本篇总结
使用 W55MH32 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 客户端,连接同一服务器进行数据回环测试。
🔑 KEIL MDK、UART调试、硬件TOE引擎、TCP、多Socket、DHCP
硬件平台:本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。
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本示例演示使用 W55MH32 的 8 个硬件 Socket 同时作为 TCP 客户端,连接同一服务器进行数据回环测试。核心是主循环持续调用 multi_tcpc_socket() 函数,函数内部通过静态变量 socket_sn 自增轮流切换 8 个 Socket,每个 Socket 独立维护 SOCK_CLOSED → SOCK_INIT → SOCK_ESTABLISHED 状态机。
前置工具准备
开始本例程前,请确认以下工具已安装:
- WIZ UartTool V1.0:串口调试工具:点击下载
- SocketTester:网络调试工具:点击下载
TCP 协议与多 Socket
W55MH32 的 TOE 引擎提供 8 个独立硬件 Socket,每个 Socket 可以独立配置为 TCP 客户端、TCP 服务器或 UDP 模式。多 Socket TCP 客户端模式下,8 个 Socket 同时连接同一服务器(或不同服务器),每个 Socket 独立维护连接状态和数据收发。
- 8 个独立 Socket:Socket 0-7,各自独立运行状态机
- 轮询切换:主循环调用 multi_tcpc_socket(),函数内通过 socket_sn 自增轮流处理每个 Socket
- 共享缓冲:所有 Socket 共用一个 ethernet_buf,因为同一时刻只有一个 Socket 在处理
- 独立端口:每个 Socket 使用不同源端口(50000 起递增)连接服务器
多 Socket 的优势
多 Socket 模式可同时维护多条 TCP 连接,适用于多客户端并发通信场景。例如物联网网关同时连接多个服务器上报数据,或同时与多个设备建立连接。W55MH32 硬件协议栈自动处理每条连接的 TCP 状态,CPU 只需轮询处理,无需软件多路复用。
硬件连接与拓扑
请注意:
测试需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。PC 端需运行 TCP 服务器程序,可接受 8 个客户端连接。
- Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC(供电 + 调试串口)
- 网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口
┌─────────────────────────────────┐
│ 路由器(DHCP Server) │
│ 192.168.1.1 │
└────┬──────────────────┬───────────┘
│ │
┌────┴──────┐ ┌────┴──────┐
│ W55MH32 │ │ PC │
│8x TCP Clt │ │SocketTester│
│Sock 0-7 │ │TCP Server │
│ IP: DHCP │ │ port:8080 │
└───────────┘ └───────────┘
↑ ↑
DEBUG USB ──→ WIZ UartTool
网络拓扑:W55MH32 的 8 个 Socket 同时作为 TCP 客户端连接 PC 服务器
工程结构
工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\WZTOE\4.TCP_Client_Multi\,核心文件如下:
4.TCP_Client_Multi/
├── Project/
│ └── Project.uvprojx ← Keil 工程文件
└── USER/
├── main.c ← 初始化 + 多 Socket TCP 客户端主循环
├── tcp_client_multi_socket/
│ ├── tcp_client_multi_socket.c ← multi_tcpc_socket() 状态机核心
│ └── tcp_client_multi_socket.h
├── wiz_interface/
│ ├── wiz_interface.c ← DHCP / PHY 检测 / 网络初始化
│ └── wiz_interface.h
├── uart/
│ ├── bsp_uart.c ← 调试串口 + printf 重定向
│ └── bsp_uart.h
└── delay/
└── delay.c/h ← SysTick 毫秒延时
步骤1:主循环运行多 Socket TCP Client
文件:USER/main.c
uint8_t dest_ip[4] = {192, 168, 1, 20};
uint16_t dest_port = 8080;
while (1)
{
multi_tcpc_socket(ethernet_buf, dest_ip, dest_port);
}
主循环中持续调用 multi_tcpc_socket() 处理 TCP 客户端状态机。所有 Socket 共用同一个 ethernet_buf 缓冲区,连接同一服务器(192.168.1.20:8080)。
步骤2:multi_tcpc_socket() 轮询状态机
multi_tcpc_socket() 函数基于 getSn_SR(socket_sn) 返回的 Socket 状态执行对应操作。关键在于函数末尾通过静态变量 socket_sn 自增,每次调用处理一个 Socket,下一轮处理下一个 Socket,8 个 Socket 轮询切换。
文件:USER/tcp_client_multi_socket/tcp_client_multi_socket.c | 函数:multi_tcpc_socket()
uint8_t socket_sn = 0;
uint16_t any_port = 50000;
int32_t multi_tcpc_socket(uint8_t *buf, uint8_t *destip, uint16_t destport)
{
int32_t ret;
uint16_t size = 0, sentsize = 0;
switch (getSn_SR(socket_sn))
{
case SOCK_ESTABLISHED: // 连接已建立
if (getSn_IR(socket_sn) & Sn_IR_CON) // 连接成功中断
{
setSn_IR(socket_sn, Sn_IR_CON); // 清除中断标志
}
if ((size = getSn_RX_RSR(socket_sn)) > 0) // 有数据到达
{
if (size > DATA_BUF_SIZE) size = DATA_BUF_SIZE;
ret = recv(socket_sn, buf, size); // 接收数据
buf[size] = 0x00;
if (ret <= 0) return ret;
size = (uint16_t)ret;
sentsize = 0;
// 回环发送
while (size != sentsize)
{
ret = send(socket_sn, buf + sentsize, size - sentsize);
if (ret < 0) { close(socket_sn); return ret; }
sentsize += ret;
}
}
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT: // 服务器主动断开
disconnect(socket_sn);
break;
case SOCK_INIT: // Socket已打开,等待连接
connect(socket_sn, destip, destport); // 连接服务器
break;
case SOCK_CLOSED: // Socket未打开
close(socket_sn);
socket(socket_sn, Sn_MR_TCP, any_port++, 0x00); // 打开TCP Socket
if (any_port == 0xffff) any_port = 50000;
break;
default:
break;
}
/* 关键:处理完当前 Socket 后切换到下一个 */
if (socket_sn < _WIZCHIP_SOCK_NUM_)
{
socket_sn++;
}
else
{
socket_sn = 0;
}
return 1;
}
轮询切换机制:函数末尾的 socket_sn++ 是核心。每次主循环调用该函数,只处理一个 Socket 的状态机,然后 socket_sn 自增,下次调用处理下一个。当 socket_sn 超过 8 时回绕到 0,实现 8 个 Socket 的循环轮询。
共享缓冲区说明
所有 Socket 共用同一个 ethernet_buf。因为同一时刻只有一个 Socket 在被处理(当前 socket_sn 对应的 Socket),用完缓冲区就切换到下一个,不会发生冲突。相比每 Socket 独立缓存,共享缓存节省内存。
如果你想自定义
- 改目标 IP/端口 → 修改
main.c 中 dest_ip 和 dest_port
- 减少 Socket 数量 → 修改
socket_sn 回绕的上限(如改为 4,只用 Socket 0-3)
- 连接不同服务器 → 为每个 Socket 准备不同的
dest_ip 和 dest_port 数组,用 dest_ip[socket_sn] 替代
运行验证
打开 WIZ UartTool V1.0,连接 DEBUG USB 对应 COM 口(115200 / 8N1),观察开发板串口输出。8 个 Socket 会依次打开:
W55MH32 TCP Client Multi Socket example
PHY link
The current Mbtis speed : 100Mbps
The current Duplex Mode : Full-Duplex
DHCP running
DHCP success!
====================================================================================================
W55MH32 network configuration : DHCP
MAC : 00:08:DC:00:0E:9A
IP : 192.168.1.6
Subnet Mask : 255.255.255.0
Gateway : 192.168.1.1
DNS : 192.168.1.1
====================================================================================================
0:TCP client loopback start
0:Socket opened
1:TCP client loopback start
1:Socket opened
2:TCP client loopback start
2:Socket opened
3:TCP client loopback start
3:Socket opened
4:TCP client loopback start
4:Socket opened
5:TCP client loopback start
5:Socket opened
6:TCP client loopback start
6:Socket opened
7:TCP client loopback start
7:Socket opened
然后打开 SocketTester,设置为 TCP Server 模式,选择 PC 的 IP 地址和端口号(8080),点击"Listen"开始侦听。W55MH32 的 8 个 Socket 会依次连接服务器,连接成功后可向每个连接发送数据进行回环测试。
W55MH32 串口输出 — 8 个 Socket 依次打开并连接服务器
SocketTester TCP 服务器 — 8 个客户端连接与数据回环测试常见问题
Q: 8个Socket能连接同一服务器吗
可以。W55MH32 的 8 个 Socket 可以分别作为 TCP 客户端,同时连接同一服务器的同一端口。服务器会看到 8 条独立的 TCP 连接,每条连接使用不同的客户端源端口(从 50000 起递增)。
Q: 为什么所有 Socket 共用一个 ethernet_buf
因为 multi_tcpc_socket() 每次只处理一个 Socket(当前 socket_sn 对应的 Socket),用完缓冲区后就切换到下一个。同一时刻只有一个 Socket 在读写缓冲区,不会冲突。这样设计节省了内存——如果每个 Socket 分配独立缓存,8 个 Socket 需要 8 倍内存。
Q: 8个Socket能连接不同的服务器吗
可以。只需为每个 Socket 准备不同的目标 IP 和端口数组,在调用 multi_tcpc_socket() 时传入对应的参数即可。本例为简化演示,8 个 Socket 连接同一服务器。
Q: 为什么有些Socket连接失败
可能原因:1) 服务器并发连接数限制;2) 端口冲突(any_port 溢出);3) 网络拥塞导致超时。检查服务器最大连接数设置,确保支持 8 个并发连接。
Q: 轮询8个Socket会影响性能吗
影响极小。TOE 硬件自动维护 TCP 协议栈,CPU 只需读取 Sn_SR 状态寄存器并执行对应操作。8 次 getSn_SR() 读取加状态处理的总耗时在微秒级,不会成为性能瓶颈。
总结
本文基于 W55MH32 硬件 TCP/IP 协议栈实现了多 Socket TCP 客户端模式通信:
- 8 个独立 Socket:W55MH32 TOE 支持 8 个硬件 Socket,每个独立运行状态机
- 轮询切换:multi_tcpc_socket() 通过 socket_sn 自增轮流处理每个 Socket,主循环持续调用即可
- 共享缓冲:所有 Socket 共用 ethernet_buf,节省内存
- 独立源端口:每个 Socket 使用不同源端口(any_port 从 50000 起递增),服务器可区分不同连接
- 灵活扩展:可连接不同服务器、减少 Socket 数量,满足不同应用场景