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TCP2UART 项目需求说明

一、项目概述

基于 STM32F103R8T6 和 CH390D 实现双链路 TCP 串口透传设备。设备提供一条 TCP Server 链路和一条 TCP Client 链路，分别与两路 UART 做双向透明传输，并通过 UART1 进行参数配置。

当前项目实现路线已经固定为：

1. STM32CubeMX + HAL
2. bare-metal
3. lwIP RAW API + NO_SYS=1
4. SEGGER RTT 调试输出

不再采用 FreeRTOS 作为正式交付架构。

二、硬件平台

项目	说明
主控芯片	STM32F103R8T6
以太网芯片	CH390D
PCB 设计工具	立创 EDA
串口通道	UART1 + UART2 + UART3

说明：

1. UART1 用于配置口
2. UART2 对应 TCP Server 透传链路
3. UART3 对应 TCP Client 透传链路

三、软件平台

项目	说明
开发环境	STM32CubeMX + HAL + MDK-ARM
执行模型	裸机主循环 + 中断驱动
协议栈	lwIP RAW API
调试输出	SEGGER RTT

四、核心功能需求

4.1 双链路 TCP 通信

• Server 链路：设备作为 TCP Server，监听指定端口
• Client 链路：设备作为 TCP Client，主动连接远程服务器
• 两条链路共享同一个设备 IP 地址

4.2 串口透传

• Server 链路数据 <=> UART2 双向透传
• Client 链路数据 <=> UART3 双向透传
• 仅透传 TCP Payload，不解析业务层协议

4.3 参数配置

• 通过 UART1 配置网络与串口参数
• 配置参数掉电保存
• 支持设备复位后按保存配置生效

4.4 调试与维护

• 调试输出统一走 SEGGER RTT
• 工程需可在 MDK-ARM 下直接构建

五、当前实现边界

基于 STM32F103R8T6 的 64KB Flash / 20KB SRAM 约束，当前交付版本约束如下：

1. 使用静态 IP
2. 当前构建不支持 DHCP
3. 不使用 lwIP socket/netconn
4. 不使用 FreeRTOS

这不是降级，而是基于资源约束后的正式实现路线。

六、数据可靠性要求

• 目标是保证 TCP 数据与串口数据双向透传稳定工作
• 需要后续补充上板联调后的丢包率测试方案与结果
• 需要验证双链路同时工作时的稳定性

七、交付物

1. 原理图及 PCB 设计文件
2. STM32 固件源码
3. CubeMX 工程与 MDK-ARM 工程
4. 使用说明文档
5. 后续补充的透传与丢包测试结果

八、约束条件

1. 通信协议为标准 TCP/IP
2. 串口透传为纯数据透传，不解析上层协议
3. 当前正式目标器件为 STM32F103R8T6
4. 所有正式实现应服从 64KB Flash / 20KB SRAM 约束