【经验分享】使用 USB 虚拟网线(USB Ethernet gadget)直连 STM32MP1 和 Windows PC

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STMCU小助手发布时间：2022-3-4 20:00

技术帖
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文章简介:	使用 USB 虚拟网线(USB Ethernet gadget)直连 STM32MP1 和 Windows PC

前言
在一文中，我们获悉了如何借助 STM32CubeProgrammer，轻松将STM32MP1 开发板跑起来。在 STM32MP1 开发板跑起来之后，我们相当于有了一台微型嵌入式 PC，可以支持多种交互方式，例如接入鼠标、键盘、串口终端、以太网、支持 HDMI 的投影仪以及电视机等等。但是，有个问题，对于开发人员，有没有高效、简洁的方法来在 Windows 和 STM32MP1 之间建立 TCP/IP 连接？例如，如果我们已经在 Windows 上编译出了 Cortex-M4 固件，或者自己编写了一些 python 脚本，那么我们如何方便的将这些文件复制到 STM32MP1 上进行调试呢？使用 U 盘，肯定没有问题，但需要 U 盘拔来拔去；使用以太网接口，也没有问题。现在我们介绍一种基于 USB 物理线缆的以太网连接。
只需要一根 USB 线，复用之前的 DFU 固件下载接口，我们将 Windows 主机与 STM32MP1 连接起来构成TCP/IP 网络。本文介绍了基于 STM32MP1 的便捷网络配置，能够提高开发 STM32MP1 的工作效率。无论你是否拥有 Linux 环境，也无论你是否拥有 Linux 开发经验，本文都适合你阅读。

STM32MP157C-DK2 开发板环境简介
本文认为读者已经拥有 STM32MP157C-DK2 开发板。如果你手中得到的是其他类型的 STM32MP1 官方开发板，例如 STM32MP157C-EV1，USB Ethernet gadget 操作并没有什么不同。
ethernet gadget 的 USB 接口就是在 DFU 模式用来下载固件的 USB 接口（如下图右侧）。

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本文同时认为你已经按照所介绍的方法，正常烧录了 STM32MP1 Starter 开发包，并启动了开发板如下：

AS2GFK5I@HL5QPDZ8HLJEY4.png

USB ethernet gadget 在 STM32MP1 上的配置
Windows 串口终端的配置
如果你使用 Teraterm，选择 new connection，端口会自动显示。直接选择就可以了，如下图示。

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在 setup->Serial port…中选择波特率设置如下：

J[2I@BGU0@JS5}BX9@{VL.png

显示 ethernet gadget 的配置
在串口终端敲入 ifconfig 命令，我们可以看到开发板所有的网络接口，其中 eth0 是以太网口，usb0 就是我们这里所关注的USB ethernet gadget。我们可以看到 STM32MP1 Starter 开发包已经自动将 usb0 当成以太网卡使用，同时也将 IP 固定为192.168.7.2。我们对 STM32MP1 并不需要什么额外的配置，感觉相当方便。

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Windows 上配置网络参数并测试 TCP/IP 连接
将开发板连接到 Windows（我们这里使用的是 Win10），我们可以在【控制面板】【网络和因特网】【网络连接】界面下看到：多了一个 Remote NDIS 网络接口，如下所示：

$8ZKF2I2EHU_9E8B3I{UUFC9.png$

我们选中 Remote NDIS 网卡，右键选择属性 Properties，配置网络地址为 192.168.7.90（或者其它地址，注意不要和192.168.7.2 重复）

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现在就可以打开 Windows 命令行，执行 ping 命令可以看到 Windows 和 STM32MP1 已经连通。

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TCP/IP 连接应用
有了 TCP/IP 连接，我们就可以做很多应用。例如，我们可以使用它来复制文件或者登陆到设备上去；我们需要用到 scp 和ssh 命令。

支持 scp 和 ssh 命令的 Windows 软件
有多个软件提供 scp 和 ssh 命令。一个最简单的选择是 Git for windows 提供的命令行环境 Git-bash。Git for windows 可以从下载安装。安装完成后，点击 git-bash 图标，就进入了命令行环境。你也可以选择 WindowsSubsystem Linux(WSL)，安装也非常简单。

在 STM32MP1 与 Windows 之间复制文件
 假设我们希望将 c:\mcu\my.py 复制到 STM32MP1 上/home/root 目录，则使用 scp 命令如下：

scp /c/MCU/my.py <a href="mailto:root@192.168.7.2">root@192.168.7.2</a>:/home/root

复制代码

效果如下:

第一次会提示是否接受对方主机的公钥，当然选 yes。

EJDA~J@98DZC~7JPP@BV9@V.png

 假设我们希望将 STM32MP1 上的 /home/root/my.py 复制到 c:\mcu 目录，则使用 scp 命令如下：

scp <a href="mailto:root@192.168.7.2">root@192.168.7.2</a>:/home/root/my.py /c/mcu/

复制代码

效果如下：

$){RRA3G~G]@Y`RO_MZ24P.png$

从 Windows 上 ssh 连接 STM32MP1
使用 ssh 连接开发板命令如下：

ssh <a href="mailto:root@192.168.7.2">root@192.168.7.2</a>

复制代码

第一次会提示是否接受对方主机的公钥，当然选 yes。

){S}P@%3P0QEL`VE{GC8K`7.png

连接成功后，我们可以不再需要 ST-Link 连接的串口终端，而直接使用 ssh 的网络终端输入命令。例如，我们可以查看刚才复制的文件，效果如下：

DRA{)}~T7PQ)O7(1[G@AAX7.png

注意
在使用 ssh 命令时有时候它会提示

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@3 [4 O% |8 ]/ P9 x0 r9 a, u
@ WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED! @$ F V- i8 }2 X4 w
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

复制代码

这个时候你可以使用命令 vim，在命令行界面里打开~/.ssh/known_hosts 删除改 IP 地址所对应的行就可以了。也可以用其他编辑器访问 C:\Users\xxx(你的用户名)\.ssh\known_hosts 删除所对应的行。

总结
TCP/IP 连接对开发过程很重要，它的作用不限于复制文件。本文使用开发人员熟悉的 Windows 系统，展示了使用STM32MP1 USB ethernet gadget 在 Windows 和 STM32MP1 建立 TCP/IP 连接的方案。我们可以看到 USB ethernet gadget配置简单，使用起来节省开发时间，值得我们在 STM32MP1 的开发中采用。
采用 Linux PC 作为开发环境的读者，同样可以使用 STM32MP1 USB ethernet gadget 功能。你需要使用 ifconfig 命令配置
Linux PC 识别到的 USB 网卡，然后就可以使用 scp 等命令进行文件复制操作。