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TCP2UART 项目需求说明

一、项目目标

本项目基于 STM32F103R8T6 与 CH390D 实现一台多实例 TCP 与双串口数据透传设备。

最终对外协议模型固定为：

1. MUX：控制串口侧是否采用 MUX 承载
2. NET：全局静态网络配置
3. LINK[idx]：按实例索引组织的链路配置

系统必须支持：

• 2 路 TCP Server 实例
• 2 路 TCP Client 实例
• UART1 作为 AT 配置口
• UART2 / UART3 作为业务数据口

二、硬件与软件边界

2.1 硬件边界

• 主控：STM32F103R8T6
• 以太网芯片：CH390D
• 网卡数量：1
• 配置口：UART1
• 数据口：UART2、UART3

2.2 软件边界

• 执行模型：bare-metal
• 网络协议栈：lwIP RAW API + NO_SYS=1
• 调试输出：SEGGER RTT
• 不采用 FreeRTOS
• 不采用 socket/netconn
• 不包含 DHCP 协议支持

三、最终协议需求

3.1 MUX 帧格式

所有 MUX 数据承载必须使用如下格式：

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

要求：

• DSTMASK != 0x00：业务数据帧
• DSTMASK = 0x00：系统控制帧
• 系统控制帧承载 AT 文本命令
• AT 文本命令必须以 \r\n 结尾

3.2 统一端点编码

系统必须使用统一端点编码，同时覆盖 UART 与 TCP 逻辑实例：

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

要求：

• SRCID 为单值
• DSTMASK 为位图
• DSTMASK=0x00 仅保留给系统控制帧

四、AT 接口需求

4.1 命令分类

AT 协议必须收敛为以下三类命令：

1. AT+MUX
2. AT+NET
3. AT+LINK

不再保留历史展开式实例字段命令。

4.2 MUX 命令需求

• AT+MUX=0/1：设置全局 MUX 模式
• AT+MUX?：查询当前 MUX 模式

4.3 NET 命令需求

NET 必须统一表达以下静态网络参数：

IP,MASK,GW,MAC

说明：

• 设备只有一张网卡，因此本地 IP 不按实例拆分
• DHCP 不属于协议需求范围

4.4 LINK 命令需求

LINK[idx] 必须统一表达如下字段：

EN,LPORT,RIP,RPORT,UART

要求：

• idx 固定映射四个实例：0=S1、1=S2、2=C1、3=C2
• Server 与 Client 共用同一条 LINK 配置模型
• LPORT 必须可配置
• RIP / RPORT 必须可配置
• UART 必须可配置

五、功能需求

5.1 TCP 功能

• 支持 2 路 Server
• 支持 2 路 Client
• 每个实例通过 LINK[idx] 配置其本地端口、对端地址、对端端口和串口路由

5.2 串口透传功能

• UART2 / UART3 支持普通透传模式与 MUX 透传模式
• 当需要多实例共享数据口时，必须启用 MUX 模式
• 业务数据流向由 SRCID / DSTMASK 决定

5.3 系统控制功能

• 系统控制帧由 DSTMASK=0x00 表示
• 系统控制帧进入 AT 解析路径
• 控制文本必须以 \r\n 结束

5.4 参数保存功能

• 参数修改后支持 SAVE
• 支持 RESET 后按保存配置启动
• 支持恢复默认配置

六、非功能需求

1. 满足 STM32F103R8T6 的 64KB Flash / 20KB SRAM 约束
2. 工程可在 MDK-ARM 下构建
3. 调试输出统一使用 SEGGER RTT
4. 不引入 DHCP、DNS、UDP 等当前非目标协议

七、验收口径

验收时以下几点必须同时成立：

1. 文档只使用 MUX / NET / LINK 作为最终协议模型
2. 文档不再出现历史 S1... / C1... 外部字段
3. 串口控制文本统一规定为 \r\n 结束
4. MUX 帧格式与端点编码在需求、手册、技术实现三份文档中表述一致