RVB2601评估板试用3: 以太网通讯测试

我爱下载 发表于 2021-8-3 20:59

本帖最后由我爱下载于 2021-8-4 07:56 编辑

以太网通讯测试

<h1 style="text-align:justify; margin-top:23px; margin-bottom:22px">1、概述</h1>

<h1 style="text-align:justify; margin-top:23px; margin-bottom:22px">RVB2601中集成的CH2601通过W800提供了AT透传的wifi 功能，可以完成和外界进行数据交换的需要。</h1>

<h1 style="text-align:justify; margin-top:23px; margin-bottom:22px">2、驱动描述</h1>

<h2 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">2.1 硬件接口原理</h2>



CH2601采用SPI接口和W800进行数据交换，如图所示。

<table align="center" class="MsoTableGrid" style="width:15.0cm; border-collapse:collapse; border:none" width="567">
<tbody>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:1px solid black; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
序号
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:1px solid black; border-right:1px solid black; border-left:none">
W800
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:1px solid black; border-right:1px solid black; border-left:none">
GPIO
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
1
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
SPI CS
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA15（SPI0_CS）
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
2
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
SPI MOSI
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA17（SPI0_MOSI）
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
3
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
SPI MISO
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA18（SPI0_MISO）
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
4
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
SPI  CLK
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA16(SPI0_CLK)
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
5
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
RST_N
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA21
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:110px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:1px solid black">
6
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:231px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
WAKEUP
</td>
<td style="border-bottom:1px solid black; width:226px; padding:0cm 7px 0cm 7px; border-top:none; border-right:1px solid black; border-left:none">
PA25
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<h2 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">2.2 软件驱动设计</h2>

<h3 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">2.2.1 网络管理</h3>

网络管理支持有线网络、无线网络、GPRS网络、NB-IOT网络。我们只涉及到无线网络，所以这里就研究和网线网络相关的接口。网络管理接口如下所示：

<table class="Table" style="width:15.0cm; background:white; border-collapse:collapse" width="567">
<thead>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:1px solid #dddddd; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
函数
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:1px solid #dddddd; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
说明
</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_dev_wifi_init
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
无线设备初始化
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_service_init
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
服务初始化
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_config_wifi
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
无线配置
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_start
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
使能网络设备
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_reset
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
重置网络设备
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_stop
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
停止网络链接
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:255px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
netmgr_is_gotip
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:312px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
网络设备是否获取到ip
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<h2 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">1）网络管理接口详细说明</h2>

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">网络设备初始化</h3>
</li>
</ul>

<pre>
netmgr_hdl_t<code style="font-family:宋体"> netmgr_dev_wifi_init()</code></pre>

<pre>
<code style="font-family:宋体">函数说明：</code></pre>

该函数会注册netmgr_dev_t结构中的provision配网等回调函数。同时打开已注册的wifi设备节点，调用该设备实现的hal层初始化接口。同时将该设备加入到网络设备列表中统一管理。

返回值：

调用失败时返回NULL

 

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">服务初始化</h3>
</li>
</ul>

<pre>
void netmgr_service_init(utask_t *task)</pre>

初始化网络管理微服务。若外部微任务task为空，则内部创建微任务。同时将微服务加入到微任务中。

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">无线网络设备配置</h3>
</li>
</ul>

<pre>
int netmgr_config_wifi(netmgr_hdl_t hdl, char *ssid, uint8_t ssid_length, char *psk, uint8_t psk_length)</pre>

配置无线设备的ssid名称和对应的秘钥psk。

若定义了CONFIG_KV_SMART配置，如在某solution下的package.yaml中配置了<code style="font-family:宋体">CONFIG_KV_SMART: 1</code>，则ssid和psk同时会被存储到kv文件系统中。对应的key定义如下：

#define KV_WIFI_SSID        "wifi_ssid"

#define KV_WIFI_PSK         "wifi_psk"

返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">使能网络设备</h3>
</li>
</ul>

<pre>
int netmgr_start(netmgr_hdl_t hdl)</pre>

当网络参数配置后，就可以调用该接口使能指定网络设备开始正常工作。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的provision配网回调。

该接口是非阻塞的，网络连接成功后，网络管理器会上报EVENT_NETMGR_GOT_IP事件，否则上报EVENT_NETMGR_NET_DISCON事件。应用开发者可通过event_subscribe接口订阅这两个消息来判断网络是否连接成功。用户也可通过调用netmgr_is_gotip判断是否正常获取到ip。

返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">重置网络设备</h3>
</li>
</ul>

<pre>
int netmgr_reset(netmgr_hdl_t hdl, uint32_t sec)</pre>

复位网络设备连接，并在指定sec秒后自动重连。当sec为0时，复位后立即重连。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的reset配网回调。该接口是非阻塞的。

返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">停止网络设备</h3>
</li>
</ul>

<pre>
int netmgr_stop(netmgr_hdl_t hdl)</pre>

停止指定网络设备运行。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的unprovision配网回调。该接口是阻塞的。

返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。

<ul>
<li>
<h3 style="margin-top:20px; margin-bottom:14px; text-align:justify">网络设备是否获取到ip</h3>
</li>
</ul>

<pre>
int netmgr_is_gotip(netmgr_hdl_t hdl)</pre>

指定hdl的网络设备是否获取到ip。

返回值：

当前网络设备已经成功获取到ip时返回1，否则返回0

<h3 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">2） SAL套接字适配层</h3>

    SAL组件完成对不同网络实现接口的抽象并对上层提供一组标准的 BSD Socket API，开发者只需关心和使用标准网络接口，而无需关心底层具体实现，极大的提高了系统的兼容性，方便开发者完成协议栈的适配和网络通信相关的开发。

    如下图所示，本次试用的RVB2601评估板采用的AT通道透传与W800芯片通讯完成以太网通讯功能。

<img alt="https://yoc.docs.t-head.cn/yocbook/assets/zh-cn/yoc/sal_arch.png" id="图片_x0020_3" src="https://yoc.docs.t-head.cn/yocbook/assets/zh-cn/yoc/sal_arch.png" style="width:270.75pt; height:177.75pt" /> 

    系统中提供了W800模块驱动中已经完成了SAL层接口的移植工作，因此在完成W800设备注册后，软件打开该设备的时候，驱动自动注册进SAL接口。后续的使用过程中，上层软件就感受不到ATPaser的存在了。

    如下代码：

<pre>
<code class="language-cpp">static int w800_dev_open(aos_dev_t *dev)
{

 // power on device

 sal_module_register(&w800_sal_driver);

 sal_init();

 return 0;

}</code></pre>

3、测试程序

 本测试程序通过RVB2601建立一个TCPclient测试程序，与TCPServer通讯，完成TCPClient向TCPServer定时数据传递的功能。

<h2 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">3.1 初始化</h2>

注册的以太网事件回调接口函数

<pre>
<code class="language-cpp">static void network_event(uint32_t event_id, const void *param, void *context)
{

 switch(event_id) {

 case EVENT_NETMGR_GOT_IP: {

 LOGD(TAG, "EVENT_NETMGR_GOT_IP");

 }
 break;

 case EVENT_NETMGR_NET_DISCON:

 LOGD(TAG, "EVENT_NETMGR_NET_DISCON");

 break;

 }

 /*do exception process */

 // app_exception_event(event_id);
}</code></pre>

以太网设备初始化函数

<pre>
<code class="language-cpp">static void network_init()
{

 w800_wifi_param_t w800_param;
 /* init wifi driver and network */

 w800_param.reset_pin = PA21;
 w800_param.baud = 1*1000000;
 w800_param.cs_pin = PA15;
 w800_param.wakeup_pin = PA25;
 w800_param.int_pin = PA22;
 w800_param.channel_id = 0;
 w800_param.buffer_size = 4*1024;

 wifi_w800_register(NULL, &w800_param);
 app_netmgr_hdl = netmgr_dev_wifi_init();

 if (app_netmgr_hdl) {
 utask_t *task = utask_new("netmgr", 2 * 1024, QUEUE_MSG_COUNT, AOS_DEFAULT_APP_PRI);
 netmgr_service_init(task);
 netmgr_config_wifi(app_netmgr_hdl, "Baidu-jy", 10, "12345678", 10);
 netmgr_start(app_netmgr_hdl);
 event_subscribe(EVENT_NETMGR_GOT_IP, network_event, NULL);
 event_subscribe(EVENT_NETMGR_NET_DISCON, network_event, NULL);
 }
}</code></pre>

<h2 style="text-align:justify; margin-top:17px; margin-bottom:17px">3.2 TCPClient程序</h2>

<pre>
<code class="language-cpp">static char lan_buf;
int tcpclient(void)
{

 int iCounter;
 struct sockaddr_in sAddr;
 int iAddrSize;
 int iSockFD;
 int iStatus;
 long lLoopCount = 0;
 char *cBsdBuf = NULL;
 int time_ms = aos_now_ms();
 int time_ms_step = aos_now_ms();
 int send_bytes = 0;

 running = 1;
 cBsdBuf = lan_buf;
 //filling the TCP server socket address

 FD_ZERO(&sAddr);
 sAddr.sin_family = AF_INET;
 sAddr.sin_port = htons(26666);
 sAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.95.5");
 iAddrSize = sizeof(struct sockaddr_in);

 // creating a TCP socket
 iSockFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

 if (iSockFD < 0) {
 LOGE(TAG, "TCP ERROR: create tcp client socket fd error!");
 goto Exit1;
 }

 LOGD(TAG, "ServerIP=%s port=%d.", "192.168.95.5", 26666);
 LOGD(TAG, "Create socket %d.", iSockFD);
 // connecting to TCP server
 iStatus = connect(iSockFD, (struct sockaddr *)&sAddr, iAddrSize);

 if (iStatus < 0) {
 LOGE(TAG, "TCP ERROR: tcp client connect server error! ");
 goto Exit;
 }

 LOGD(TAG, "TCP: Connect server successfully.");
 // sending multiple packets to the TCP server
 printf("[ ID] Interval Transfer Bandwidth\n");

 while (running) {
 sprintf(cBsdBuf,"%02d",lLoopCount);
 // sending packet
 iStatus = send(iSockFD, cBsdBuf, strlen(cBsdBuf)+1, 0);

 if (iStatus <= 0) {
 printf("TCP ERROR: tcp client send data error! iStatus:%d", iStatus);
 goto Exit;
 }

 lLoopCount++;
 aos_msleep(100);

 if ((aos_now_ms() - time_ms) / 1000 > 2) {
 break;
 }
 }

 LOGD(TAG, "TCP: Sent packets successfully.");
Exit:
 //closing the socket after sending 1000 packets
 close(iSockFD);

return 0;
}

</code></pre>

3.3 通过console中调用

<pre>
<code class="language-cpp">int tcpclient(void);
static void cmd_tcp_client_handler(char *wbuf, int wbuf_len, int argc, char **argv)
{
 tcpclient();
}

int cli_reg_cmd_ft(void)
{

 static const struct cli_command tcp_cmd_info = {
 "tcptest",
 "tcp client test",
 cmd_tcp_client_handler,
 };
 aos_cli_register_command(&tcp_cmd_info);

 return 0;
}</code></pre>

3.4 Linux系统端的TCPServer测试程序

<pre>
<code class="language-cpp">#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>

#define SERVPORT 26666
#define BACKLOG 10
#define MAXDATASIZE 1024

int main() {
 struct sockaddr_in server_sockaddr;//声明服务器socket存储结构
 int sin_size,recvbytes;
 int sockfd,client_fd;//socket描述符
 char buf;//传输的数据

 //1.建立socket
 //AF_INET 表示IPV4
 //SOCK_STREAM 表示TCP
 if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0) {
 perror("Socket");
 exit(1);
 }

 printf("Socket successful!,sockfd=%d\n",sockfd);

 //以sockaddt_in结构体填充socket信息
 server_sockaddr.sin_family = AF_INET;//IPv4
 server_sockaddr.sin_port = htons(SERVPORT);//端口
 server_sockaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//本主机的任意IP都可以使用
 bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);//保留的8字节置零

 //2.绑定 fd与端口和地址
 if((bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))) < 0) {
 perror("bind");
 exit(-1);
 }

 printf("bind successful !\n");

 //3.监听
 if(listen(sockfd,BACKLOG) < 0) {
 perror("listen");
 exit(1);
 }

 printf("listening ... \n");

 //4.接收请求,函数在有客户端连接时返回一个客户端socket fd,否则则阻塞
 //优化：这里同样可以使用select,以及poll来实现异步通信
 if((client_fd = accept(sockfd,NULL,&sin_size)) == -1) {
 perror("accept");
 exit(1);
 }

 printf("accept success! client_fd:%d\n",client_fd);

 while(1){

 //5.接收数据
 //注意：这里传入的fd，不是建立的socket fd，而是accept返回的连接客户端 socket fd
 if((recvbytes = read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)) == -1) {
 perror("recv");
 exit(1);
 }

 if(recvbytes == 0)
 {
 printf("client quit\n");
 break;
 }

 printf("received data %d: %s\n",recvbytes,buf);
 }

 //6.关闭
 close(sockfd);
}</code></pre>

 

4、实测效果演示：

RVB2601链接wifi并获取IP地址，IP地址为192.168.95.2



服务器的IP地址为：192.168.95.5



为了更好的展示通讯过程，在linux机器上运行tcpdump工具来抓取对应端口的网络数据包，通过wireshark分析这些数据包。

我们在linux系统上打开两个终端。

一个终端运行tcpdump：

<pre>
<code class="language-bash">sudo tcpdump tcp port 26666 and host 192.168.95.5 -i wlan0 -w ./1.cap</code></pre>

另一个终端运行tcpserver软件。



在RVB2601评估板的console中执行tcptest命令



通过wireshark的数据帧分析



5、特殊情况总结

RVB2061这种协议栈运行在W800的情况，无法实现TCPServer中accept和listen这些函数，因此，也就无法实现TCPServer这种功能了，只能采用TCPClient方式通讯。

soso 发表于 2021-8-4 10:20

很详细，角度很全，期待后续

freebsder 发表于 2021-8-4 16:47

很详细！不支持server这就有点遗憾了。

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RVB2601评估板试用3: 以太网通讯测试