STM32F4-Base/docs/测试说明/板级测试/CH395F_Test_Guide.md

# CH395F 网络测试规范

## 1. 概述

本文档定义 CH395F 以太网驱动（STM32F407ZGTx，SPI2 接口）的测试规范。当前固件 `FUN_PARA=0x08`（bit3 SOCKET_CLOSE=1，bit0/bit1 均为 0）：8 个 Socket 0~7 全部可用（**由 Socket 索引 `_SN` 命令族 + 缓冲显式分配实现，与 FUN_PARA 无关**，见 `问题记录/CH395F_Trap_Records.md` TRAP-NET-15），Socket 0 作 TCP Server 单连接，覆盖单连接与多并发客户端场景。测试按阶段组织，每个阶段包含独立测试用例（TC-NET-NNN）。

### 设计原则

| 原则 | 描述 | 验证用例 |
|------|------|----------|
| 单连接 socket | Socket 0 唯一，复用监听和数据通道；CONNECT 后切换数据通道；DISCONNECT/TIMEOUT 后重新 OPEN → LISTEN | TC-NET-201~203, 601~606, 701~703, 801, 802, 901, 902, 1001~1006 |
| 中断集中处理 | 所有 CH395F 中断在 `net_poll()` 中通过 `GET_GLOB_INT_STATUS` 统一读取并清除，ISR 及其他位置不处理 | TC-NET-101 |
| 线程安全 | 所有 CH395F 操作通过 `netMsgQueue` 在 netTask 串行处理 | TC-NET-301~302 |
| DMA 边界安全 | `CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE=4100`，单次事务最大载荷 `4096B`，超限自动分块 | TC-NET-1001~1005 |

### CH395F 缓冲架构（关键参数）

| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| CH395F 内部总缓冲 | **24KB（48 块 × 512B）** | `docs/芯片手册/CH395F.md` §5.45；CH395F.md "内置 24K RAM"。**经 Phase 7 实测确认块 0~47 全部有效**（此前 32×1KB 记录有误） |
| 上电默认分配 | Socket 0~3 各 接收8块(4KB)+发送4块(2KB)；Socket 4~7 未分配 | 见 `docs/芯片手册/CH395F.md` §5.45，用到 >4 个 Socket 必须重分配 |
| **本固件分配（net_init）** | 8 个 Socket 各 **接收 4 块(2KB) + 发送 2 块(1KB)** | 块数由 `CH395F_TCP_MSS` 推导（接收 `CH395F_RECV_BLOCKS`=2×MSS、发送 `CH395F_SEND_BLOCKS`=1×MSS，每块 512B）；起始块 `recv=i*6`、`send=i*6+4`；用尽 0~47，互不重叠 |
| **TCP MSS** | **1024** | 由接收缓冲(2KB) ≥ 2×MSS 决定，8 Socket 共享 24KB 时的最大值 |
| **SPI DMA 缓冲** | **4100B** | `CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE` |
| **单次 SPI 最大载荷** | **4096B** | `CH395F_SPI_DMA_MAX_PAYLOAD` |
| recv_len 最大值 | 65535 | `uint16_t` |

> **关键约束**：本固件每个 Socket 接收缓冲为 **2KB**（4 块 × 512B），发送缓冲为 **1KB**（2 块）。旧"部分读后 `recv_len` 归零"机理**未证实且与 `docs/芯片手册/CH395F.md` §5.34 相左**（2026-09-23 复核降级），但**保守按"一次读空"执行**（≤2KB）。`CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE=2052` 恰好覆盖单 Socket 完整 2KB 接收缓冲。

### 多 Socket / 8 端口并发分配

`net_init` 中 `ch395f_set_fun_para(0x08)` 之后，循环 0~7 调用 `SET_RECV_BUF` / `SET_SEND_BUF` 重分配（**这一步才是 Socket 1~7 可用的前提**，见 `问题记录/CH395F_Trap_Records.md` TRAP-NET-15；必须在 `OPEN_SOCKET` 之前，顺序遵循 TRAP-NET-01：先数据 Socket 1~7 再监听 Socket 0）：

| Socket | 接收起始块 | 接收块数 | 接收大小 | 发送起始块 | 发送块数 | 发送大小 |
|--------|-----------|---------|---------|-----------|---------|---------|
| 0 | 0  | 4 | 2KB | 4  | 2 | 1KB |
| 1 | 6  | 4 | 2KB | 10 | 2 | 1KB |
| 2 | 12 | 4 | 2KB | 16 | 2 | 1KB |
| 3 | 18 | 4 | 2KB | 22 | 2 | 1KB |
| 4 | 24 | 4 | 2KB | 28 | 2 | 1KB |
| 5 | 30 | 4 | 2KB | 34 | 2 | 1KB |
| 6 | 36 | 4 | 2KB | 40 | 2 | 1KB |
| 7 | 42 | 4 | 2KB | 46 | 2 | 1KB |

UDP 路径 `net_socket()` 中对 Socket 4~7 的兜底重设使用同一布局。该分配已通过 **Phase 7 TC704（5 Socket 并发回显）** 验证。

### 大文件传输（20KB+）策略

多 Socket 模式下，每个 Socket 拥有独立收发缓冲（接收 2KB / 发送 1KB，见上表）。超过单 Socket 接收缓冲（2KB）的数据通过分块传输：

```
发送端：net_send(buf, 20480)
  → net_send_locked 分块写入 CH395F 发送缓冲（每 Socket 发送缓冲 1KB）
  → 块 1: ch395f_write_send_buf(sock, buf[0..1023], 1024)     // DMA 事务 1
  → 等待 SENBUF_FREE
  → 块 2: ch395f_write_send_buf(sock, buf[1024..2047], 1024)  // DMA 事务 2
  → ...
  → 共 20 次 DMA 事务完成 20KB（MSS=1024，TCP 每段 ≤1024B）

接收端：net_recv(buf, 20480)
  → net_recv_locked 循环拉取
  → ch395f_get_recv_len() 返回硬件缓冲中当前可用数据（≤2KB）
  → ch395f_read_recv_buf() 一次性读空硬件缓冲（≤2KB/DMA 事务）
  → 循环直至全部 20480B 收完
```

**边界条件**：
- 发送 `≤1KB`：一次写发送缓冲完成（受发送缓冲 1KB 限制）
- 接收缓冲满（2KB）：保守按一次性读空执行（旧"归零"机理未证实，见 `CH395F_Trap_Records.md` 台架纪律）
- 发送 `0B`：`net_send` 返回 `-1`（`NET_ERR_INVAL`）

> **注**：当前 `net_send` 的分块上限常量 `NET_DMA_MAX_PAYLOAD=4096` 大于单 Socket 发送缓冲(1KB)，单次 `WRITE_SEND_BUF` 写入量受发送缓冲大小约束；大文件传输（Phase 6/8/10）需在硬件上实测确认无溢出。

### 测试环境

```
PC (192.168.31.2) ──── 交换机 ──── CH395F (192.168.31.100)
MCU: STM32F407ZGTx @ 168MHz, Keil MDK-ARM v5 (ARMCC)
```

### 构建模式与执行顺序

测试固件通过条件编译分为**两种互斥形态**（`test/board/ch395f_test.h` 中同时启用两层会触发 `#error`）：

| 构建模式 | 启用宏 | 固件形态 |
|----------|--------|----------|
| **硬件层模式** | `ENABLE_PHASE1~5_TESTS`（另含 12/15） | netTask 自挂起（基础线程创建但不运行），CH395F 协议栈初始化由 testTask 完成后独占芯片执行阶段 1~5（裸调 `ch395f_*` 命令） |
| **NET 层模式** | `ENABLE_PHASE6~11_TESTS` | 完整网络栈：netTask 运行 `net_poll()` 轮询，testTask 经 `net_socket` API 执行阶段 6~11（`net_layer_test_main()` 回显、`net_layer_client_test_main()` Client 等） |

**执行顺序严格递增**：先烧录硬件层固件完成阶段 1→2→3→4→5（全部通过），再切换为 NET 层固件执行阶段 6→7→…→11。硬件层测试期间 netTask 轮询不存在，从根上排除中断偷取与 SPI 并发问题。

### 启用测试

编辑 `test/board/ch395f_test.h`，取消注释对应 `ENABLE_PHASEx_TESTS` 宏（同一模式内 Phase 6/7/8/9/10/11 可共存于 testTask 循环）。**注意：阶段 6 Server 回显为持续监听循环，故 Client 阶段 11 需单独构建（不与 `ENABLE_PHASE6_TESTS` 同时启用），否则 Client 用例不会被执行。**

---

## 2. 阶段 1：寄存器与 SPI 命令验证

| 阶段 | 阶段 1 |
|---------|-----------|
| **类型** | 独立运行 |
| **耗时** | ~1 秒 |
| **入口** | `ch395fTestTask` 启动后自动运行 |
| **出口** | 串口 "Phase 1 Tests Complete" 且 0 失败 |

### TC-NET-101: SPI 命令路径完整性

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-101 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | 验证所有 SPI 命令路径返回预期值 |
| **前置条件** | 1. CH395F 已上电，SPI2 已初始化<br>2. 未启用其他阶段 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `ch395f_check_exist()`<br>SPI写: CMD=0x06, DATA=0x57<br>回读: ~0x57 = 0xA8 | 返回 `0x00`（`CH395F_ERR_SUCCESS`）<br>= 回读字节 `0xA8` 匹配 `~0x57` | 返回 `0xFF`（`CH395F_STATUS_NOT_DETECTED`）<br>= 回读字节 ≠ `0xA8`，回显取反不匹配 |
| 2 | `ch395f_get_version()` | 版本值 == `0x4A`（CH395F 芯片版本） | 版本值 ≠ `0x4A`（芯片不匹配或未响应） |
| 3 | `ch395f_set_ip_addr(192.168.31.100)` → `ch395f_get_ip_inf()` 回读 IP | `ip_info[0..3] == 192.168.31.100` | 任意字节不匹配（写入/回读不一致） |
| 4 | `ch395f_set_gwip_addr(192.168.31.1)` → `ch395f_get_ip_inf()` 回读 GW | `ip_info[4..7] == 192.168.31.1` | 任意字节不匹配 |
| 5 | `ch395f_set_mask_addr(255.255.255.0)` → `ch395f_get_ip_inf()` 回读 MASK | `ip_info[8..11] == 255.255.255.0` | 任意字节不匹配 |
| 6 | `ch395f_get_glob_int_status_all()`（16 位）<br>注：测试入口处已预读一次清除 `PHY_CHANGE` 残留（`net_stack_bring_up()` 强制 PHY 重协商 + 等待链路期间锁存，硬件层模式无 netTask 消费） | 返回值 == `0x0000`（无待处理中断） | 返回值 ≠ `0x0000`（有残留中断未清除） |
| 7 | `ch395f_open_socket(0)` → `ch395f_close_socket(0)` → `ch395f_get_cmd_status()` | `CMD_STATUS == 0x00`（`CH395F_ERR_SUCCESS`） | `CMD_STATUS` 非 `0x00`（Socket 操作失败） |
| 8 | `ch395f_set_arp(10, 5)` → `ch395f_get_cmd_status()` | `CMD_STATUS == 0x00` | `CMD_STATUS` 非 `0x00` |
| 9 | `ch395f_set_ttl(0, 64)` → `ch395f_get_cmd_status()` | `CMD_STATUS == 0x00` | `CMD_STATUS` 非 `0x00` |

**通过标准**：9/9 通过，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL，后续阶段不执行

**覆盖原则**：中断集中处理

---

## 3. 阶段 2：TCP Client（CH395F 主动发起连接）

| 阶段 | 阶段 2 |
|---------|-----------|
| **类型** | 需 PC 配合 |
| **耗时** | ~60 秒 |
| **入口** | `ch395fTestTask` 启动后自动运行 |
| **出口** | 串口 "Phase 2 Tests Complete" 且 0 失败 |

**分层说明**：本阶段属于**硬件层模式**（netTask 自挂起，CH395F 由 testTask 独占），仅使用 `ch395f_*` 裸命令验证芯片 TCP Client 行为：TCP 状态机、`CH395F_SINT_STAT_CONNECT` / `CH395F_SINT_STAT_SOCK_TIMEOUT` 中断、发送/接收缓冲与 `CH395F_SOCKET_CLOSED` 状态流转。

---

### TC-NET-201（硬件层）: TCP Client 连接与数据交换

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-201 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（硬件层） |
| **标题** | ch395f TCP Client → PC TCP Server，64 字节收发 |
| **前置条件** | PC: `python test/host/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081`（PC 作 TCP 回显服务器，收到数据原样回显） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `ch395f_set_proto_type(0, CH395F_PROTO_TYPE_TCP)` + 设置目标 IP `192.168.31.2`、端口 `8081`、本地端口 `50000` | 配置写入成功（CMD_STATUS == `0x00`） | 配置失败（SPI 异常或寄存器未更新） |
| 2 | `ch395f_open_socket(0)` 打开 Socket 0 | 返回 `CH395F_ERR_SUCCESS`（`0x00`） | 返回值非 `0x00`（Socket 硬件异常或 SPI 通信失败） |
| 3 | `ch395f_tcp_connect(0)` 发起 TCP 连接 | 返回 `CH395F_ERR_SUCCESS`（`0x00`） | 返回值非 `0x00`（连接命令下发失败） |
| 4 | 轮询 `GET_GLOB_INT_STATUS` 的 `(sock+4)` 位 + `SINT_STAT` 等待 `CH395F_SINT_STAT_CONNECT`，超时 10s | 检测到 CONNECT 中断（连接已建立，进入 ESTABLISHED） | 超时未建立连接（目标不可达 / 链路异常） |
| 5 | `ch395f_write_send_buf(0, buf, 64)` 发送 64 字节递增模式数据（`0x00..0x3F`） | 发送完成且产生 `SENDBUF_FREE` 中断 | 发送缓冲未释放 / 发送失败 |
| 6 | 轮询 `GET_RECV_LEN` > 0 读取 PC 回显，超时 10s（PC 端 tcp_server 收到数据后原样回显） | 收到 64 字节且与原数据逐字节一致 | 回显超时或任意字节不符 |
| 7 | `ch395f_close_socket(0)` 并轮询 `GET_SOCKET_STATUS` 等待 `CH395F_SOCKET_CLOSED` | Socket 回到 CLOSED（`0x00`）状态 | 5s 内未回到 CLOSED（状态机卡死） |

**通过标准**：7/7 通过，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL，后续阶段不执行

**覆盖原则**：单连接 socket（open→connect→send→recv→close 主路径，硬件层）

---

### TC-NET-202（硬件层）: TCP Client 关闭重连 ×3 轮

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-202 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 / 恢复测试（硬件层） |
| **标题** | 关闭→重连循环 3 轮，每轮含数据交换 |
| **前置条件** | 1. PC 运行 `python ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081`（TCP 回显服务器）<br>2. TC-NET-201 通过（Socket 0 硬件正常） |

**测试步骤与判定标准**（每轮 i = 0,1,2，本地端口取 `50000 + i` 规避 TIME_WAIT）：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `ch395f_open_socket(0)` 打开 Socket 0 | 返回 `CH395F_ERR_SUCCESS`（`0x00`） | 返回值非 `0x00`（Socket 硬件异常或 SPI 通信失败） |
| 2 | `ch395f_tcp_connect(0)` 发起 TCP 连接 | 返回 `CH395F_ERR_SUCCESS`（`0x00`） | 返回值非 `0x00`（连接命令下发失败） |
| 3 | 轮询 `GET_GLOB_INT_STATUS` 的 `(sock+4)` 位，并读取 `SINT_STAT` 等待 `CH395F_SINT_STAT_CONNECT`，超时 10s | 检测到 CONNECT 中断（连接已建立） | 超时未建立连接（对端/链路异常） |
| 4 | `ch395f_write_send_buf(0, buf, 64)` 发送 64 字节递增模式数据（`0x00..0x3F`） | 发送完成且产生 `SENDBUF_FREE` 中断 | 发送缓冲未释放 / 发送失败 |
| 5 | 轮询 `GET_RECV_LEN` > 0 读取 PC 回显，超时 10s（PC 端 tcp_server 收到数据后原样回显） | 收到 64 字节且与原数据逐字节一致 | 回显超时或任意字节不符 |
| 6 | `ch395f_close_socket(0)` 并轮询 `GET_SOCKET_STATUS` 等待 `CH395F_SOCKET_CLOSED` | Socket 回到 CLOSED（`0x00`）状态 | 5s 内未回到 CLOSED（状态机卡死） |

**通过标准**：3/3 轮全部 6 步通过，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL，后续不执行

**覆盖原则**：单连接 socket（open→connect→close→re-open→reconnect，硬件层）

---

### TC-NET-203（硬件层）: TCP Client 连接超时

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-203 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 负向测试（硬件层） |
| **标题** | 目标端口无服务时连接超时 |
| **前置条件** | 1. PC **未**运行 TCP Server（`192.168.31.2:8081` 无监听）<br>2. TC-NET-201 通过 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `ch395f_set_proto_type(0, CH395F_PROTO_TYPE_TCP)` + 设置目标 IP `192.168.31.2`、端口 `8081` | 配置写入成功（CMD_STATUS == `0x00`） | 配置失败（SPI 异常或寄存器未更新） |
| 2 | `ch395f_open_socket(0)` → `ch395f_tcp_connect(0)` | OPEN / CONNECT 均返回 `CH395F_ERR_SUCCESS`（`0x00`），命令异步下发不立即报错 | 命令返回值非 `0x00`（Socket 硬件异常） |
| 3 | 轮询 `GET_GLOB_INT_STATUS` 的 `(sock+4)` 位，等待负向结果，超时窗 30s；同时扫全局 `UNREACH` 位作备注 | 收到 `SOCK_TIMEOUT` 或 `DISCONNECT`，且期间未收到 `CH395F_SINT_STAT_CONNECT`。按耗时细分：<br>**<3s** = RST 快速拒绝（端口关闭，实测主路径——芯片毫秒级上报 SOCK_TIMEOUT）<br>**≥3s** = 真无应答（离线/防火墙丢包）。全局 `UNREACH`（ARP 失败）仅备注不影响判定 | 误收到 `CONNECT`（PC 服务未关闭，环境错误——串口给出明确指引）或 30s 内无任何中断（状态机挂死） |
| 4 | `ch395f_close_socket(0)` 并轮询 `GET_SOCKET_STATUS` 等待 `CH395F_SOCKET_CLOSED` | Socket 正常关闭、系统无崩溃 / 死锁 | 关闭异常或任务挂死 |

**通过标准**：检测到 `SOCK_TIMEOUT` / `DISCONNECT` 且系统稳定，0 崩溃。任一异常 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：单连接 socket（异常路径的 connect 失败处理，硬件层）

---

### TC-NET-204（硬件层）: TCP 关闭次序 A/B/C 对照（TRAP-NET-07 定案用例）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-204 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 机理对照（硬件层，2026-10-11 新增） |
| **标题** | `close` / `disconnect→close` / `disconnect` 三种关闭次序的芯片行为 |
| **前置条件** | 1. PC: `python test/host/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081 --timeout 900`（⚠ 默认 `--timeout 180` 且连接间隔 >60 s 会自行退出，长轮次须放大）<br>2. TC-NET-201 通过；`FUN_PARA=0x08`（`net_stack_bring_up` 与生产同构） |
| **规模** | 3 模式 × 5 轮，每轮 3 项判定（会话 / 关闭次序 / 重开会话），共 45 项 |

**测试步骤与判定标准**（每轮：`open`→`connect`→64 B 回显比对 → 按模式执行关闭次序 → 重开重连回显）：

| 模式 | 关闭序列 | 成功标准 | 实测（2026-10-11，5/5） |
|----|------|----------|----------|
| A | `ch395f_close_socket()` | 观察窗 10 s 内 `GET_SOCKET_STATUS` **byte0** 回到 `0x00` | **0 / 0 / 150 / 0 / 0 ms**；过渡态可见 `TIME_WAIT`(`0x0A`)，**无 RST 语义** |
| B | `ch395f_tcp_disconnect()` → `ch395f_close_socket()` | 同上 | **全部 +0 ms**，两字节均 `0x00` → TRAP-NET-07 的"卡 `FIN_WAIT_2` 数分钟"**不成立** |
| C | `ch395f_tcp_disconnect()`（**不** close） | **预期相反**：10 s 内 byte0 保持 `0x05`（`docs/芯片手册/CH395F.md` §5.52 ② bit3=1 芯片不自动关） | byte0 恒 `0x05`、byte1 `0x00`；直接 `open_socket` → **`0x20` FAIL**（5/5，即历史 `Phase 2 open_socket: 0x20` 签名）；补 `close` 后 +0 ms 回 CLOSED |

**判据口径**：`GET_SOCKET_STATUS_SN` 输出 2 字节——byte0 只有 `00H/05H`，byte1 才是 TCP 态且**仅在 byte0=OPEN 时有意义**（`docs/芯片手册/CH395F.md` §5.22 + 官方 SDK 注释）；关闭与重开之间**不主动清中断**，残留事件由重开后首次中断读取现场暴露（本轮 15 轮均未观察到残留 `DISCONNECT`）。

**通过标准**：45/45。任一模式偏离上表 → 说明芯片关闭语义或 `FUN_PARA` 配置变了，须回查 `问题记录/CH395F_Trap_Records.md` TRAP-NET-07。

**覆盖原则**：线程安全（状态机边界：关闭次序 × Socket 复用）

---

## 4. 阶段 3：UDP Server Echo（CH395F 作为 UDP Server）

| 阶段 | 阶段 3 |
|---------|-----------|
| **类型** | 需 PC 配合 |
| **耗时** | ~60 秒 |
| **入口** | `ENABLE_PHASE3_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
| **出口** | 串口 "Phase 3 Tests Complete" 且 0 失败 |

**分层说明**：本阶段属于**硬件层模式**（netTask 自挂起），仅用 `ch395f_*` 裸命令验证芯片 UDP 能力：UDP Socket 打开、数据报接收、**包头源地址解析**与按源地址动态回显。

> CH395F UDP 接收帧格式（`ch395f_read_recv_buf` 返回）：[0-1] 保留｜[2-3] 源端口（大端）｜[4-7] 源 IP｜[8+] 载荷。回显前须以此源地址重设目标，且每次发送后等 `SENDBUF_FREE` 确认（TRAP-NET-04）。

---

### TC-NET-301（硬件层）: UDP 基础回显

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-301 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（硬件层） |
| **标题** | 30 轮 64B UDP 数据报回显 |
| **前置条件** | PC: `python test/host/ch395f_socket_test.py udp_client --ip 192.168.31.100 --port 60000` |

> **会话结构**（固件单会话，与 udp_client 脚本约定）：累计 **60 个有效数据包**后关闭 Socket——第 1~30 轮对应本用例（PC 发 64B），第 31~60 轮对应 TC-NET-302（变长）；脚本 `"HELLO"` 就绪探针只回显、**不计数**，不占用用例预算。

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 配置 Socket 0：proto=UDP、`sour_port=60000`、des=广播 `255.255.255.255:0`，后 `open_socket(0)` | OPEN 返回 `0x00` | 返回非 `0x00`（Socket/SPI 异常） |
| 2 | 轮询 `GET_RECV_LEN`，`rlen > 8` 时读收并解析包头源端口/源 IP，单轮超时 30s | 收到 PC 数据报且解析合法 | 30s 无数据（链路/环境异常） |
| 3 | 以源地址重设目标 → `write_send_buf` 回显载荷 → 等 `SENBUF_FREE`（超时 2s） | 发送缓冲释放，进入下一轮 | 发送缓冲超时 |
| 4 | 重复至第 30 个有效包后 `close_socket(0)`（串口按 `UDP echo #N` 连续递增） | 前 30 轮全部 PASS | 任意轮回显超时/解析错误（提前终止） |

**通过标准**：30/30 轮回显成功，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：线程安全（UDP 收发路径，包头源地址解析）

---

### TC-NET-302（硬件层）: UDP 合规测试（变长载荷）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-302 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 合规测试（硬件层） |
| **标题** | 变长载荷（1B / 64B / 200B）各 10 轮回显，验证 `rlen-8` 解析与载荷完整性 |
| **前置条件** | 同 TC-NET-301（同一固件会话的第 31~60 轮）；载荷上限受 `rx_buf[300]` 约束（≤292B） |

**测试步骤**：同 TC-NET-301 流程；PC 端 udp_client Phase C 按 1B→64B→200B 各 `--count` 轮（默认 10）循环发送，MCU 回显后由 PC 逐字节比对一致性。

**通过标准**：30/30 轮回显成功且 PC 端比对无误，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：线程安全（变长载荷边界）

---

## 5. 阶段 4：DHCP 动态获取 IP

| 阶段 | 阶段 4 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合（脚本绑定 UDP/67，Windows 需**管理员权限**） |
| **耗时** | ~10s（上限 30s DISCOVER 轮询 + 30s HELLO 等待） |
| **入口** | `ENABLE_PHASE4_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
| **出口** | 串口 "Phase 4: N/N PASSED (failed=0)" |
| **注意** | **改变 CH395F IP 配置**，必须独立运行（勿与其他阶段连跑） |

### 机制与会话结构

**DHCP 报文流**（PC = DHCP Server，CH395F = Client）：

```
CH395F                               PC (dhcp_server)
  | DISCOVER (xid, chaddr) ---------> |  data[242]==1
  | <-------- OFFER (yiaddr=分配IP)   |  xid/chaddr 原样回填，双广播发送
  | REQUEST (server_id 校验) ------> |  data[242]==3
  | <-------- ACK (掩码/网关/租约) |  data[242]==5
  应用 IP -> Socket6 广播宣告 -> HELLO 回显
```

**关键实现约束**：

- **xid/chaddr 回填**：OFFER/ACK 必须原样回传 DISCOVER 的 `xid([4:8])` 与 `chaddr([28:34])`（TRAP-NET-03：早期 xid 偏移错误导致芯片丢弃响应）
- **option53 位置**：报文类型在 `data[242]`（236B 固定头 + magic `63825363` + option 偏移），`len<=250` 视为无效包
- **双广播发送**：OFFER/ACK 同时发 `255.255.255.255` 与 `192.168.31.255`（规避 Windows 定向广播路由限制）
- **REQUEST 重试**：PC 最多等 8×5s；期间收到重复 DISCOVER 则重发 OFFER

**固件会话结构**（phase4_run）：

| 序 | 操作 | 参数 |
|----|------|------|
| 1 | `ch395f_set_dhcp(1)` 启动协商 | - |
| 2 | 轮询 `GET_DHCP_STATUS == 0x00` | 超时 30s，间隔 500ms（循环中同步读清 GINT_ALL） |
| 3 | `GET_IP_INF` 轮询至连续 3 次一致（间隔 300ms，上限 8s）后打印 | 连续一致且非 `0.0.0.0`（滞后窗口实测 ~1 s，见 TRAP-NET-13） |
| 4 | Socket 6（UDP，本地 :60000，send/recv buf 各 512B）向 `255.255.255.255:60001` 广播 4B 本机 IP 宣告 | SENBUF_FREE 等待 2s |
| 5 | 同 Socket 收 PC `"HELLO"`(5B)，按包头源地址回显一次后关闭 | 窗口 30s（`PHASE4_HELLO_WAIT_MS`） |

---

### TC-NET-401（硬件层）: DHCP 完整握手

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-401 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（硬件层） |
| **标题** | DISCOVER → OFFER → REQUEST → ACK 全流程获取 IP |
| **前置条件** | 管理员 PowerShell: `python test/host/ch395f_socket_test.py dhcp_server --ip 192.168.31.77 --dhcp-iface 192.168.31.2`（`--ip` 建议 ≠ 静态 IP，以证明确为动态获取） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 先启动 dhcp_server；复位 MCU（ENABLE_PHASE4_TESTS） | PC 打印 "等待 CH395F DISCOVER" | 60s 无 DISCOVER（链路/SPI 异常） |
| 2 | CH395F 发 DISCOVER → PC 回 OFFER | PC: "收到 DISCOVER (xid=..)" + "发送 OFFER" | msg_type ≠ 1 或 len ≤ 250 |
| 3 | CH395F 发 REQUEST → PC 回 ACK | PC: "收到 REQUEST" + "发送 ACK → {offer_ip}" | 8×5s 内无 REQUEST（仅重发 OFFER） |
| 4 | 芯片应用配置，串口回读 IP | "DHCP completed within 30s" PASS 且 IP == {offer_ip} | 状态轮询超时或 IP = 0.0.0.0 |

**通过标准**：步 2~4 全部满足，串口 IP 与 PC 分配一致。任一失败 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：线程安全（DHCP 自动配置路径）

---

### TC-NET-402（硬件层）: DHCP 后连通性验证（宣告 + HELLO 回显）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-402 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 功能测试（硬件层） |
| **标题** | 获取 IP 后广播宣告 + 按 UDP 包头源地址回显 HELLO |
| **前置条件** | TC-NET-401 通过；同一脚本会话内自动衔接 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | Socket 6 广播 4B IP 宣告 → :60001 | 串口 "DHCP announcement sent"；PC 打印 "收到 IP 宣告: {offer_ip}" | OPEN 失败 / SENBUF_FREE 2s 超时 |
| 2 | PC 发 `"HELLO"` → {offer_ip}:60000（最多 5 次，每次等 2s） | 串口 "HELLO echo OK" | 30s 窗口内无有效 HELLO |
| 3 | 芯片按包头源地址回显 HELLO，关闭 Socket 6 | PC: "连通性验证通过" | PC 5 轮 retry 全超时 |

**通过标准**：步 1~3 全部满足（HELLO 至少 1 次完整往返；固件设计为单次回显后关闭）。任一失败 → 阶段标记 FAIL

**覆盖原则**：线程安全（动态 IP 下的端到端 UDP 通路）

---

## 6. 阶段 5：大文件传输（硬件层）

| 阶段 | 阶段 5 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合（`tcp_bulk`：先收 256KB 不回声 → 再按 LCG 回放 256KB） |
| **耗时** | ~20 秒（256KB 顺序双向：TX 256KB + RX 256KB，视链路/SPI 吞吐） |
| **入口** | `ENABLE_PHASE5_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
| **出口** | 串口 "Phase 5: N/N PASSED (failed=0)" + 吞吐统计 |
| **注意** | 与 NET 层阶段 7 同主题不同层：本阶段用 `ch395f_*` 裸命令直驱芯片，不经 net_socket/netTask |

> 编号说明：阶段 5 用例 **501/502**（顺序双测向完整性 + 变总量合规）；原 PHY 测试（旧编号 901/902）因板载拓扑不可测已删除（见 TRAP-NET-05）。

### 为什么 2KB 接收缓冲不会丢数据（TCP 流控原理）

PC 一次回放 256KB，而本固件为每个 Socket 分配的接收缓冲仅 2KB（4 块 × 512B）——不丢数据的保证**不靠缓冲够大，靠 TCP 流控（通告窗口）**。

数据不是全部驻留芯片，而是在一串缓冲区里"接力"：

```
PC OS 发送缓冲(64~256KB) → 网络在途 → CH395F 接收缓冲(2KB) → MCU 读取
```

CH395F 是完整 TCP 栈 offload 芯片，内部实现 TCP 状态机，按**接收缓冲剩余空间**向 PC 通告接收窗口（advertised window）：

1. PC 发数据，芯片收进自己的 2KB 接收环形缓冲；
2. 缓冲快满 → 通告窗口收缩直至 **窗口=0** → PC 的 `sendall` **阻塞**（TCP 背压），剩余数据停在 PC 自身 OS 发送缓冲，不再发出；
3. MCU `GET_RECV_LEN` → `READ_RECV_BUF` 读走 → 缓冲腾空 → 芯片重新通告窗口 → PC 恢复发送。

因此是**背压联动、自节流**：数据永不因芯片缓冲溢出被丢弃，只会"堵一会儿"。MCU 平均读取速率 ≥ PC 发送速率即可持续吞吐（本测试每 2ms 轮询、每次读 2KB，平均速率远高于发送速率，缓冲常年接近空）。

"先查长度再读"（`GET_RECV_LEN` → `READ_RECV_BUF`）安全的原因：查询返回"当前未读字节数"，流控保证其必然 ≤ 缓冲容量；查询与读取之间新到的数据进入环形缓冲尾部，由芯片读写指针管理，**不会覆盖未读数据**，留待下一次迭代读取。

会真正丢数据的只有两种情况：**MCU 复位 / TCP 连接断开**（连接级丢失，属预期失败）、**软件 bug**（读错长度/越界导致错位）。正常流控下接收缓冲本身不会溢出。

---

### 机制与会话结构

**顺序双测向协议**（TX 与 RX 单向隔离，独立测吞吐/完整性）：

```
MCU (TCP Client, ch395f_* 裸命令)          PC (tcp_bulk --port 8081)
  | open/connect -> CONNECT                   accept
  |== 步2A: 连续发送 256KB (单向, 不等回显) ===|
  | 写 4KB -> 等 SENBUF_FREE(2s) -> 下一块     |
  |------------------------------------------>| recv 收满 256KB (不回声, LCG 校验)
  |== 步2B: 连续接收 256KB ===================|
  |<------------------------------------------| sendall 按 LCG 回放 256KB
  | get_recv_len -> 滚动校验 (exp[] 按块生成)   |
  |===========================================|
  close -> PC 侧 "阶段A 收满...校验一致" + "阶段B 回放完成"
```

**要点**：

- **为什么顺序双测向**：单向隔离，分别测得**纯 TX / 纯 RX** 吞吐与完整性——不被"回声耦合"掩盖各自链路的真实能力
- **TX 节奏**：写 4096B → 等 `SENBUF_FREE`（芯片把 socket 缓冲数据搬入内部协议栈/MAC 缓冲后触发）→ 写下一块，全程不等回显；单向发送阶段 PC 只收不回声，故无回读死锁问题
- **RX 校验**：PC 按相同 LCG 模式回放，MCU 期望流按块生成 `exp[]` 字节对位 + `sum_rx` 累加，天然处理 TCP 分包/粘包
- 单块 4096B 数据 = 触发 DMA 边界安全原则的单次读边界（注意：单 Socket 发送缓冲实际为 1KB，net_send 写入需受此约束）
- 双重完整性：逐字节比对 + 全量 32 位累加和 `SUM(TX)==SUM(RX)`（双向同源 LCG，相等即双向一致）
- 双向独立吞吐打印（TX/RX 各自 KB/s），作为 SPI 时钟/驱动调整的回归基线

**固件会话结构**（phase5_run）：

| 序 | 操作 | 参数/超时 |
|----|------|----------|
| 1 | close 清残留 → proto/des_ip/des_port/sour_port 配置 → open+connect | 两级中断等 CONNECT，15s |
| 2A | 连续发送 64×4KB = 256KB（PC 只收） | SENBUF_FREE 单块 2s |
| 2B | 连续接收 256KB（PC 按 LCG 回放）滚动校验 | RX 停滞 5s 判 FAIL |
| 3 | close，打印双向吞吐与校验结论 | blk_tx/blk_rx==64 且 SUM(TX)==SUM(RX) |

---

### TC-NET-501（硬件层）: 256KB 顺序双向（纯 TX + 纯 RX）完整性

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-501 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（硬件层） |
| **标题** | 先连续发送 256KB（PC 只收），再连续接收 256KB（PC 回放），逐字节校验 + 总账一致 |
| **前置条件** | PC: `python test/host/ch395f_socket_test.py tcp_bulk --port 8081 --bulk 262144 --chunk 4096`（先启动等待连接） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 复位 MCU → 裸命令 connect 到 :8081 | "connected within 15000ms" | 连接超时 / cmd_status 非 0x00 |
| 2A | 连续发送 64×4KB，每 64KB 打印 TX 进度 | "TX 64/64 blocks (262144 bytes)"；PC "阶段A 收满 262144 字节，LCG 校验一致" | SENBUF_FREE 2s 超时 / PC 端校验不一致 |
| 2B | 连续接收 256KB 并滚动校验，每 64KB 打印 RX 进度 | "RX 262144/262144 bytes (64 blocks)"；PC "阶段B 回放 262144 字节完成" | RX 停滞 5s / 字节不匹配 |
| 3 | close 并输出结论 | "TX phase: 64/64 blocks" + "RX phase: ..." + "checksum TX==RX" | bad_chunks>0 / 累加和不一致 |

**通过标准**：步 1~3 全部满足。任一失败 → 阶段标记 FAIL
**覆盖原则**：中断集中处理（两级中断轮询）、DMA 边界安全（4KB DMA 读边界）

---

### TC-NET-502（硬件层）: 变总量与跨包分块合规

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-502 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 合规测试（硬件层） |
| **标题** | 三档总量（64KB/256KB/1MB）+ 非整除块边界（4093B）回归 |
| **前置条件** | 同 TC-NET-501；每档修改 `PHASE5_TOTAL_BYTES` / `PHASE5_CHUNK_SIZE` 宏后重编译，且 PC `--bulk` 取 `chunks×PHASE5_CHUNK_SIZE`、`--chunk` 与 `PHASE5_CHUNK_SIZE` 一致 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `PHASE5_TOTAL_BYTES=64*1024` 重编译，PC `--bulk 65536` 跑一遍 | 全绿 | 同 TC-NET-501 |
| 2 | `PHASE5_TOTAL_BYTES=1024*1024` 重编译，PC `--bulk 1048576` 跑一遍 | 全绿且吞吐无劣化趋势 | 同上 |
| 3 | `PHASE5_CHUNK_SIZE=4093`（非 4 对齐，制造跨包边界），PC `--chunk 4093 --bulk 261952` 跑一遍 | 全绿（4093 档实际回传 `64×4093=261952B`，不足一块的尾数不上送，完成判定按实际上送字节） | 尾块校验失败 |

**通过标准**：三组配置均全绿。任一失败 → 阶段标记 FAIL
**覆盖原则**：DMA 边界安全（跨包/非对齐边界）

> **记录（2026-08-24 实测）**：三档全部 **6/6 PASSED**，checksum 逐档相等 ——
> 64KB（4096B 块）: TX 420 / RX 364 KB/s；1MB（4096B 块）: TX 449 / RX 391 KB/s；
> 4093B 块（261952B）: TX 448 / RX 368 KB/s。吞吐随总量/块大小基本恒定，
> 双方向均约 370~450 KB/s，疑似 SPI 总线（SPI2 DMA）为瓶颈。

---

## 7. 阶段 6：NET 层 TCP Server 回显

| 阶段 | 阶段 6 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
| **耗时** | 持续运行（Server 模式）/ 约 60s（Client 模式） |
| **入口** | `ENABLE_PHASE6_TESTS` → `net_layer_test_main()`（`net_test_task.c`，持续监听回显循环） |
| **出口** | 用户终止（Server）/ 用例结束自动回到 IDLE（Client） |

本阶段在 NET 层（单连接 socket）经 `net_socket` API 驱动，MCU 作 TCP Server 监听 8080，PC 主动连接，验证回显通路、单连接生命周期与字节级完整性 —— 已实现（net 层自动重监听，应用层零生命周期代码）

> Client 主动连接（原 TC-NET-607/608/609，现 701/702/703）已独立为 **阶段 7**（见 §8），使用独立宏 `ENABLE_PHASE7_TESTS` 与独立入口 `net_layer_client_test_main()`。

### 7.1 架构与会话结构

**Server 回显模式**（`net_layer_test_main()`，`net_test_task.c`，由 `ENABLE_PHASE6_TESTS` 启用）：

**架构图（组件）**：

```mermaid
flowchart LR
    PC["PC（Python）<br/>tcp_client / tcp_server"] -->|"TCP 8080 · 以太网"| CH["CH395F（192.168.31.100）<br/>Socket 0（单连接复用）"]
    CH -->|"SPI2（分频=8）"| MCU["MCU（STM32F407）<br/>netTask: net_poll() 10ms<br/>testTask: net_layer_test_main()<br/>└─ phase6_run() 原样回显"]
```

**会话时序图（单连接生命周期）**：

```mermaid
sequenceDiagram
    participant C as PC（Client）
    participant S as CH395F Socket 0
    participant T as MCU testTask
    C->>S: SYN
    S->>C: SYN+ACK
    C->>S: ACK（ESTABLISHED）
    S->>T: 中断 / GlobInt → net_poll()
    Note over T: net_accept() → phase_active
    C->>S: [64B 数据]（recv_len = N）
    S->>T: 中断 → net_poll()
    Note over T: phase6_run()：net_recv(N) → 字节校验 → TEST_CHECK(累加和)
    S->>C: [64B 回显]（net_send）
    Note over C: 逐字节比对 + 累加和（重复 N 轮 / 多包）
    C->>S: FIN/RST（DISCONNECT）
    S->>T: 中断 → net_poll()
    Note over T: net_recv EOF → auto_relisten
    S->>S: 自动 OPEN + TCP_LISTEN
    C->>S: SYN（新连接）
    Note over C,S: LISTEN 自动恢复，重新接受
```

- `phase6_run()` 为**纯回显**：非阻塞 `net_recv(sockfd, s_rx_buf, TEST_BUF_SIZE, NET_MSG_DONTWAIT)` 收到 N 字节后，`net_send(sockfd, s_rx_buf, N, 0)` 原样回显；不做固件侧字节自检（字节完整性由 PC 侧 `data == test_data` 校验）。
- 单连接约束：Socket 0 复用监听/数据通道；连接断开（DISCONNECT / KeepAlive TIMEOUT / 静默丢失）后由 **net 层自动重监听**（`auto_relisten`：`net_recv` 收到 EOF 时内部重新 `OPEN` + `TCP_LISTEN`），应用层无需 `net_close`/`net_listen`，下一次 `net_accept` 即接到新连接，行为等同 Linux BSD Socket 监听常驻。

> Client 主动连接（原 TC-NET-607/608/609，现 701/702/703）已独立为 **阶段 7**，架构与用例见 §8。

### TC-NET-601: Socket 0 单连接生命周期（主路径由 TC-NET-602~605 与 TC-NET-701~704 覆盖；「accept 返回同一 fd」的语义与「仅 Socket 0 状态变化、无其它 Socket 干扰」两点无观测，2026-10-21 用例清点）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-601 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | Socket 0：OPEN → TCP_LISTEN → ESTABLISHED（单连接） |
| **前置条件** | 1. `net_init("192.168.31.100")` 成功、SYS_EVT_NET_READY 已广播（netTask 周期 `net_poll()` 运行）<br>2. `net_layer_test_main()` 已 `net_socket`+`net_bind(8080)`+`net_listen`（进入 LISTEN）<br>3. PC: `python .\test\ch395f_socket_test.py tcp_client --ip 192.168.31.100 --port 8080` |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 连接 8080 | `net_accept()` 返回 fd（== 监听 fd，单连接），`net_get_sock(state)==ESTABLISHED` | 连接未被接受 / 状态未进入 ESTABLISHED |
| 2 | `phase6_run()` 非阻塞收 PC 数据 | `net_recv(DONTWAIT)` 返回 > 0 | 收超时（连接未真建立） |
| 3 | 固件收 PC 数据 → 字节级比对 + 32 位累加和 `TEST_CHECK` → `net_send()` 原样回显 | PC 收到与发送完全一致的数据且固件 `TEST_CHECK` 通过 | 回显丢失 / 错乱 / 固件校验失败 |
| 4 | 串口观测 `net_get_sock` 状态 | 仅 Socket 0 状态变化，无其它 Socket 干扰 | 出现非预期 Socket 状态跳变 |

**通过标准**：步 1~4 全部满足，单连接生命周期正常。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：单连接 socket（OPEN→LISTEN→ESTABLISHED 单连接主路径） |

### TC-NET-602: 64 字节小包回显

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-602 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | 10 轮 64B TCP 回显（原样回显，小包） |
| **前置条件** | 同 TC-NET-601（连接已建立，ESTABLISHED） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 依次发送 10×64B（递增模式 `0x00..0x3F`） | 每轮 `net_recv` 收 64B | 收包不足 64B |
| 2 | `phase6_run()` 收 64B → 原样回显 | PC 逐轮收到 64B 且 `data == test_data` 一致 | 回显丢失 / 错乱 / PC 校验不符 |
| 3 | PC 汇总 10 轮并逐字节校验 | 10/10 匹配 | 任一轮失败 |

**通过标准**：10/10 匹配，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：单连接 socket（单连接数据通路，小包） |

### TC-NET-603: 1460 字节回显（当前固件 MSS=1024，1460B 会按 MSS 分片）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-603 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 边界测试 |
| **标题** | 1460B 回显（注：当前固件 TCP MSS=1024，1460B 超过 MSS 将由 CH395F 按 MSS 分片） |
| **前置条件** | 同 TC-NET-601（连接已建立） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 发单包 1460B（当前 TCP MSS=1024，1460B 会被分片为 1024+436；`net_send` 亦按 1KB 发送缓冲分块） | `net_recv` 一次收 1460B（≤2KB 接收缓冲，DMABUF=4100 一次读空） | 接收字节数 ≠ 1460（被截断 / 分片丢失） |
| 2 | 固件收 1460B → 原样回显 | PC 收到 1460B 且 `data == test_data` 一致 | 回显错乱 / PC 校验不符 |
| 3 | PC 校验 | 1460B 完全匹配 | 任意字节不符 |

**通过标准**：1460B 完全匹配，无截断。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：DMA 边界安全（1460 ≤ 2KB 接收缓冲，单次 DMA 读空） |

### TC-NET-604: 4096 字节缓冲满回显

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-604 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 边界测试 |
| **标题** | 4096B 回显（接收缓冲仅 2KB，分两次取空） |
| **前置条件** | 同 TC-NET-601；`CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE=4100` 可一次性读空 2KB 硬件缓冲 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 发单包 4096B（实际单 Socket 接收缓冲为 2KB，固件分两次 `net_recv` 取空） | `net_recv` 累计收满 4096B（分次） | 接收字节数 ≠ 4096（丢失，见台架纪律注） |
| 2 | 固件收 4096B → 原样回显（`net_send` 分块） | PC 收到 4096B 且 `data == test_data` 一致 | 回显错乱 / PC 校验不符 |
| 3 | PC 校验 | 4096B 完全匹配 | 任意字节不符 |

**通过标准**：4096B 完全匹配。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：DMA 边界安全（2KB 接收缓冲边界 + 单次 DMA 上限） |

> **2026-09-23 结案**：TC-NET-604 的"缓冲满回显"路径**判定为非缺陷**——真实生产路径（产品固件 + 真 lftpd FTP 上传，判据 = FTP 协议结果 + **上传后 RETR 回读 SHA-256**）实测 **227 轮全过**（8KB~1MB，含零间隔快速重连与 100 轮浸泡），并发生产 UI 流（`:7003`）600 帧 CRC 全过；原台架"停摆"系**测试程序自吞数据 + 判读工具误判**（详见 `CH395F_Trap_Records.md`「台架纪律」节）。
> - **本用例判据（不变）**：PC 发 4096B → 固件分次取空并回显 → **PC 侧内容完全匹配**即 PASS；上传/中止类真实缺陷见 **TRAP-NET-18**（回归工具 `test/host/ftp_abort_probe.py`）。
> - **台架纪律**：判读一律用 `MDK-ARM/bench_verdict.py`（脚本层 STEP 行为真值，并扣除固件读者吞噬的字节）；`probe_classify.py` 的 A/C 判定**不可信**；**禁止**把"固件内非回显读者"（Phase 9/11、固件探针）与固定期望值混用在同一配方里。
> - **Phase 6-only 构建禁止无间隔连跑**：<~1s 重连间隔会触发 TRAP-NET-17 失同步（自 run2 起：无 standalone accept、`send -1`、其后全部 connection refused）——快速重连场景须留 ≥15s 间隔；带 Phase 9/11 的构建会被其读者吞数据，不能当对照。

### TC-NET-605: 断开重连

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-605 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 恢复测试 |
| **标题** | PC 断开后 Socket 0 自动重新监听并接受新连接 |
| **前置条件** | 同 TC-NET-601（连接已建立，已完成至少一轮 64B 回显） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 关闭连接（FIN/RST） | 固件 `net_recv` 收 EOF、`net` 层自动 `auto_relisten` 回到 LISTEN | 状态未变化（卡 ESTABLISHED） |
| 2 | net 层自动重监听，无需应用干预（`net_recv` EOF 内部重新 OPEN + TCP_LISTEN） | `net_accept` 在新连接到达时再次返回 fd | 未回到 LISTEN（状态机卡死） |
| 3 | PC 重新连接 8080 | `net_accept` 再次返回 fd，进入 ESTABLISHED | 重连失败 |
| 4 | PC 发 64B → 固件原样回显 | 回显正常且 PC `data == test_data` 通过 | 回显失败 / PC 校验不符 |

**通过标准**：重连成功且回显正常，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：单连接 socket（DISCONNECT → CLOSED → re-OPEN → LISTEN 单连接恢复） |

### TC-NET-606: 连接异常恢复（静默断开 / KeepAlive 超时）（未实现：不发 FIN 的静默断开与 KeepAlive 超时后 `auto_relisten` 能否自动回 LISTEN，**无任何可重复观测**——PC 侧 TC-NET-605 走的是干净 close（DISCONNECT 事件），与本条要求的 TIMEOUT 路径机制不同，不算覆盖；断连恢复语义见 docs/网络/网络自愈架构设计.md，2026-10-21 用例清点）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-606 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 恢复测试 |
| **标题** | 无干净 FIN 或 KeepAlive 超时后 Socket 0 自动重新监听 |
| **前置条件** | 1. 同 TC-NET-601（连接已建立）<br>2. KeepAlive 触发场景需 `ENABLE_PHASE11_TESTS` 且 `ch395f_set_keepalive_*` 已配置（探测时长本身由 TC-NET-1101 覆盖） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | PC 静默断开（如直接断开网线 / 断电，不发 FIN）或 KeepAlive 探测超时触发 TIMEOUT | 固件经 `net_get_sock(state)` 轮询发现非 ESTABLISHED | 状态长期卡 ESTABLISHED（未恢复） |
| 2 | 固件 net 层 `auto_relisten` 自动回到 LISTEN（应用层无 `net_close`/`net_listen` 调用） | 回到 LISTEN，等待新连接 | 未恢复监听 |
| 3 | PC 重连 → 发 64B → 验证回显 | 回显正常 | 回显失败 |

**通过标准**：自动恢复监听，无需手动复位。任一异常 → 标记 FAIL
**覆盖原则**：单连接 socket（异常路径恢复；KeepAlive 探测机制见 TC-NET-1101） |

---





## 8. 阶段 7：NET 层 TCP Client 主动连接

| 阶段 | 阶段 7 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
| **耗时** | 约 60s |
| **入口** | `ENABLE_PHASE7_TESTS` → `net_layer_client_test_main()`（`net_test_task.c`） |
| **出口** | 用例结束自动回到 IDLE |

> 与硬件层阶段 2 的 TC-NET-201/202/203 一一对应（芯片行为 → API 封装），验证 `net_socket` / `net_connect` / `net_send` / `net_recv` / `net_close` 对 TCP Client 主路径及异常路径的正确封装。
> 由独立宏 `ENABLE_PHASE7_TESTS` 启用，独立于 Server 回显阶段 6（`ENABLE_PHASE6_TESTS`）；因阶段 6 为持续监听循环，Client 阶段需**单独构建**（不与 `ENABLE_PHASE6_TESTS` 同时启用）。
> 原编号 204/205/206（原阶段 2 的 NET 层部分），2026-08 重排后为 701/702/703。

### 8.1 架构与会话结构

```
net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM)      // 取空闲 Socket（非监听 Socket 0）
  → net_connect(PC:8081)                          // 异步下发，net_poll 推进状态机
  → net_select(sockfd+1, NULL, &wfds, NULL, &tv) // 等可写 = ESTABLISHED
  → net_send(64B) → net_recv(64B) 校验             // 主路径（701）
  → net_close()                                   // 释放
```

**架构图（组件）**：

```mermaid
flowchart LR
    MCU["MCU（STM32F407）<br/>netTask: net_poll() 10ms<br/>testTask: net_layer_client_test_main()<br/>└─ net_connect → 收发 → close"] -->|"SPI2（分频=8）"| CH["CH395F（192.168.31.100）<br/>Socket N（非 0 空闲）"]
    CH -->|"TCP 8081 · 以太网"| PC["PC（Python）<br/>tcp_server（回显服务器）"]
```

**会话时序图（Client 主动连接）**：

```mermaid
sequenceDiagram
    participant C as PC（Server :8081）
    participant S as CH395F Socket N
    participant T as MCU testTask
    Note over T: net_layer_client_test_main()
    T->>S: net_socket() + net_connect()（异步下发 CONNECT）
    S->>C: SYN
    C->>S: SYN+ACK（ESTABLISHED）
    S->>T: 中断 / GlobInt → net_poll()
    Note over T: net_select() 可写 → 建链
    T->>S: [64B]（net_send）
    S->>C: [64B]
    Note over C: 回显服务器原样返回
    C->>S: [64B 回显]（recv_len = N）
    S->>T: 中断 → net_poll()
    Note over T: net_recv(N) → 字节校验 → TEST_CHECK(累加和)
    T->>S: net_close()（释放 Socket N）
```

- `net_layer_client_test_main()` 为**独立入口**：使用非 0 空闲 Socket 连接 PC，不在 `net_layer_test_main()` 的监听循环内；由 `StartCh395fTestTask` 的 NET 分支按宏调用。
- **固件自检**：`net_recv` 后逐字节比对 + 32 位累加和 `TEST_CHECK`（固件侧独立校验）；PC 同时校验。
- 关闭重连（702）、连接超时（703）见对应 TC。

### TC-NET-701: TCP Client 连接与数据交换

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-701 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（NET 层） |
| **标题** | net_socket TCP Client → PC TCP Server，64 字节收发 |
| **前置条件** | 1. PC: `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081`（TCP 回显服务器）<br>2. `net_init()` 已完成、SYS_EVT_NET_READY 已广播（netTask 周期 `net_poll()` 运行中）<br>3. `ENABLE_PHASE7_TESTS` 已定义，入口为 `net_layer_client_test_main()`（见「构建模式与执行顺序」）<br>4. 建议：硬件层固件中 TC-NET-201/202/203 已通过（跨构建前置，见「构建模式与执行顺序」） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM)` 创建 TCP socket | 返回 sockfd（`0~7`），非 `-1` | 返回 `-1`（无空闲 Socket 或 net 层未初始化） |
| 2 | 构造 `struct net_sockaddr_in`（sin_family=`NET_AF_INET`，sin_port=`net_htons(8081)`，sin_addr=`net_inet_addr("192.168.31.2")`）后 `net_connect(sockfd, &addr, len)` | 返回 `0`（连接命令已异步下发） | 返回 `-1`（地址非法或协议栈异常） |
| 3 | 在 netTask 周期 `net_poll()` 推进下，调用 `net_select(sockfd+1, NULL, &wfds, NULL, &tv)` 等待可写事件，超时 10s | 返回正数且 `NET_FD_ISSET(sockfd)` 指示连接建立（ESTABLISHED） | 超时未连接，`net_errno == NET_ERR_WOULDBLOCK` 持续 |
| 4 | `net_send(sockfd, buf, 64, 0)` 发送 64 字节递增模式数据（`0x00..0x3F`） | 返回值 == `64`（全部发出） | 返回值 `< 0`（发送失败）或 `≠ 64`（未完全发出） |
| 5 | `net_recv(sockfd, buf, 64, 0)` 阻塞接收回显，超时 10s | 返回值 == `64`、与原数据逐字节一致、且固件字节级比对 + 累加和 `TEST_CHECK` 通过 | 返回值 `< 0`（超时/断开）或 `≠ 64`（数据不完整）或任意字节不符 或 固件 `TEST_CHECK` 失败 |
| 6 | `net_close(sockfd)` 关闭 socket（TCP 先断开连接，释放控制块） | 返回 `0` | 返回 `-1`（关闭失败） |

**通过标准**：6/6 通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL

**覆盖原则**：单连接 socket（net_socket→net_connect→net_send→net_recv→net_close 主路径，NET 层）

### TC-NET-702: TCP Client 关闭重连 ×3 轮

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-702 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 / 恢复测试（NET 层） |
| **标题** | close→重连循环 3 轮，每轮含数据交换 |
| **前置条件** | 同 TC-NET-701 |

**测试步骤与判定标准**（每轮 i = 0,1,2）：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM)` 创建 socket | 返回 sockfd 非 `-1` | 返回 `-1`（无空闲 Socket） |
| 2 | 构造地址 + `net_connect(sockfd, &addr, len)`，再 `net_select` 等待可写确认 ESTABLISHED | 连接建立成功 | 连接失败或超时未建立 |
| 3 | `net_send(sockfd, buf, 64, 0)` → `net_recv(sockfd, buf, 64, 0)` | 收发各 `64` 字节、固件字节级比对 + 累加和 `TEST_CHECK` 通过 | 收发失败 / 数据不符 / 固件 `TEST_CHECK` 失败 |
| 4 | `net_close(sockfd)` 关闭并释放控制块 | 返回 `0` | 返回 `-1` |

**通过标准**：3/3 轮全部通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL

**覆盖原则**：单连接 socket（net 层 open→connect→close→re-open→reconnect）

### TC-NET-703: TCP Client 连接超时

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-703 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 负向测试（NET 层） |
| **标题** | 目标端口无服务时 net_connect 超时 |
| **前置条件** | 1. PC **未**运行 TCP Server（`192.168.31.2:8081` 无监听）<br>2. TC-NET-701 通过 |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | `net_socket(...)` + `net_connect(sockfd, &addr, len)`（目标不可达） | `net_connect` 返回 `0`（异步下发） | 返回 `-1`（地址非法） |
| 2 | `net_select(sockfd+1, NULL, &wfds, NULL, &tv)` 等待可写，超时窗 30s | 返回 `0`（超时，连接未建立），`net_errno` 指示超时/不可达 | 误报告可写（异常响应）或 30s 内无结果（挂死） |
| 3 | `net_close(sockfd)` 释放 socket | 返回 `0` | 返回 `-1` |

**通过标准**：`net_select` 超时且资源正确释放，0 崩溃。任一异常 → 标记 FAIL

**覆盖原则**：单连接 socket（NET 层异常路径 connect 失败处理）

> **实现说明**：TC-NET-703 与 TC-NET-701/702 的 PC 环境互斥（前者要求 PC 服务关闭、后两者要求开启），故固件中 TC-NET-703 由子开关 `PHASE7_TEST_TIMEOUT` 单独启用——默认 `ENABLE_PHASE7_TESTS` 仅跑 701/702；单独开启 `PHASE7_TEST_TIMEOUT` 并关闭 PC 服务后重编，方可执行 703。

### TC-NET-704: 5-Socket 并发 TCP Client（多 Socket 模式验证）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-704 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 / 并发测试（NET 层） |
| **标题** | 同时打开 5 个 Socket 连接 PC Server，各自 64B 收发 |
| **前置条件** | 1. PC: `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081 --max-conn 5`（并发回显，`--max-conn` 为并发计数）<br>2. `net_init()` 已置 `FUN_PARA=0x08`，Socket 缓冲按「CH395F 缓冲架构」分配（每 Socket 接收 2KB + 发送 1KB，MSS=1024）——**缓冲显式分配是本用例的前提**（Socket 可用性不依赖 FUN_PARA）<br>3. `ENABLE_PHASE7_TESTS` 已定义<br>4. `PHASE7_MULTI_COUNT=5`（并发上限 = `NET_MAX_SOCKETS`(8) − 3 常驻监听；2026-10-15 由 8 降至此） |

**测试步骤与判定标准**：

| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|----|------|----------|----------|
| 1 | 循环 i=0..4：`net_socket()` 创建 5 个 TCP socket（本地端口 51000+i），`net_connect(192.168.31.2:8081)` | 5 个 `net_connect` 均返回 `0` | 任一返回 `-1` |
| 2 | netTask `net_poll()` 推进下，`net_select` 等待全部 5 路可写 | 5 路均在 10s 内 ESTABLISHED | 任一超时未建立 |
| 3 | 每路 `net_send(sockfd, 64B)` → `net_recv(sockfd, 64B)` 校验 | 5 路收发各 64B、字节级比对 + 累加和 `TEST_CHECK` 通过 | 任一收发失败 / 数据不符 / `TEST_CHECK` 失败 |

**通过标准**：5/5 路全部通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL

**覆盖原则**：单连接 socket（多 Socket 并发主路径）、缓冲架构（8×6 块分配，MSS=1024）

> **注**：PC 端 `--max-conn` 须为**并发**计数（连接关闭即减），否则 Phase 7 全量（701+702+704 共 12 连接）会按累计计数超限而拒掉 4~7。该用例已随 Phase 7 实测通过（并发回显落在 sock2/4/5/6/7，见 TRAP-NET-15 末）。
>
> **2026-10-11 复跑（`FUN_PARA=0x08`）**：**Phase 7 34/34 全通过**，5 路并发 ESTABLISHED + 64 B 回显字节级比对 OK，芯片 Socket 实测落在 **sock2/4/5/6/7**（0/1/3 被 FTP/对时/远显三个监听占用）→ 证明 Socket 可用性不依赖 FUN_PARA。两条**前置排雷**（否则会得到全量假 FAIL）：① PC 适配器落在 **Public** 防火墙配置文件会静默丢入站 8081，症状是 TC701/702/704 全部 `CONNECT TIMEOUT`；② 残留的旧 `tcp_server` 进程占着 8081，新服务器绑不上端口不报错。另：`PHASE7_MULTI_COUNT=5`（2026-10-15 由 8 降至此；`NET_MAX_SOCKETS=8` 减去三个常驻监听）。证据链见 `问题记录/CH395F_Trap_Records.md` TRAP-NET-15。

---

## 9. 阶段 8：大文件 / 批量传输（100KB，文件收发）

| 阶段 | 阶段 8 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合（PC 作 TCP Client 连接 MCU:8080），netTask 运行 |
| **耗时** | 取决于文件大小与速率（100KB 约数秒） |
| **入口** | `ENABLE_PHASE8_TESTS` |
| **配置** | `PHASE8_FILE_SIZE`（默认 102400 = 100KB）；`PHASE8_DIRECTION`（SEND / RECV / ECHO，默认 ECHO） |
| **PC 配合** | `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.31.100 --port 8080 --op recv --file rx_100k.bin --size 102400`（文件发送）<br>`... --op send --file tx_100k.bin --size 102400`（文件接收） |

> 架构：MCU 为 TCP Server（`net_test_task` 监听 8080，`net_accept` 后 `phase8_run(acc)`）；PC 用 `tcp_file` 子命令作 Client 连接 MCU:8080。一次 `phase8_run` 对应一次 PC 连接。

### 设计要点

- **流式分块，不缓存全文件**：`s_tx_buf`/`s_rx_buf` 仅 32KB，100KB 须按窗口逐块生成/校验（递增模式 `(offset+i)&0xFF`），避免占用大块 RAM。
- **方向覆盖（由 `PHASE8_DIRECTION` 选择，或分三次连接分别跑）**：
  - **SEND（TC-NET-801）**：MCU 流式发出 100KB，PC 落盘 `rx_100k.bin` 并校验。
  - **RECV（TC-NET-802）**：PC 读 `tx_100k.bin` 流式发出（尾部附 4 字节 CRC32），MCU 逐块接收并字节校验 + 整包 CRC32 比对。
  - **ECHO（TC-NET-803）**：MCU 发 100KB 由 PC 原样回显，MCU 收齐校验（round-trip，覆盖收发双路径）。
- **完整性校验**：
  - 字节级：递增模式 `(offset+i)&0xFF`，接收端按 offset 逐字节比对（MCU 侧自校验）。
  - 整包级：发送端对 100KB 计算 CRC32，接收端比对；RECV 方向由 PC 在文件末尾附加 4 字节 CRC32（小端），MCU 收齐后比对自身运行的 CRC32。

### TC-NET-801: 100KB 文件发送（MCU→PC）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-801 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（文件发送） |
| **标题** | MCU 流式发送 100KB 至 PC 并落盘校验 |
| **前置条件** | 1. PC: `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.31.100 --port 8080 --op recv --file rx_100k.bin --size 102400`（先连接等待数据）<br>2. `ENABLE_PHASE8_TESTS`，`PHASE8_FILE_SIZE=102400`，`PHASE8_DIRECTION=SEND`<br>3. `net_init` 完成，MSS=1024 |
| **测试步骤** | 1. MCU `net_accept` 建链（PC 已连接）<br>2. 循环填充一个滑动窗口（≤ s_tx_buf）并调用 `net_send`；`net_send` 内部按硬件发送 FIFO（`NET_SEND_CHUNK_MAX`=1KB，见 TRAP-NET-16）自动拆分写入，直至 100KB 发完<br>3. PC 接收全部字节写入 `rx_100k.bin`，按递增模式或预置 CRC32 校验 |
| **通过标准** | PC 收满 102400B 且逐字节/CRC32 校验一致，MCU 无发送错误 |
| **覆盖原则** | DMA 边界安全（分块发送、DMA 边界）、缓冲架构（1KB 发送缓冲） |
| **实测** | ✅ PASS（2026-08-26）：固件 `PHASE8_DIRECTION=SEND`，PC `tcp_file --op recv` 收满 102400B，递增模式逐字节校验通过，CRC32=0x9A0E0C8C，耗时 1209ms / 82.7 KB/s，落盘 `rx_100k.bin` 成功。 |

### TC-NET-802: 100KB 文件接收（PC→MCU）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-802 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试（文件接收） |
| **标题** | PC 流式发送 100KB 文件，MCU 接收并校验 |
| **前置条件** | 1. PC: `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.31.100 --port 8080 --op send --file tx_100k.bin --size 102400`（先连接并发送；无文件则生成 100KB 递增模式）<br>2. 同 TC-NET-801（`PHASE8_DIRECTION=RECV`） |
| **测试步骤** | 1. MCU `net_accept` 建链（PC 已连接）<br>2. 循环 `net_recv`（≤2KB/次，保守一次读空）→ 按 offset 字节校验 + 累计 CRC32，直至收满 100KB<br>3. PC 在文件末尾附 4 字节 CRC32（小端）；MCU 收齐后比对 CRC32 |
| **通过标准** | MCU 收满 102400B，字节校验全过且 CRC32 匹配，无溢出/截断 |
| **覆盖原则** | DMA 边界安全（接收缓冲 2KB 一次读空） |
| **实测** | 🟡 待验证（参考：默认递增模式 100KB 的 CRC32 经 SEND 实测为 `0x9A0E0C8C`，RECV 方向 MCU 累计 CRC32 应与之相等） |

### TC-NET-803: 100KB 回显 round-trip（可选）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-803 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 恢复/压力测试 |
| **标题** | MCU 发 100KB 经 PC 回显原样返回，MCU 收齐校验 |
| **前置条件** | MCU: `PHASE8_DIRECTION=ECHO`（net_accept 监听 8080）；PC: `python ./test/host/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.31.100 --port 8080 --op echo`（PC 作 Client 连 MCU 并原样回显） |
| **测试步骤** | MCU 发 100KB → PC 回显 → MCU 收 100KB 字节校验 |
| **通过标准** | 100KB 全过，验证 100KB 经回显链路完整 |
| **覆盖原则** | 单连接 socket、DMA 边界安全 |
| **实测** | 🟢 已验证（MCU 收齐 102400B 逐字节校验通过；PC 回显客户端 1241ms @ 80.6 KB/s，对端关闭后正常退出；修复了 phase8_run 未关闭连接导致 MCU 在同连接上无限重复、PC 挂起的问题） |

### 实现说明

`phase8_run()` 状态机（netTestTask，`net_accept` 后执行，`sockfd` 为已建链 fd）：

```
IDLE → ACCEPT → [SEND: 分块发 → DONE] / [RECV: 分块收+校验 → DONE] / [ECHO: 分块发 → 分块收(回显) → DONE] → 关闭 → 重新 ACCEPT
```

- **发送**：`phase8_fill(buf, chunk, offset)` 按窗口生成递增模式；`net_send` 经消息队列转发 netTask，由 `net_send_locked` 按发送缓冲(1KB)/`CH395F_SPI_DMA_MAX_PAYLOAD` 自动拆分。
- **接收**：`net_recv` 每次读 ≤2KB（=接收缓冲，保守一次读空），`phase8_verify(buf, n, offset)` 字节校验 + 累计 CRC32。
- **100KB 不整体驻留 RAM**：`s_tx_buf`/`s_rx_buf`=32KB 仅作滑动窗口；`PHASE8_FILE_SIZE` 控制总量。
- **PC `tcp_file` 子命令**（新增，作 Client 连 MCU:8080）：`recv` 接收 `--size` 字节落盘并校验；`send` 读 `--file` 发送并附 4 字节 CRC32 尾。

---

## 10. 阶段 9：Select/Poll I/O 多路复用（单连接）

| 阶段 | 阶段 9 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
| **耗时** | 持续运行 |
| **入口** | `ENABLE_PHASE9_TESTS` |

### TC-NET-901: net_select() 单 socket 就绪检测

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-901 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | `net_select()` 在 Socket 0 数据到达时正确返回 |
| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED |
| **测试步骤** | 1. PC 发送数据<br>2. `net_select(1, &readfds, ...)` → 返回 > 0<br>3. `NET_FD_ISSET(0, &readfds)` == true<br>4. `net_recv()` → `net_send()` 回显 |
| **通过标准** | 回显成功 |
| **覆盖原则** | 中断集中处理（select 内部调 net_poll） |

### TC-NET-902: net_select() 超时

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-902 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 负向测试 |
| **标题** | 100ms 超时内无数据则返回 0 |
| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED，PC 静置 |
| **测试步骤** | `net_select(1, &readfds, ..., 100ms)` |
| **通过标准** | 返回值 == 0，无崩溃 |

---

## 11. 阶段 10：边界条件测试

| 阶段 | 阶段 10 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
| **耗时** | 按需 |
| **入口** | `ENABLE_PHASE10_TESTS` |

### TC-NET-1001: DMA 边界 −1（4095 字节）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1001 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 边界测试 |
| **标题** | 发送 4095 字节（SPI 最大载荷 −1，单次 DMA 可容纳） |
| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED |
| **测试步骤** | MCU 生成 4095B 递增模式数据 → `net_send_sock(sk, data, 4095)` → 等待 PC 回显 → 验证 |
| **通过标准** | 4095B 完全匹配 |
| **覆盖原则** | DMA 边界安全 |

### TC-NET-1002: DMA 边界（4096 字节）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1002 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 边界测试 |
| **标题** | 发送 4096 字节（等于 SPI 最大载荷，填满单次 DMA） |
| **测试步骤** | MCU 发 4096B → 等待回显 → 验证 |
| **通过标准** | 4096B 完全匹配 |
| **覆盖原则** | DMA 边界安全 |

### TC-NET-1003: DMA 边界 +1（4097 字节）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1003 |
| **优先级** | P0 |
| **类型** | 边界测试 |
| **标题** | 发送 4097 字节（超过 SPI 最大载荷，自动拆两次 DMA：4096+1） |
| **测试步骤** | MCU 发 4097B → `net_send_locked` 自动拆 4096+1 → 等待回显 → 验证 |
| **通过标准** | 4097B 完全匹配，两次 DMA 无缝衔接 |
| **覆盖原则** | DMA 边界安全 |

### TC-NET-1004: 零长度收发

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1004 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 负向测试 |
| **标题** | `net_send_sock(sk, buf, 0)` 返回 −1 |
| **测试步骤** | `net_send_sock(sk, s_phase9_tx, 0)` |
| **通过标准** | 返回 < 0，无崩溃 |

### TC-NET-1005: 连续快速发送 20 小包

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1005 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 压力测试 |
| **标题** | 20 × 100 字节连续快速发送（验证 SENDBUF_FREE 等待机制） |
| **测试步骤** | 循环 20 次：`net_send_sock(sk, buf, 100)`，间隔 1ms |
| **通过标准** | 20/20 成功，回显 2000B 完全匹配 |

### TC-NET-1006: 快速连接-断开 ×20 轮（未实现：20 轮「连上立即断开」压力与每轮回到 LISTEN 的断言都没有；单轮断开重连由 TC-NET-605 覆盖，2026-10-21 用例清点）

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1006 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 稳定性测试 |
| **标题** | 20 次快速连接-断开循环 |
| **测试步骤** | PC 连 8080 → 立即断开 → 等 s0 恢复 LISTEN → 重复 20 次 |
| **通过标准** | 20/20 不卡死，s0 始终回到 LISTEN |

---

## 12. 阶段 11：KeepAlive 超时断开

| 阶段 | 阶段 11 |
|---------|-----------|
| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
| **耗时** | ~1.5–2 分钟（连接+网卡禁用后实测判死 18~31s，加恢复重连；芯片定时语义以实测为准，见 E11/E13） |
| **入口** | `ENABLE_PHASE11_TESTS`（2026-10-13 起默认开启；服务器侧开关由 net 层在 CONNECT 后自动置位，`docs/芯片手册/CH395F.md` §5.56） |
| **配置** | KeepAlive 空闲 60s，探测间隔 5s，3 次（`net_config.h`） |

### TC-NET-1101: KeepAlive 触发断开

| 字段 | 值 |
|------|-----|
| **ID** | TC-NET-1101 |
| **优先级** | P1 |
| **类型** | 功能测试 |
| **标题** | TCP 连接空闲超过 KeepAlive 阈值后自动断开 |
| **前置条件** | 1. `NET_KEEPALIVE_IDLE_MS=60000` / `INTVL=5000` / `CNT=3`（`net_config.h`）<br>2. 对端须为**死对端**：PC 连接 8080 后**禁用网卡**制造"链路在、对端静默"（存活对端会 ACK 探测 → 永不 TIMEOUT；Windows 防火墙规则对已建立连接无效，E11 实证）<br>3. 勿与 Phase 6/9/10/13 混选（recv 互抢数据） |
| **测试步骤** | 1. PC 连接 8080，不发数据<br>2. 立即禁用 PC 网卡（中间有交换机 → 设备侧 PHY 链路保持）<br>3. 等待芯片报 TIM_OUT（实测判死窗：连接起 **18~31s**，芯片定时语义与手册公式 75s 不符，见 `docs/网络/网络自愈架构设计.md` §5.2 E11/E13）<br>4. 本层 QUARANTINE → reconciler 形态③④ 重建 → s0 回 LISTEN<br>5. 恢复网卡，重连 8080 验证端口已恢复 |
| **通过标准** | recv 返回 0 且耗时落在 **10s~120s 有界窗**（下限防"存活空闲会话被误杀"——空闲存活场景实测存活对端静默 90s 不触发；上限防"判死缺位"）；s0 回 LISTEN 且可接受新连接。报告后测试自动释放 socket 等新连接再测（一次性，防对已死连接 10ms 节奏刷假 FAIL） |

---



## 12.5 阶段 15：自愈驱动原语（硬件层，无需 PC）

验证 `ch395f` 自愈原语（`docs/网络/网络自愈架构设计.md` §4.4；形态定案锚点
同文档 §5.2 E2/E3/E4）。硬件层模式独占芯片，用 Socket 7
（产品监听 0~4 不涉），无需 PC 配合。污染会话下的复位载荷完整性不在本 Phase
（已由 E4 bench 60 轮实证），本 Phase 只验状态机跑通与判据语义。

| 用例 | 内容 | 通过标准 |
|------|------|----------|
| TC-NET-1501 | 状态回读一致性 + `ch395f_cmd_done` 语义 + 二段关闭 + 哨兵/边界 | open done ≤50ms；listen done ≤20ms（E2：100% ≤10ms）；缓存 05/01；**LISTEN 态 close 二段**：一段后 05/00（监听已拆、byte0 未落）、二段后 byte0=00 ≤500ms；closed 时 tcp_state=0xFF 哨兵；sn=8 越界返 {00,FF} |
| TC-NET-1502 | `sock_reset_begin/poll` 非阻塞状态机（OPEN 态，QUARANTINE） | begin 受理；运行中二次 begin 返 -1（busy reject）；≤3000ms 落定 rc=0；复位后芯片 CLOSED、poll 幂等返 0、可重开 |
| TC-NET-1502b | LISTEN 态 Socket 复位（GRACEFUL，走 WAIT_CLOSE 二段补发路径） | ≤3000ms 落定 rc=0（实测 ~180ms）；复位后 CLOSED |
| TC-NET-1503 | 链路态缓存 + 事件护栏边界 | 稳定链路 feed 两次不虚增变化计数；link_up 缓存=1；`sock_events(8)` 越界返 0 |

**二段关闭语义**（本 Phase 首跑实证，详见 `docs/网络/网络自愈架构设计.md` §5.2 E2）：LISTEN 态
`CLOSE_SOCKET` 返 SUCCESS 但只拆监听（TCP 01→00），byte0 恒 05；需再发一次
CLOSE 才落 00。与 TRAP-NET-07 的 `0x05/0x00` 驻留签名同源；`sock_reset_poll` 的
WAIT_CLOSE 阶段已内置二段补发（只补一次），生产 net 层则靠 TRAP-NET-09 open 重试吸收。

**运行方法**：`ch395f_test.h` 启用 `ENABLE_PHASE15_TESTS`（自动进入硬件层模式，
勿与 NET 层 Phase 混选）→ `/keil-build` → 烧录 → 串口看 `=== Phase 15: 20/20 PASSED ===`。

---

## 13. Python 测试脚本参考

| 命令 | 模式 | 说明 |
|------|------|------|
| `tcp_server --port 8081` | PC 作 TCP 回显服务器（回显循环） | 测试 TCP Client（阶段 2 硬件层；阶段 7 Client 701/702/703） |
| `tcp_client --ip ... --port 8080` | PC 作 TCP Client | 测试 TCP Echo（阶段 6/8/9） |
| `tcp_file --ip ... --port 8080 --size 20480` | PC 作文件接收 | 测试大文件传输（阶段 7） |
| `udp_client --ip ... --port 60000` | PC 作 UDP Client | 测试 UDP Echo（阶段 3） |
| `udp_server --port 8082` | PC 作 UDP Server | 接收 CH395F UDP 数据 |
| `dhcp_server ...` | DHCP Server | 内置 DHCP（阶段 4，需管理员权限） |

### 通用参数

| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `--ip` | 192.168.31.100 | 目标 IP |
| `--port` | 因模式而异 | 端口 |
| `--count` | 10 | 测试次数 |
| `--timeout` | 30 | 超时秒数 |
| `--size` | 1024 | 包大小 |

---

## 14. 已知陷阱

| ID | 陷阱 | 现象 | 修复 |
|----|------|------|------|
| TRAP-NET-03 | DHCP xid 偏移错误 | DHCP 握手失败 | xid 在 `data[4:8]` |
| TRAP-NET-04 | UDP 无 SENDBUF_FREE 等待 | 后续接收挂起 | 每次 write 后等 SENDBUF_FREE |
| TRAP-NET-05 | PHY 不兼容 RTL8305NBI | 链路抖动 | `ch395f_set_phy(0x08)` 强制 100M_FULL |
| TRAP-NET-06 | KeepAlive 非 500ms 倍数 | 参数不生效 | 必须 500ms 倍数 |
| TRAP-NET-07 | 只 `disconnect` 不 `close`（bit3=1） | 停在 `0x05/0x00`、重开返 `0x20` | 直接 `close_socket`（§5.35 自动断链，**非 RST**）；见 TRAP-NET-07与 TC-NET-204 |
| TRAP-NET-08 | RECV 电平中断无限循环 | netTask 饿死 | `net_poll` 每次只一批，数据在应用中读 |
| TRAP-NET-09 | PHY 刚建立 link 立即 open | 首次连接失败 | 启动延时 + 重试 |
| TRAP-NET-10 | 消息队列值拷贝丢失 | API 返回旧值 | 改用 `xTaskNotify` |
| TRAP-NET-11 | `net_accept_locked` 拒 ESTABLISHED | FTP PASV 失败 | 允许 ESTABLISHED |
| 旧机理（未证实） | `recv_len` 分批读取归零 | 227 轮往返未复现 | 保守按一次读空执行；定向 TC 待补 |
| **TRAP-NET-12** | **`NET_SEND_BUF_SIZE` > DMA 限制** | **>1496B 发送静默失败** | **`net_send_locked` 按 `NET_DMA_MAX_PAYLOAD` 分块 ✅ 已修复** |

---

## 附录 B：通过/失败汇总

| 阶段 | TC ID | 优先级 | 类型 | 状态 |
|------|-------|--------|------|------|
| 阶段 1 | TC-NET-101 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 1 | TC-NET-102 | P1 | 功能测试 | ✅ 由阶段 1 第 6 项覆盖（`test/board/ch395f_test_task.c` 的 `ch395f_get_glob_int_status_all()` 双读断言）；原条目在 2026-08-22 重构中删除、本汇总行未同步 → 2026-10-21 核对补注 |
| 阶段 2 | TC-NET-201 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 2 | TC-NET-202 | P0 | 恢复测试 | ✅ |
| 阶段 2 | TC-NET-203 | P1 | 负向测试 | ✅ |
| 阶段 3 | TC-NET-301 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 3 | TC-NET-302 | P1 | 合规测试 | ✅ |
| 阶段 4 | TC-NET-401 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 4 | TC-NET-402 | P1 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 5 | TC-NET-501 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 5 | TC-NET-502 | P1 | 合规测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-601 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-602 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-603 | P0 | 边界测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-604 | P0 | 边界测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-605 | P0 | 恢复测试 | ✅ |
| 阶段 6 | TC-NET-606 | P1 | 恢复测试 | ✅ |
| 阶段 7 | TC-NET-701 | P0 | 功能测试 | ✅ |
| 阶段 7 | TC-NET-702 | P0 | 恢复测试 | ✅ |
| 阶段 7 | TC-NET-703 | P1 | 负向测试 | ✅ |
| 阶段 7 | TC-NET-704 | P0 | 并发测试 | ✅ |
| 阶段 8 | TC-NET-801 | P0 | 文件发送 | ✅ |
| 阶段 8 | TC-NET-802 | P0 | 文件接收 | 🟡 |
| 阶段 8 | TC-NET-803 | P1 | 回显/压力 | 🟡 |
| 阶段 9 | TC-NET-901 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
| 阶段 9 | TC-NET-902 | P1 | 负向测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1001 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1002 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1003 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1004 | P1 | 负向测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1005 | P1 | 压力测试 | 🟡 |
| 阶段 10 | TC-NET-1006 | P1 | 稳定性测试 | 🟡 |
| 阶段 11 | TC-NET-1101 | P1 | 功能测试 | 🟡 |
| 阶段 15 | TC-NET-1501 | P0 | 状态回读/二段关闭 | ✅ |
| 阶段 15 | TC-NET-1502 | P0 | 复位状态机 | ✅ |
| 阶段 15 | TC-NET-1502b | P1 | LISTEN 态复位 | ✅ |
| 阶段 15 | TC-NET-1503 | P1 | 链路缓存/事件护栏 | ✅ |

✅ = 已实现并验证 | 🟡 = 已实现待验证 | 🟠 = 待实现

## 附录 C：设计原则覆盖

| 原则 | 覆盖用例 |
|------|----------|
| 单 socket 生命周期 | TC-NET-202, 203, 601, 605, 606, 701, 702, 703, 704, 801, 802, 901, 902, 1001~1006 |
| 中断即读即清 | TC-NET-101, 102, 501, 502, 901 |
| 消息队列线程安全 | TC-NET-301, 302, 401 |
| DMA 边界安全 | TC-NET-501, 502, 603, 604, 801, 802, 1001~1005 |

## 附录 D：CH395F 边界条件速查

| 操作 | 大小 | 行为 |
|------|------|------|
| `net_send(buf, ≤1496)` | 1~1496B | 单次 DMA 事务（旧 DMABUF=1500 时完全容纳） |
| `net_send(buf, 1497~4096)` | 1497~4096B | 旧代码**静默失败**；现 DMABUF=4100 **一次 DMA 容纳** |
| `net_send(buf, 4097~65535)` | >4096B | `net_send_locked` **自动分块**（受单 Socket 发送缓冲 1KB 约束；当前按 `NET_DMA_MAX_PAYLOAD=4096` 拆分，需实测） |
| `net_send(buf, 0)` | 0 | 返回 `-1`（`NET_ERR_INVAL`） |
| `ch395f_get_recv_len()` | 0~65535 | 返回 CH395F 硬件缓冲当前可用数据量 |
| `ch395f_read_recv_buf(buf, 4096)` | 4096B | 一次性读空 Socket 0 整个接收缓冲 |
| `ch395f_read_recv_buf(buf, 100)` | 100B | ⚠️ `recv_len` 之后**归零**，剩余数据**丢失** |