W55MH32-RTThread-UDP通信测试

本示例演示在 W55MH32 上结合 RT-Thread RTOS 实现 UDP 客户端与服务器双模式并发通信。利用 RT-Thread 多线程特性，创建两个独立任务分别管理 Socket 0（UDP 客户端）和 Socket 1（UDP 服务器），通过注册临界区函数保证多线程操作硬件的线程安全。UDP 无连接特性使数据收发更简洁高效。

开始本例程前，请确认以下工具已安装：

• RT-Thread Studio：基于 Eclipse 的 RT-Thread 集成开发环境，用于开发 RT-Thread 应用程序：点击下载
• 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

RT-Thread 是一款由中国社区主导开发的开源、硬实时嵌入式操作系统（RTOS），诞生于 2006 年。它从最初的小巧内核演变成了组件丰富、生态完善的物联网操作系统平台，负责管理硬件资源、调度任务，并提供网络连接等高级功能。其 Nano 版最小仅需 3KB ROM 和 1KB RAM，采用抢占式调度，中断响应达微秒级。

UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的、不可靠的传输层协议。与 TCP 不同，UDP 在发送数据前不需要建立连接，发送方直接将数据报发送给接收方，但不保证数据的可靠到达。UDP 适用于对实时性要求高、可容忍少量丢包的场景，如视频流、DNS 查询、IoT 传感器数据上报等。

• 极致轻量：Nano 版最小仅需 3KB ROM 和 1KB RAM，可运行在 Cortex-M0 等资源有限的芯片上
• 硬实时性：抢占式调度，高优先级任务立即抢占，中断响应达微秒级
• 丰富生态：内置 TCP/IP 协议栈、文件系统、GUI 引擎、MQTT 等大量软件包
• 开源友好：Apache License 2.0 协议，可免费用于商业产品，无需公开源码

1. Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC（供电 + 调试串口）
2. 网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口

工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\RT-Thread\UDP\，核心文件如下：

RT-Thread UDP/
├── Project/
│   └── Project.uvprojx       ← Keil 工程文件
└── USER/
    ├── main.c                ← RT-Thread 线程创建 + 网络初始化
    ├── Loopback/
    │   ├── loopback.c        ← UDP 客户端/服务器回环核心
    │   └── loopback.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

文件：USER/main.c。定义 UDP 客户端和服务器各自的 Socket 号、目标 IP/端口以及本地监听端口。

#define SOCKET_UDPC           0  /* UDP客户端Socket号 */
#define SOCKET_UDPS           1  /* UDP服务器Socket号 */
#define ETHERNET_BUF_MAX_SIZE (1024 * 2) /* 网络缓冲区大小(2KB) */

/* UDP客户端：目标服务器IP+端口 */
uint8_t  dest_ip[4] = {192, 168, 1, 147};
uint16_t dest_port  = 8080;
/* UDP服务器：本地监听端口 */
uint16_t local_port = 8080;

W55MH32 的 TOE 引擎支持 8 个独立 Socket（0~7）。本例程将 Socket 0 分配给 UDP 客户端，Socket 1 分配给 UDP 服务器，两者可同时运行。UDP 客户端向 PC 端的 8080 端口发送数据，UDP 服务器监听本地 8080 端口等待 PC 发送数据。

文件：USER/main.c。为 UDP 客户端和服务器分别定义线程优先级和栈大小。

/* UDP客户端线程参数 */
#define TASK_UDPC_PRIO     1
#define TASK_UDPC_STK_SIZE 256
static rt_thread_t Task_UDPC_Handler = RT_NULL;

/* UDP服务器线程参数 */
#define TASK_UDPS_PRIO     1
#define TASK_UDPS_STK_SIZE 256
static rt_thread_t Task_UDPS_Handler = RT_NULL;

两个线程优先级均为 1（相同优先级，时间片轮转），栈大小 256（单位为系统字节）。线程栈大小不可过小，否则会导致线程崩溃。

文件：USER/main.c | 函数：app_init() — 初始化 TOE 引擎、注册临界区函数、检测 PHY 链路、获取网络地址，然后创建并启动双 UDP 线程。

int app_init(void)
{
    rt_kprintf("%s RTThread UDP example\n", _WIZCHIP_ID_);
    wiz_toe_init(); /* W55MH32 TOE引擎初始化 */
    /* 注册RT-Thread临界区函数（线程安全） */
    reg_wizchip_cris_cbfunc(rt_enter_critical, rt_exit_critical);
    wiz_phy_link_check();     /* 检测以太网物理链路 */
    network_init(udpc_ethernet_buf, &default_net_info);

    /* 创建并启动双UDP线程 */
    Task_UDPC_Handler = rt_thread_create("Task UDP Client",
        Task_UDPC, RT_NULL, TASK_UDPC_STK_SIZE, TASK_UDPC_PRIO, 20);
    Task_UDPS_Handler = rt_thread_create("Task UDP Server",
        Task_UDPS, RT_NULL, TASK_UDPS_STK_SIZE, TASK_UDPS_PRIO, 20);
    rt_thread_startup(Task_UDPC_Handler);
    rt_thread_startup(Task_UDPS_Handler);
    return 0;
}
INIT_APP_EXPORT(app_init); /* RT-Thread自动初始化 */

reg_wizchip_cris_cbfunc() 注册 RT-Thread 临界区函数（rt_enter_critical/rt_exit_critical），保证多线程操作硬件寄存器的线程安全。INIT_APP_EXPORT 宏将 app_init 注册到 RT-Thread 自动初始化序列，系统启动时自动调用。

文件：USER/Loopback/loopback.c。UDP 客户端线程循环调用 loopback_udpc() 发送数据并接收回环，UDP 服务器线程循环调用 loopback_udps() 监听端口并回环数据。

/* UDP客户端线程：循环向服务器发送数据+接收回环 */
void Task_UDPC(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        loopback_udpc(SOCKET_UDPC, udpc_ethernet_buf, dest_ip, dest_port);
        rt_thread_mdelay(1); /* 让出CPU给其他线程 */
    }
}

/* UDP服务器线程：循环监听端口+回环数据 */
void Task_UDPS(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        loopback_udps(SOCKET_UDPS, udps_ethernet_buf, local_port);
        rt_thread_mdelay(1); /* 让出CPU给其他线程 */
    }
}

每个线程循环末尾调用 rt_thread_mdelay(1) 让出 CPU 时间片，使两个线程交替运行。两个线程需使用各自独立的 ethernet_buf（udpc_ethernet_buf 和 udps_ethernet_buf），不可共用。UDP 无连接，sendto() 直接指定目标地址，recvfrom() 获取来源地址。

烧录例程运行后，首先进行 PHY 链路检测、DHCP 获取 IP，然后 UDP 初始化完成并开始监听端口。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。

• UDP 服务器测试（PC 端）：打开网络调试工具设为 UDP 模式，远程地址填 W55MH32 的 IP、端口 8080。发送数据后设备原样回发，验证服务器回环功能。
• UDP 客户端测试（PC 端）：打开另一个窗口设为 UDP 模式，本地端口设为 8080。W55MH32 的 UDP 客户端线程会向该端口发送数据，PC 端接收后可回复，设备会打印接收到的数据。

本文基于 W55MH32 硬件 TCP/IP 协议栈结合 RT-Thread RTOS 实现了 UDP 客户端与服务器双模式并发通信：

• 双线程架构：RT-Thread 创建两个独立线程分别管理 UDP 客户端（Socket 0）和服务器（Socket 1）
• 线程安全：reg_wizchip_cris_cbfunc() 注册 RT-Thread 临界区函数，保证硬件操作安全
• 无连接特性：UDP 无需建立/断开连接，sendto() 直接发送，recvfrom() 获取来源地址
• 独立缓冲区：两个线程需使用各自独立的 ethernet_buf，不可共用
• 自动初始化：INIT_APP_EXPORT 宏实现系统启动自动调用，无需手动干预