到就返回ERR_MEM或ERR_IF，让上层决定重试还是丢弃。
err_t low_level_init(struct netif *netif) { netif->hwaddr_len = ETH_HWADDR_LEN; netif->hwaddr[0] = 0x02; netif->hwaddr[1] = 0x00; netif->hwaddr[2] = 0x00; netif->hwaddr[3] = 0x00; netif->hwaddr[4] = <p> <a href="https://download.csdn.net/download/qq_36911234/88536865" style="color:#ec7500;font-size:14px;"> 本文还有配套的精品资源，点击获取 </a> <img alt="menu-r.4af5f7ec.gif" src="https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/menu-r.4af5f7ec.gif" style="width:16px;margin-left:4px;vertical-align:text-bottom;cursor:text;"> </p>
