# TCP2UART 项目技术实现

## 一、文档目的

本文档描述 `TCP2UART` 项目的最终内部实现口径。

本文档只围绕最终协议模型展开：

- `MUX`：串口承载层
- `NET`：全局网络配置层
- `LINK[idx]`：实例配置与连接管理层

不再保留历史 `S1... / C1...` 外部字段模型。

## 二、当前工程基础

当前工程基础约束如下：

1. MCU：`STM32F103R8T6`
2. 网络芯片：`CH390D`
3. 软件架构：`bare-metal main loop`
4. 协议栈：`lwIP RAW API + NO_SYS=1`
5. 调试输出：`SEGGER RTT`
6. 不使用 `FreeRTOS`
7. 不实现 DHCP

## 三、总体架构

```text
+--------------------------------------------------+
| AT / Control Plane                               |
| USART1 AT parser + MUX control frame parser      |
+--------------------------------------------------+
| Configuration Model                              |
| MUX / NET / LINK[idx]                            |
+--------------------------------------------------+
| Routing & Session Layer                          |
| TCP instance scheduling + UART dispatch          |
+--------------------------------------------------+
| Transport Poll Loop                              |
| ethernetif_poll / sys_check_timeouts / uart poll |
+--------------------------------------------------+
| Driver Layer                                     |
| CH390 / lwIP netif / UART DMA+IDLE / HAL         |
+--------------------------------------------------+
```

## 四、最终协议实现模型

### 4.1 MUX 帧承载层

数据口启用 MUX 后，统一处理如下帧：

```text
SYNC | LEN_H | LEN_L | SRCID | DSTMASK | PAYLOAD | TAIL
```

实现职责：

1. 识别帧边界
2. 解析长度字段
3. 提取 `SRCID`
4. 解析 `DSTMASK`
5. 按控制帧或数据帧分流

### 4.2 控制帧与数据帧分离

控制规则固定如下：

- `DSTMASK = 0x00`：系统控制帧
- `DSTMASK != 0x00`：业务数据帧

系统控制帧处理要求：

1. `PAYLOAD` 解释为 AT 文本
2. AT 文本必须以 `\r\n` 结束
3. 控制帧进入 AT 命令处理链路

业务数据帧处理要求：

1. `SRCID` 表示单一源端点
2. `DSTMASK` 表示目标端点集合
3. 路由层根据 `DSTMASK` 做多目标分发

### 4.3 统一端点编码

内部与外部文档统一使用以下端点编码：

| 端点 | 编码 |
|------|------|
| `C1` | `0x01` |
| `C2` | `0x02` |
| `UART2` | `0x04` |
| `UART3` | `0x08` |
| `S1` | `0x10` |
| `S2` | `0x20` |

实现要求：

- `SRCID` 为单值
- `DSTMASK` 为位图
- `DSTMASK=0x00` 仅保留为控制帧

## 五、配置层设计

### 5.1 MUX 记录

`MUX` 为全局记录，仅控制设备数据口是否进入 MUX 承载模式。

取值：

- `0`：普通透传
- `1`：MUX 透传

### 5.2 NET 记录

`NET` 为全局静态网络记录：

```text
IP,MASK,GW,MAC
```

说明：

- 设备只有一张网卡，因此不为每个实例单独配置本地 IP
- 当前实现目标中不包含 DHCP

### 5.3 LINK 记录

`LINK[idx]` 为统一实例记录：

```text
EN,LPORT,RIP,RPORT,UART
```

固定索引映射：

- `0 = S1`
- `1 = S2`
- `2 = C1`
- `3 = C2`

字段职责：

- `EN`：实例启用状态
- `LPORT`：本地端口
- `RIP / RPORT`：对端地址与端口
- `UART`：对应业务数据口

说明：

- `Server` 与 `Client` 共享同一记录结构
- `Server` 的 `RIP / RPORT` 可作为对端约束或预设
- `Client` 的 `RIP / RPORT` 表示远端目标

## 六、模块职责调整

### 6.1 配置模块 `config.c/.h`

最终职责：

1. 解析 `AT+MUX`
2. 解析 `AT+NET`
3. 解析 `AT+LINK`
4. 加载与保存配置
5. 处理 `SAVE / RESET / DEFAULT`

不再以历史展开式字段作为外部接口模型。

### 6.2 UART 透传模块 `uart_trans.c/.h`

最终职责：

1. 保持 `USART2 / USART3` 的 `DMA + IDLE` 接收发送基线
2. 在 `MUX=0` 时执行普通透传
3. 在 `MUX=1` 时执行 MUX 帧收发
4. 将控制帧与业务数据帧分流

### 6.3 TCP Server / Client 模块

最终职责：

1. 不再从外部协议角度区分不同字段模型
2. 统一受 `LINK[idx]` 配置驱动
3. 由调度层决定实例与 UART 的数据交换路径

## 七、主循环实现方向

主循环仍保持裸机轮询风格：

```c
while (1)
{
    ethernetif_poll();
    ethernetif_check_link();
    sys_check_timeouts();
    tcp_link_poll();
    uart_mux_poll();
    config_poll();

    route_dispatch();

    if (reset_requested) {
        NVIC_SystemReset();
    }
}
```

下一阶段实现要求：

1. 统一由 `LINK[idx]` 驱动实例状态
2. 统一由 `MUX` 决定数据口承载模式
3. 统一由 `route_dispatch()` 按 `SRCID / DSTMASK` 分发

## 八、实现边界

1. 保持单网卡静态网络模型
2. 不实现 DHCP
3. 不实现旧 `S1... / C1...` 外部协议字段
4. 不在文档中保留兼容层描述
5. 所有 AT 文本控制统一要求 `\r\n` 结束

## 九、文档一致性要求

后续实现、联调、测试与代码注释必须遵守以下统一口径：

1. 对外协议只使用 `MUX / NET / LINK`
2. 控制帧只使用 `DSTMASK=0x00`
3. MUX 帧格式固定为 `SYNC | LEN_H | LEN_L | SRCID | DSTMASK | PAYLOAD | TAIL`
4. AT 手册、需求说明、技术实现三份文档不得再出现历史展开式字段