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# TCP2UART 项目技术实现
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## 一、文档目的
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本文档描述 `TCP2UART` 项目的最终内部实现口径。
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本文档只围绕最终协议模型展开：
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- `MUX`：串口承载层
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- `NET`：全局网络配置层
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- `LINK[idx]`：实例配置与连接管理层
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不再保留历史 `S1... / C1...` 外部字段模型。
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## 二、当前工程基础
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当前工程基础约束如下：
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1. MCU：`STM32F103R8T6`
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2. 网络芯片：`CH390D`
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3. 软件架构：`bare-metal main loop`
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4. 协议栈：`lwIP RAW API + NO_SYS=1`
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5. 调试输出：`SEGGER RTT`
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6. 不使用 `FreeRTOS`
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7. 不实现 DHCP
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## 三、总体架构
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```text
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+--------------------------------------------------+
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| AT / Control Plane |
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| USART1 AT parser + MUX control frame parser |
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+--------------------------------------------------+
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| Configuration Model |
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| MUX / NET / LINK[idx] |
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+--------------------------------------------------+
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| Routing & Session Layer |
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| TCP instance scheduling + UART dispatch |
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+--------------------------------------------------+
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| Transport Poll Loop |
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| ethernetif_poll / sys_check_timeouts / uart poll |
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+--------------------------------------------------+
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| Driver Layer |
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| CH390 / lwIP netif / UART DMA+IDLE / HAL |
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+--------------------------------------------------+
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```
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## 四、最终协议实现模型
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### 4.1 MUX 帧承载层
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数据口启用 MUX 后，统一处理如下帧：
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```text
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SYNC | LEN_H | LEN_L | SRCID | DSTMASK | PAYLOAD | TAIL
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```
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实现职责：
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1. 识别帧边界
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2. 解析长度字段
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3. 提取 `SRCID`
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4. 解析 `DSTMASK`
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5. 按控制帧或数据帧分流
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### 4.2 控制帧与数据帧分离
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控制规则固定如下：
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- `DSTMASK = 0x00`：系统控制帧
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- `DSTMASK != 0x00`：业务数据帧
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系统控制帧处理要求：
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1. `PAYLOAD` 解释为 AT 文本
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2. AT 文本必须以 `\r\n` 结束
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3. 控制帧进入 AT 命令处理链路
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业务数据帧处理要求：
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1. `SRCID` 表示单一源端点
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2. `DSTMASK` 表示目标端点集合
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3. 路由层根据 `DSTMASK` 做多目标分发
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### 4.3 统一端点编码
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内部与外部文档统一使用以下端点编码：
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| 端点 | 编码 |
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|------|------|
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| `C1` | `0x01` |
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| `C2` | `0x02` |
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| `UART2` | `0x04` |
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| `UART3` | `0x08` |
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| `S1` | `0x10` |
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| `S2` | `0x20` |
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实现要求：
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- `SRCID` 为单值
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- `DSTMASK` 为位图
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- `DSTMASK=0x00` 仅保留为控制帧
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## 五、配置层设计
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### 5.1 MUX 记录
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`MUX` 为全局记录，仅控制设备数据口是否进入 MUX 承载模式。
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取值：
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- `0`：普通透传
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- `1`：MUX 透传
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### 5.2 NET 记录
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`NET` 为全局静态网络记录：
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```text
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IP,MASK,GW,MAC
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```
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说明：
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- 设备只有一张网卡，因此不为每个实例单独配置本地 IP
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- 当前实现目标中不包含 DHCP
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### 5.3 LINK 记录
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`LINK[idx]` 为统一实例记录：
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```text
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EN,LPORT,RIP,RPORT,UART
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```
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固定索引映射：
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- `0 = S1`
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- `1 = S2`
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- `2 = C1`
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- `3 = C2`
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字段职责：
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- `EN`：实例启用状态
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- `LPORT`：本地端口
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- `RIP / RPORT`：对端地址与端口
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- `UART`：对应业务数据口
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说明：
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- `Server` 与 `Client` 共享同一记录结构
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- `Server` 的 `RIP / RPORT` 可作为对端约束或预设
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- `Client` 的 `RIP / RPORT` 表示远端目标
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## 六、模块职责调整
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### 6.1 配置模块 `config.c/.h`
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最终职责：
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1. 解析 `AT+MUX`
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2. 解析 `AT+NET`
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3. 解析 `AT+LINK`
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4. 加载与保存配置
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5. 处理 `SAVE / RESET / DEFAULT`
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不再以历史展开式字段作为外部接口模型。
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### 6.2 UART 透传模块 `uart_trans.c/.h`
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最终职责：
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1. 保持 `USART2 / USART3` 的 `DMA + IDLE` 接收发送基线
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2. 在 `MUX=0` 时执行普通透传
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3. 在 `MUX=1` 时执行 MUX 帧收发
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4. 将控制帧与业务数据帧分流
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### 6.3 TCP Server / Client 模块
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最终职责：
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1. 不再从外部协议角度区分不同字段模型
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2. 统一受 `LINK[idx]` 配置驱动
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3. 由调度层决定实例与 UART 的数据交换路径
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## 七、主循环实现方向
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主循环仍保持裸机轮询风格：
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```c
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while (1)
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{
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ethernetif_poll();
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ethernetif_check_link();
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sys_check_timeouts();
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tcp_link_poll();
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uart_mux_poll();
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config_poll();
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route_dispatch();
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if (reset_requested) {
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NVIC_SystemReset();
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}
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}
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```
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下一阶段实现要求：
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1. 统一由 `LINK[idx]` 驱动实例状态
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2. 统一由 `MUX` 决定数据口承载模式
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3. 统一由 `route_dispatch()` 按 `SRCID / DSTMASK` 分发
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## 八、实现边界
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1. 保持单网卡静态网络模型
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2. 不实现 DHCP
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3. 不实现旧 `S1... / C1...` 外部协议字段
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4. 不在文档中保留兼容层描述
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5. 所有 AT 文本控制统一要求 `\r\n` 结束
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## 九、文档一致性要求
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后续实现、联调、测试与代码注释必须遵守以下统一口径：
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1. 对外协议只使用 `MUX / NET / LINK`
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2. 控制帧只使用 `DSTMASK=0x00`
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3. MUX 帧格式固定为 `SYNC | LEN_H | LEN_L | SRCID | DSTMASK | PAYLOAD | TAIL`
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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
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