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gaoro-xiao c21d85a9da refactor: 适配STM32F103RCT6 + FreeRTOS工程框架，同步baremetal-r8协议手册

- IOC: MCU切换为STM32F103RCTx，添加FREERTOS+TIM4中间件，HAL时间基准改为TIM4
- Keil uvprojx: 目标器件RC，Flash 256KB/48KB SRAM，宏xE，HD Flash算法，启动文件xe.s
- EWARM ewp: 宏xE，ICF/启动文件切换为xe版本
- 启动文件: Stack_Size 0x400→0x800适配FreeRTOS
- 重写项目需求说明/技术实现文档，描述FreeRTOS 5任务架构+lwIP NO_SYS=0
- 新增AT固件使用手册(MUX/NET/LINK协议)和工程调试指南(FreeRTOS专项)

2026-04-09 20:22:48 +08:00

4.5 KiB

Raw Blame History

TCP2UART 项目需求说明

一、项目目标

本项目基于 STM32F103RCT6 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：

MUX：控制串口侧是否采用 MUX 承载
NET：全局静态网络配置
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：STM32F103RCT6（256KB Flash / 48KB SRAM）
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：FreeRTOS
网络协议栈：lwIP + NO_SYS=0（支持 socket/netconn 线程安全 API）
调试输出：SEGGER RTT
采用 FreeRTOS 任务调度
采用 lwIP socket/netconn 或 RAW API 实现多路 TCP 并发
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：

AT+MUX
AT+NET
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、FreeRTOS 任务架构需求

6.1 任务划分

系统至少应包含以下 FreeRTOS 任务：

任务	优先级	职责
NetworkTask	高	CH390 事件轮询 + lwIP tcpip 处理
UartTask	高	UART DMA/IDLE 接收 + MUX 帧处理
ConfigTask	中	AT 命令解析与响应
RouteTask	中	SRCID/DSTMASK 数据路由
DefaultTask	低	LED 心跳 + 看门狗

6.2 任务间通信

使用 Queue 传递 UART 接收数据帧
使用 Semaphore 同步 CH390 中断事件
使用 Mutex 保护 SPI/CH390 共享访问
使用 StreamBuffer 传递 TCP 数据到 UART 方向

七、非功能需求

满足 STM32F103RCT6 的 256KB Flash / 48KB SRAM 约束
工程可在 MDK-ARM 下构建
调试输出统一使用 SEGGER RTT
不引入 DHCP、DNS、UDP 等当前非目标协议
FreeRTOS 堆使用 heap_4.c，总堆大小建议 10KB
所有任务栈通过 uxTaskGetStackHighWaterMark 监控

八、验收口径

验收时以下几点必须同时成立：

文档只使用 MUX / NET / LINK 作为最终协议模型
文档不再出现历史 S1... / C1... 外部字段
串口控制文本统一规定为 \r\n 结束
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
FreeRTOS 任务无死锁、无栈溢出、无优先级反转

4.5 KiB Raw Blame History Unescape Escape