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# CH395F 网络测试规范
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## 1. 概述
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本文档定义 CH395F 以太网驱动（STM32F407ZGTx，SPI2 接口）在**单连接 socket 模式**下的测试规范。测试按阶段（TM-PHY-NN）组织，每个阶段包含独立测试用例（TC-NET-NNN）。
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### 设计原则
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| 原则 | 描述 | 验证用例 |
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| DP-01 | 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-201~406 |
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| DP-02 | 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 |
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| DP-03 | 线程安全：所有 CH395F 操作通过 `netMsgQueue` 在 netTask 串行处理 | TC-NET-301~302 |
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| DP-04 | 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-801~805 |
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### CH395F 缓冲架构（关键参数）
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| 参数 | 值 | 说明 |
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| CH395F 内部总缓冲 | 32KB（32 块 × 1KB） | Socket 0~3 各 4KB 默认 |
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| Socket 0 发送缓冲 | 4096B（硬件默认） | 未显式配置时使用 |
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| Socket 0 接收缓冲 | 4096B（硬件默认） | 未显式配置时使用 |
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| **SPI DMA 缓冲** | **4100B** | `CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE` |
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| **单次 SPI 最大载荷** | **4096B** | `CH395F_SPI_DMA_MAX_PAYLOAD` |
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| 单次 net_send 最大分块 | 4096B | 超限自动分多次 DMA |
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| recv_len 最大值 | 65535 | `uint16_t` |
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> **关键约束**：CH395F 硬件接收缓冲 4096B。`recv_len` 在调 `read_recv_buf` 读取**部分**数据后归零（Trap 13）。因此每次接收调用需确保 `read_len >= recv_len`，或增大 DMA 缓冲以一次性读空。当前 `CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE=4100` 可覆盖完整 4096B 接收缓冲。
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### 大文件传输（20KB+）策略
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单连接模式下，超过 Socket 0 硬件缓冲（4KB）的数据通过以下机制传输：
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发送端：net_send(buf, 20480)
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→ net_send_locked 分块，每块 ≤ 4096B
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→ 块 1: ch395f_write_send_buf(sock, buf[0..4095], 4096) // DMA 事务 1
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→ 等待 SENDBUF_FREE
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→ 块 2: ch395f_write_send_buf(sock, buf[4096..8191], 4096) // DMA 事务 2
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→ ...
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→ 共 5 次 DMA 事务完成 20KB
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接收端：net_recv(buf, 20480)
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→ net_recv_locked 循环拉取
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→ ch395f_get_recv_len() 返回硬件缓冲中当前可用数据（≤4096B）
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→ ch395f_read_recv_buf() 一次性读空硬件缓冲（≤4096B/DMA 事务）
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→ 循环直至全部 20480B 收完
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```
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**边界条件**：
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- 发送 `≤4096B`：一次 DMA 事务完成
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- 发送 `4097B`：两次 DMA 事务（4096 + 1）
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- 接收缓冲满（4096B）：必须一次性读空，否则 `recv_len` 归零导致剩余数据丢失
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- 发送 `0B`：`net_send` 返回 `-1`（`NET_ERR_INVAL`）
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### 测试环境
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PC (192.168.1.2) ──── 交换机 ──── CH395F (192.168.1.100)
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MCU: STM32F407ZGTx @ 168MHz, Keil MDK-ARM v5 (ARMCC)
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```
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### 构建模式与执行顺序
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测试固件通过条件编译分为**两种互斥形态**（`test/ch395f_test.h` 中同时启用两层会触发 `#error`）：
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| 构建模式 | 启用宏 | 固件形态 |
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|----------|--------|----------|
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| **硬件层模式** | `ENABLE_PHASE1~5_TESTS` | **netTask 不创建**，CH395F 协议栈初始化由 ch395fTestTask 完成后独占芯片执行阶段 1~5（裸调 `ch395f_*` 命令） |
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| **NET 层模式** | `ENABLE_PHASE6~10_TESTS` | 完整网络栈：netTask 运行 `net_poll()` 轮询，testTask 经 `net_socket` API 在 TCP 监听循环中执行阶段 6~10 |
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**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→…→10。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。
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### 阶段编号对照（2026-08 重排）
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| 新阶段 | 内容 | 旧阶段 | 层 |
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| 阶段 1 | 寄存器/SPI 命令验证 | 阶段 1 | 硬件层 |
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| 阶段 2 | TCP Client 收发/重连 | 阶段 2 | 硬件层 |
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| 阶段 3 | UDP Server 回显 | 阶段 3 | 硬件层 |
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| 阶段 4 | DHCP | 阶段 6 | 硬件层 |
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| 阶段 5 | 大文件传输（硬件层） | 新增（替代原 PHY 测试） | 硬件层 |
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| 阶段 6 | NET 层 TCP（Echo + Client 扩展） | 阶段 4 | NET 层 |
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| 阶段 7 | 大文件传输 | 阶段 5 | NET 层 |
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| 阶段 8 | Select/Poll | 阶段 7 | NET 层 |
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| 阶段 9 | 边界条件 | 阶段 8 | NET 层 |
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| 阶段 10 | KeepAlive | 阶段 10 | NET 层 |
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> TC 用例 ID（TC-NET-xxx）保持不变，仅阶段号/TM-PHY 重排；历史记录按上表追溯。
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> 原阶段 2 内嵌的 NET 层部分（TC-NET-204/205/206）已并入**阶段 6**「Client 模式扩展」——硬件层阶段（1~5）不再包含任何 BSD Socket API 用例。
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### 启用测试
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编辑 `test/ch395f_test.h`，取消注释对应 `ENABLE_PHASEx_TESTS` 宏（同一模式内 Phase 6/7/8/9 可共存于 testTask 循环）。
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## 2. 阶段 1：寄存器与 SPI 命令验证
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| 阶段 ID | TM-PHY-01 |
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| **类型** | 独立运行 |
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| **耗时** | ~1 秒 |
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| **入口** | `ch395fTestTask` 启动后自动运行 |
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| **出口** | 串口 "Phase 1 Tests Complete" 且 0 失败 |
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### TC-NET-101: SPI 命令路径完整性
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-101 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | 验证所有 SPI 命令路径返回预期值 |
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| **前置条件** | 1. CH395F 已上电，SPI2 已初始化<br>2. 未启用其他阶段 |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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| 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 |
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| 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） |
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| 3 | `ch395f_set_ip_addr(192.168.1.100)` → `ch395f_get_ip_inf()` 回读 IP | `ip_info[0..3] == 192.168.1.100` | 任意字节不匹配（写入/回读不一致） |
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| 4 | `ch395f_set_gwip_addr(192.168.1.1)` → `ch395f_get_ip_inf()` 回读 GW | `ip_info[4..7] == 192.168.1.1` | 任意字节不匹配 |
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| 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 |
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| 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） |
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| 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） |
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| 8 | `ch395f_set_arp(10, 5)` → `ch395f_get_cmd_status()` | `CMD_STATUS == 0x00` | `CMD_STATUS` 非 `0x00` |
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| 9 | `ch395f_set_ttl(0, 64)` → `ch395f_get_cmd_status()` | `CMD_STATUS == 0x00` | `CMD_STATUS` 非 `0x00` |
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**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
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**覆盖原则**：DP-02
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## 3. 阶段 2：TCP Client（CH395F 主动发起连接）
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| 阶段 ID | TM-PHY-02 |
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| **类型** | 需 PC 配合 |
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| **耗时** | ~60 秒 |
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| **入口** | `ch395fTestTask` 启动后自动运行 |
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| **出口** | 串口 "Phase 2 Tests Complete" 且 0 失败 |
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**分层说明**：本阶段属于**硬件层模式**（netTask 不创建，CH395F 由 ch395fTestTask 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。
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### TC-NET-201（硬件层）: TCP Client 连接与数据交换
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-201 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试（硬件层） |
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| **标题** | ch395f TCP Client → PC TCP Server，64 字节收发 |
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| **前置条件** | PC: `python test/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081`（PC 作 TCP 回显服务器，收到数据原样回显） |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 1 | `ch395f_set_proto_type(0, CH395F_PROTO_TYPE_TCP)` + 设置目标 IP `192.168.1.2`、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） |
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| 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） |
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| 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） |
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| 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） |
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| 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 |
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| 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 |
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| 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） |
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**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
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**覆盖原则**：DP-01（open→connect→send→recv→close 主路径，硬件层）
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### TC-NET-202（硬件层）: TCP Client 关闭重连 ×3 轮
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-202 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 / 恢复测试（硬件层） |
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| **标题** | 关闭→重连循环 3 轮，每轮含数据交换 |
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| **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） |
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**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）：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 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） |
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| 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） |
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| 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） |
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| 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 |
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| 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 |
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| 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） |
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**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
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**覆盖原则**：DP-01（open→connect→close→re-open→reconnect，硬件层）
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### TC-NET-203（硬件层）: TCP Client 连接超时
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-203 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 负向测试（硬件层） |
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| **标题** | 目标端口无服务时连接超时 |
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| **前置条件** | 1. PC **未**运行 TCP Server（`192.168.1.2:8081` 无监听）<br>2. TC-NET-201 通过 |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 1 | `ch395f_set_proto_type(0, CH395F_PROTO_TYPE_TCP)` + 设置目标 IP `192.168.1.2`、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） |
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| 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） |
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| 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） |
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| 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 |
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**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
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**覆盖原则**：DP-01（异常路径的 connect 失败处理，硬件层）
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## 4. 阶段 3：UDP Server Echo（CH395F 作为 UDP Server）
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| 阶段 ID | TM-PHY-03 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | 需 PC 配合 |
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| **耗时** | ~60 秒 |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE3_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
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| **出口** | 串口 "Phase 3 Tests Complete" 且 0 失败 |
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**分层说明**：本阶段属于**硬件层模式**（netTask 不创建），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。
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> 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 04）。
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### TC-NET-301（硬件层）: UDP 基础回显
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-301 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试（硬件层） |
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| **标题** | 30 轮 64B UDP 数据报回显 |
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| **前置条件** | PC: `python test/ch395f_socket_test.py udp_client --ip 192.168.1.100 --port 60000` |
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> **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-302（变长）；脚本 `"HELLO"` 就绪探针只回显、**不计数**，不占用用例预算。
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 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） |
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| 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） |
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| 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 |
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| 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） |
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**通过标准**：30/30 轮回显成功，0 失败。任一失败 → 阶段标记 FAIL
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**覆盖原则**：DP-03（UDP 收发路径，包头源地址解析）
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### TC-NET-302（硬件层）: UDP 合规测试（变长载荷）
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-302 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 合规测试（硬件层） |
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| **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 |
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| **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） |
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**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。
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**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
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**覆盖原则**：DP-03（变长载荷边界）
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## 5. 阶段 4：DHCP 动态获取 IP
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| 阶段 ID | TM-PHY-04 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | PC 配合（脚本绑定 UDP/67，Windows 需**管理员权限**） |
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| **耗时** | ~10s（上限 30s DISCOVER 轮询 + 30s HELLO 等待） |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE4_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
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| **出口** | 串口 "Phase 4: N/N PASSED (failed=0)" |
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| **注意** | **改变 CH395F IP 配置**，必须独立运行（勿与其他阶段连跑） |
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### 机制与会话结构
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**DHCP 报文流**（PC = DHCP Server，CH395F = Client）：
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```
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CH395F PC (dhcp_server)
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| DISCOVER (xid, chaddr) ---------> | data[242]==1
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| <-------- OFFER (yiaddr=分配IP) | xid/chaddr 原样回填，双广播发送
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| REQUEST (server_id 校验) ------> | data[242]==3
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| <-------- ACK (掩码/网关/租约) | data[242]==5
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应用 IP -> Socket6 广播宣告 -> HELLO 回显
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```
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**关键实现约束**：
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- **xid/chaddr 回填**：OFFER/ACK 必须原样回传 DISCOVER 的 `xid([4:8])` 与 `chaddr([28:34])`（Trap 03：早期 xid 偏移错误导致芯片丢弃响应）
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- **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
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- **双广播发送**：OFFER/ACK 同时发 `255.255.255.255` 与 `192.168.1.255`（规避 Windows 定向广播路由限制）
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- **REQUEST 重试**：PC 最多等 8×5s；期间收到重复 DISCOVER 则重发 OFFER
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**固件会话结构**（phase4_run）：
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| 序 | 操作 | 参数 |
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|----|------|------|
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| 1 | `ch395f_set_dhcp(1)` 启动协商 | - |
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| 2 | 轮询 `GET_DHCP_STATUS == 0x00` | 超时 30s，间隔 500ms（循环中同步读清 GINT_ALL） |
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| 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`（见风险 #4） |
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| 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 |
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| 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`） |
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### TC-NET-601（硬件层）: DHCP 完整握手
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-601 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试（硬件层） |
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| **标题** | DISCOVER → OFFER → REQUEST → ACK 全流程获取 IP |
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| **前置条件** | 管理员 PowerShell: `python test/ch395f_socket_test.py dhcp_server --ip 192.168.1.77 --dhcp-iface 192.168.1.2`（`--ip` 建议 ≠ 静态 IP，以证明确为动态获取） |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 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） |
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| 2 | CH395F 发 DISCOVER → PC 回 OFFER | PC: "收到 DISCOVER (xid=..)" + "发送 OFFER" | msg_type ≠ 1 或 len ≤ 250 |
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| 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） |
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| 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 |
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**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
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**覆盖原则**：DP-03（DHCP 自动配置路径）
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### TC-NET-602（硬件层）: DHCP 后连通性验证（宣告 + HELLO 回显）
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-602 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 功能测试（硬件层） |
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| **标题** | 获取 IP 后广播宣告 + 按 UDP 包头源地址回显 HELLO |
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| **前置条件** | TC-NET-601 通过；同一脚本会话内自动衔接 |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 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 |
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||
| 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 |
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| 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 |
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**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
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**覆盖原则**：DP-03（动态 IP 下的端到端 UDP 通路）
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## 6. 阶段 5：大文件传输（硬件层）
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| 阶段 ID | TM-PHY-05 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | PC 配合（`tcp_bulk`：先收 256KB 不回声 → 再按 LCG 回放 256KB） |
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| **耗时** | ~20 秒（256KB 顺序双向：TX 256KB + RX 256KB，视链路/SPI 吞吐） |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE5_TESTS`，ch395fTestTask 启动后自动运行 |
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| **出口** | 串口 "Phase 5: N/N PASSED (failed=0)" + 吞吐统计 |
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| **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 |
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> 编号说明：TC-NET-**511/512** 取 5xx"文件传输族"顺延（501/502 已属 NET 层阶段 7）；原阶段 5 的 TC-NET-901/902 因板载拓扑不可测已整体删除（见风险表 #1）。
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### 为什么 4KB 接收缓冲不会丢数据（TCP 流控原理）
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PC 一次回放 256KB，而 CH395F socket 接收缓冲默认仅 4KB——不丢数据的保证**不靠缓冲够大，靠 TCP 流控（通告窗口）**。
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数据不是全部驻留芯片，而是在一串缓冲区里"接力"：
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```
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PC OS 发送缓冲(64~256KB) → 网络在途 → CH395F 接收缓冲(4KB) → MCU 读取
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```
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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）：
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1. PC 发数据，芯片收进自己的 4KB 接收环形缓冲；
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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；
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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。
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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 4KB，平均速率远高于发送速率，缓冲常年接近空）。
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||
|
||
"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。
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||
|
||
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。
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### 机制与会话结构
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**顺序双测向协议**（TX 与 RX 单向隔离，独立测吞吐/完整性）：
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```
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MCU (TCP Client, ch395f_* 裸命令) PC (tcp_bulk --port 8081)
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| open/connect -> CONNECT accept
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||
|== 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"
|
||
```
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||
**要点**：
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||
- **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
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||
- **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 = socket 默认发送缓冲上限，同时命中 DP-04 的 DMA 单次读边界
|
||
- 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
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||
**固件会话结构**（phase5_run）：
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| 序 | 操作 | 参数/超时 |
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|----|------|----------|
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| 1 | close 清残留 → proto/des_ip/des_port/sour_port 配置 → open+connect | 两级中断等 CONNECT，15s |
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| 2A | 连续发送 64×4KB = 256KB（PC 只收） | SENBUF_FREE 单块 2s |
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||
| 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) |
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||
---
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### TC-NET-511（硬件层）: 256KB 顺序双向（纯 TX + 纯 RX）完整性
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-511 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试（硬件层） |
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| **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 |
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| **前置条件** | PC: `python test/ch395f_socket_test.py tcp_bulk --port 8081 --bulk 262144 --chunk 4096`（先启动等待连接） |
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|
||
**测试步骤与判定标准**：
|
||
|
||
| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|
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|----|------|----------|----------|
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||
| 1 | 复位 MCU → 裸命令 connect 到 :8081 | "connected within 15000ms" | 连接超时 / cmd_status 非 0x00 |
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||
| 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 |
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|
||
**通过标准**：步 1~3 全部满足。任一失败 → 阶段标记 FAIL
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**覆盖原则**：DP-02（两级中断轮询）、DP-04（4KB DMA 读边界）
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### TC-NET-512（硬件层）: 变总量与跨包分块合规
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-512 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 合规测试（硬件层） |
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||
| **标题** | 三档总量（64KB/256KB/1MB）+ 非整除块边界（4093B）回归 |
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||
| **前置条件** | 同 TC-NET-511；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**：
|
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|
||
| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
|
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|----|------|----------|----------|
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| 1 | `PHASE5_TOTAL_BYTES=64*1024` 重编译，PC `--bulk 65536` 跑一遍 | 全绿 | 同 TC-511 |
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||
| 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
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||
**覆盖原则**：DP-04（跨包/非对齐边界）
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> **记录（2026-08-24 实测）**：三档全部 **6/6 PASSED**，checksum 逐档相等 ——
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> 64KB（4096B 块）: TX 420 / RX 364 KB/s；1MB（4096B 块）: TX 449 / RX 391 KB/s；
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> 4093B 块（261952B）: TX 448 / RX 368 KB/s。吞吐随总量/块大小基本恒定，
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> 双方向均约 370~450 KB/s，疑似 SPI 总线（SPI2 DMA）为瓶颈。
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### 已知风险与待实施项
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| # | 事项 | 影响 | 状态 |
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|---|------|------|------|
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| 1 | 原 PHY 测试（TC-NET-901/902）删除：CH395F 直连板载 RTL8305NBI 交换机，PHY 恒 link up，拔插外线上联无法在芯片 PHY 产生变化事件（2026-08-24 实测 0/1 FAIL 后决议） | 编号 901/902 弃用 | ✅ 已移除 |
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| 2 | DP-05（PHY 链路恢复）失去覆盖对象 | 设计原则表缩减 | ✅ 已同步删除 |
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| 3 | 吞吐基线（2026-08-24 实测）：TX 420~449 KB/s、RX 364~391 KB/s，随总量/块大小基本恒定，疑似 SPI 总线为瓶颈 | 后续 SPI 时钟/驱动优化以该基线为参照 | ✅ 已记录 |
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## 7. 阶段 6：NET 层 TCP（Server 回显 + Client 主动连接）
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| 阶段 ID | TM-PHY-06 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
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| **耗时** | 持续运行 |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE6_TESTS`，`ch395fTestTask` TCP 回显循环中运行 |
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| **出口** | 用户终止 |
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两部分组成：
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- **Server 模式（TC-NET-401~406）**：MCU 监听 8080，PC 主动连接，验证回显通路 —— 已实现 🟡
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- **Client 模式扩展（TC-NET-204/205/206）**：MCU 经 BSD Socket API 主动连接 PC Server，补全 `net_connect()` 路径 —— 待实现 🟠（ID 沿用历史编号，原属阶段 2 的 NET 层部分）
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### TC-NET-401: Socket 0 单连接生命周期
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-401 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | Socket 0: OPEN → TCP_LISTEN → ESTABLISHED（单连接） |
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| **前置条件** | 1. `net_init("192.168.1.100")` 成功<br>2. `net_listen(sock0)` 已调用<br>3. PC: `python ch395f_socket_test.py tcp_client --ip 192.168.1.100 --port 8080` |
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||
| **测试步骤** | 1. PC 连接 8080<br>2. Socket 0 收到 CONNECT → ESTABLISHED<br>3. 发数据 → 回显 |
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| **通过标准** | 仅 s0 状态变化；串口 `s0:int=0x08` → ESTABLISHED |
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| **覆盖原则** | DP-01 |
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### TC-NET-402: 64 字节小包回显
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-402 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | 10 轮 64B TCP 回显 |
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| **测试步骤** | PC 发 10×64B，MCU 回显 |
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| **通过标准** | 10/10 匹配 |
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### TC-NET-403: 1460 字节 MSS 回显
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-403 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | MSS 大小（1460B）TCP 回显 |
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| **测试步骤** | PC 发 1460B，MCU 回显 |
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| **通过标准** | 1460B 完全匹配，无截断 |
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### TC-NET-404: 4096 字节缓冲满回显
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-404 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | 填满 Socket 0 接收缓冲（4096B）回显 |
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| **前置条件** | DMABUF=4100 可一次性读空 |
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| **测试步骤** | PC 发 4096B，MCU 经 DMA 一次性读取并回显 |
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| **通过标准** | 4096B 完全匹配 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### TC-NET-405: 断开重连
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-405 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 恢复测试 |
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| **标题** | PC 断开后 Socket 0 自动重新监听并接受新连接 |
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| **测试步骤** | 1. PC 断连 → s0 收 DISCONNECT → CLOSED → re-OPEN → LISTEN<br>2. PC 重连 → s0 → ESTABLISHED<br>3. 发 64B → 验证回显 |
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| **通过标准** | 重连成功，回显正常 |
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| **覆盖原则** | DP-01 |
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### TC-NET-406: 超时恢复
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-406 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 恢复测试 |
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| **标题** | KeepAlive 超时后 Socket 0 自动重新监听 |
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| **测试步骤** | 1. PC 断连后停止响应<br>2. 等待 KeepAlive 触发 TIMEOUT<br>3. s0 → CLOSED → re-OPEN → LISTEN<br>4. PC 重连 → 验证回显 |
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| **通过标准** | 自动恢复，无需手动复位 |
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| **覆盖原则** | DP-01 |
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### Client 模式扩展：主动连接 PC（TC-NET-204 / 205 / 206，🟠 待实现）
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> 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。
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> 用例 ID 沿用历史编号（原阶段 2 的 NET 层部分），保证测试记录可追溯；实现于 `ENABLE_PHASE6_TESTS` 固件中。
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#### TC-NET-204（NET 层）: TCP Client 连接与数据交换
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-204 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试（NET 层） |
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| **标题** | net_socket TCP Client → PC TCP Server，64 字节收发 |
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| **前置条件** | 1. PC: `python ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081`（TCP 回显服务器）<br>2. `net_init()` 已完成（`g_net_ready == 1`，netTask 周期 `net_poll()` 运行中）<br>3. 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」） |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 1 | `net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM, 0)` 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） |
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| 2 | 构造 `struct net_sockaddr_in`（sin_family=`NET_AF_INET`，sin_port=`net_htons(8081)`，sin_addr=`net_inet_addr("192.168.1.2")`）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） |
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| 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 |
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| 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） |
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| 5 | `net_recv(sockfd, buf, 64, 0)` 阻塞接收回显，超时 10s | 返回值 == `64` 且与原数据逐字节一致 | 返回值 `< 0`（超时/断开）或 `≠ 64`（数据不完整）或任意字节不符 |
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| 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） |
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**通过标准**：6/6 通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL
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**覆盖原则**：DP-01（net_socket→net_connect→net_send→net_recv→net_close 主路径，NET 层）
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#### TC-NET-205（NET 层）: TCP Client 关闭重连 ×3 轮
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-205 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 / 恢复测试（NET 层） |
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| **标题** | close→重连循环 3 轮，每轮含数据交换 |
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| **前置条件** | 同 TC-NET-204 |
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**测试步骤与判定标准**（每轮 i = 0,1,2）：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 1 | `net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM, 0)` 创建 socket | 返回 sockfd 非 `-1` | 返回 `-1`（无空闲 Socket） |
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| 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 |
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| 3 | `net_send(sockfd, buf, 64, 0)` → `net_recv(sockfd, buf, 64, 0)` | 收发各 `64` 字节且逐字节一致 | 收发失败或数据不符 |
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| 4 | `net_close(sockfd)` 关闭并释放控制块 | 返回 `0` | 返回 `-1` |
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**通过标准**：3/3 轮全部通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL
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**覆盖原则**：DP-01（net 层 open→connect→close→re-open→reconnect）
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#### TC-NET-206（NET 层）: TCP Client 连接超时
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-206 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 负向测试（NET 层） |
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| **标题** | 目标端口无服务时 net_connect 超时 |
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| **前置条件** | 1. PC **未**运行 TCP Server（`192.168.1.2:8081` 无监听）<br>2. TC-NET-204 通过 |
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**测试步骤与判定标准**：
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| 步 | 操作 | 成功标准 | 失败标准 |
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|----|------|----------|----------|
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| 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） |
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| 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） |
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| 3 | `net_close(sockfd)` 释放 socket | 返回 `0` | 返回 `-1` |
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**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
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**覆盖原则**：DP-01（NET 层异常路径 connect 失败处理）
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## 8. 阶段 7：大文件传输（20KB+）
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| 阶段 ID | TM-PHY-07 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
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| **耗时** | 取决于文件大小和速率 |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE7_TESTS` |
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| **配置** | `PHASE7_FILE_SIZE`（默认 20480）|
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### TC-NET-501: 20KB 分块传输
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-501 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | 20480 字节 TCP 分块收发（>Socket 0 硬件缓冲 4KB） |
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| **前置条件** | `net_send_locked` 支持自动分块（每块 ≤4096B） |
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| **测试步骤** | 1. MCU 填 20KB 递增模式数据<br>2. MCU 分块发送，每块 4096B<br>3. PC 回显<br>4. MCU 接收并逐字节验证 |
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| **通过标准** | 20KB 完全匹配，每字节验证通过 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### TC-NET-502: 64KB 传输（recv_len 上限）
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-502 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | 65535 字节传输（`recv_len` uint16 上限） |
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| **前置条件** | TC-NET-501 通过 |
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| **测试步骤** | 同 501，文件大小 65535 |
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| **通过标准** | 65535B 完全匹配 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### 实现说明
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`phase7_run()` 状态机（`ch395fTestTask` 内）：
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```
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IDLE → (连接建立) → SENDING(分块发) → RECVING(分块收+验证) → DONE → IDLE
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```
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- 每次 `net_send_sock` 自动分块（`net_send_locked` 内按 `NET_DMA_MAX_PAYLOAD=4096` 拆分）
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- 每次 `net_recv_sock` 通过 `ch395f_get_recv_len` 获取硬件缓冲可用数据量（≤4096B），一次性读空
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- 验证模式：递增字节（offset & 0xFF），接收端逐字节比较
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## 9. 阶段 8：Select/Poll I/O 多路复用（单连接）
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| 阶段 ID | TM-PHY-08 |
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| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
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| **耗时** | 持续运行 |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE8_TESTS` |
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### TC-NET-701: net_select() 单 socket 就绪检测
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-701 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | `net_select()` 在 Socket 0 数据到达时正确返回 |
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| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED |
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| **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 |
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| **通过标准** | 回显成功 |
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| **覆盖原则** | DP-02（select 内部调 net_poll） |
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### TC-NET-702: net_select() 超时
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-702 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 负向测试 |
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| **标题** | 100ms 超时内无数据则返回 0 |
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| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED，PC 静置 |
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| **测试步骤** | `net_select(1, &readfds, ..., 100ms)` |
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| **通过标准** | 返回值 == 0，无崩溃 |
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## 10. 阶段 9：边界条件测试
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| 阶段 ID | TM-PHY-09 |
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| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
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| **耗时** | 按需 |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE9_TESTS` |
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### TC-NET-801: DMA 边界 −1（4095 字节）
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-801 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | 发送 4095 字节（SPI 最大载荷 −1，单次 DMA 可容纳） |
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| **前置条件** | Socket 0 ESTABLISHED |
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| **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 |
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| **通过标准** | 4095B 完全匹配 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### TC-NET-802: DMA 边界（4096 字节）
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| 字段 | 值 |
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| **ID** | TC-NET-802 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | 发送 4096 字节（等于 SPI 最大载荷，填满单次 DMA） |
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| **测试步骤** | MCU 发 4096B → 等待回显 → 验证 |
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| **通过标准** | 4096B 完全匹配 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### TC-NET-803: DMA 边界 +1（4097 字节）
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-803 |
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| **优先级** | P0 |
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| **类型** | 边界测试 |
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| **标题** | 发送 4097 字节（超过 SPI 最大载荷，自动拆两次 DMA：4096+1） |
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| **测试步骤** | MCU 发 4097B → `net_send_locked` 自动拆 4096+1 → 等待回显 → 验证 |
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| **通过标准** | 4097B 完全匹配，两次 DMA 无缝衔接 |
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| **覆盖原则** | DP-04 |
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### TC-NET-804: 零长度收发
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-804 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 负向测试 |
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| **标题** | `net_send_sock(sk, buf, 0)` 返回 −1 |
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| **测试步骤** | `net_send_sock(sk, s_phase9_tx, 0)` |
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| **通过标准** | 返回 < 0，无崩溃 |
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### TC-NET-805: 连续快速发送 20 小包
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-805 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 压力测试 |
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| **标题** | 20 × 100 字节连续快速发送（验证 SENDBUF_FREE 等待机制） |
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| **测试步骤** | 循环 20 次：`net_send_sock(sk, buf, 100)`，间隔 1ms |
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| **通过标准** | 20/20 成功，回显 2000B 完全匹配 |
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### TC-NET-806: 快速连接-断开 ×20 轮
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-806 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 稳定性测试 |
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| **标题** | 20 次快速连接-断开循环 |
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| **测试步骤** | PC 连 8080 → 立即断开 → 等 s0 恢复 LISTEN → 重复 20 次 |
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| **通过标准** | 20/20 不卡死，s0 始终回到 LISTEN |
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## 11. 阶段 10：KeepAlive 超时断开
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| 阶段 ID | TM-PHY-10 |
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|---------|-----------|
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| **类型** | PC 配合，netTask 运行 |
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| **耗时** | ~65 秒（60s idle + 15s probes） |
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| **入口** | `ENABLE_PHASE10_TESTS` |
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| **配置** | KeepAlive 空闲 60s，探测间隔 5s，3 次 |
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### TC-NET-1001: KeepAlive 触发断开
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| 字段 | 值 |
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|------|-----|
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| **ID** | TC-NET-1001 |
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| **优先级** | P1 |
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| **类型** | 功能测试 |
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| **标题** | TCP 连接空闲超过 KeepAlive 阈值后自动断开 |
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| **前置条件** | 1. `ch395f_set_keepalive_idle(60000)`<br>2. `ch395f_set_keepalive_intvl(5000)`<br>3. `ch395f_set_keepalive_cnt(3)`<br>4. PC 连接后静置（不发数据） |
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| **测试步骤** | 1. PC 连接 8080，不发数据<br>2. 等待 KeepAlive 探测（60s idle + 3×5s = 75s 最大）<br>3. CH395F 接收 TIMEOUT → s0 → CLOSED → LISTEN |
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| **通过标准** | 超时时间 ≥ 60s，s0 回到 LISTEN |
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## 12. Python 测试脚本参考
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| 命令 | 模式 | 说明 |
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| `tcp_server --port 8081` | PC 作 TCP 回显服务器（多连接循环） | 测试 TCP Client（阶段 2 硬件层；阶段 6 Client 扩展 204/205/206） |
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| `tcp_client --ip ... --port 8080` | PC 作 TCP Client | 测试 TCP Echo（阶段 6/8/9） |
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| `tcp_file --ip ... --port 8080 --size 20480` | PC 作文件接收 | 测试大文件传输（阶段 7） |
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| `udp_client --ip ... --port 60000` | PC 作 UDP Client | 测试 UDP Echo（阶段 3） |
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| `udp_server --port 8082` | PC 作 UDP Server | 接收 CH395F UDP 数据 |
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| `stress --ip ... --port 8080 --count 10` | 压力测试 | 7 并发 × 10 轮 |
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| `dhcp_server ...` | DHCP Server | 内置 DHCP（阶段 4，需管理员权限） |
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### 通用参数
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| 参数 | 默认值 | 说明 |
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|------|--------|------|
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| `--ip` | 192.168.1.100 | 目标 IP |
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| `--port` | 因模式而异 | 端口 |
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| `--count` | 10 | 测试次数 |
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| `--timeout` | 30 | 超时秒数 |
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| `--size` | 1024 | 包大小 |
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## 13. 已知陷阱
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| ID | 陷阱 | 现象 | 修复 |
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| TRAP-01 | ~~多连接初始化顺序~~ | 已废弃（单连接模式） | — |
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| TRAP-02 | ~~数据 socket 缓冲重叠~~ | 已废弃（单连接模式） | — |
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| TRAP-03 | DHCP xid 偏移错误 | DHCP 握手失败 | xid 在 `data[4:8]` |
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| TRAP-04 | UDP 无 SENDBUF_FREE 等待 | 后续接收挂起 | 每次 write 后等 SENDBUF_FREE |
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| TRAP-05 | PHY 不兼容 RTL8305NBI | 链路抖动 | `ch395f_set_phy(0x08)` 强制 100M_FULL |
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| TRAP-06 | KeepAlive 非 500ms 倍数 | 参数不生效 | 必须 500ms 倍数 |
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| TRAP-07 | TCP 误用 disconnect | 卡 FIN_WAIT_2 | 用 `close_socket`(RST) 非 `disconnect` |
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| TRAP-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 |
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| TRAP-09 | PHY 刚建立 link 立即 open | 首次连接失败 | 启动延时 + 重试 |
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| TRAP-10 | 消息队列值拷贝丢失 | API 返回旧值 | 改用 `xTaskNotify` |
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| TRAP-11 | `net_accept_locked` 拒 ESTABLISHED | FTP PASV 失败 | 允许 ESTABLISHED |
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| TRAP-12 | FatFS 不接受 `/` 前缀 | FTP 路径解析失败 | `to_fatfs_path()` 剥离 |
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| **TRAP-13** | **`recv_len` 分批读取归零** | **大包截断** | **DMA 缓冲增至 4100，一次读空 ✅ 已修复** |
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| **TRAP-14** | **`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** |
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## 附录 A：通过/失败汇总
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| 阶段 | TC ID | 优先级 | 类型 | 状态 |
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|------|-------|--------|------|------|
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| TM-PHY-01 | TC-NET-101 | P0 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-01 | TC-NET-102 | P1 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-02 | TC-NET-201 | P0 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-02 | TC-NET-202 | P0 | 恢复测试 | ✅ |
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| TM-PHY-02 | TC-NET-203 | P1 | 负向测试 | ✅ |
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| TM-PHY-03 | TC-NET-301 | P0 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-03 | TC-NET-302 | P1 | 合规测试 | ✅ |
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| TM-PHY-04 | TC-NET-601 | P0 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-04 | TC-NET-602 | P1 | 功能测试 | ✅ |
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| TM-PHY-05 | TC-NET-511 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
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| TM-PHY-05 | TC-NET-512 | P1 | 合规测试 | ✅ |
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| TM-PHY-06 | TC-NET-204 | P0 | 功能测试 | 🟠 |
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| TM-PHY-06 | TC-NET-205 | P0 | 恢复测试 | 🟠 |
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| TM-PHY-06 | TC-NET-206 | P1 | 负向测试 | 🟠 |
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| TM-PHY-06 | TC-NET-401 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
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| TM-PHY-06 | TC-NET-402 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-06 | TC-NET-403 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-06 | TC-NET-404 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-06 | TC-NET-405 | P0 | 恢复测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-06 | TC-NET-406 | P1 | 恢复测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-07 | TC-NET-501 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-07 | TC-NET-502 | P1 | 边界测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-08 | TC-NET-701 | P0 | 功能测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-08 | TC-NET-702 | P1 | 负向测试 | 🟡 |
|
||
| TM-PHY-09 | TC-NET-801 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
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||
| TM-PHY-09 | TC-NET-802 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
|
||
| TM-PHY-09 | TC-NET-803 | P0 | 边界测试 | 🟡 |
|
||
| TM-PHY-09 | TC-NET-804 | P1 | 负向测试 | 🟡 |
|
||
| TM-PHY-09 | TC-NET-805 | P1 | 压力测试 | 🟡 |
|
||
| TM-PHY-09 | TC-NET-806 | P1 | 稳定性测试 | 🟡 |
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| TM-PHY-10 | TC-NET-1001 | P1 | 功能测试 | 🟡 |
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✅ = 已实现并验证 | 🟡 = 已实现待验证 | 🟠 = 待实现
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## 附录 B：设计原则覆盖
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| 原则 | 覆盖用例 |
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| DP-01：单 socket 生命周期 | TC-NET-202, 203, 401, 405, 406, 806, 902 |
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| DP-02：中断即读即清 | TC-NET-101, 102, 511, 512, 701 |
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| DP-03：消息队列线程安全 | TC-NET-301, 302, 601 |
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| DP-04：DMA 边界安全 | TC-NET-403, 404, 501, 502, 511, 512, 801, 802, 803, 804, 805 |
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## 附录 C：CH395F 边界条件速查
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| 操作 | 大小 | 行为 |
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| `net_send(buf, ≤1496)` | 1~1496B | 单次 DMA 事务（旧 DMABUF=1500 时完全容纳） |
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| `net_send(buf, 1497~4096)` | 1497~4096B | 旧代码**静默失败**；现 DMABUF=4100 **一次 DMA 容纳** |
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| `net_send(buf, 4097~65535)` | >4096B | `net_send_locked` **自动分块**，每块 4096B |
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| `net_send(buf, 0)` | 0 | 返回 `-1`（`NET_ERR_INVAL`） |
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| `ch395f_get_recv_len()` | 0~65535 | 返回 CH395F 硬件缓冲当前可用数据量 |
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| `ch395f_read_recv_buf(buf, 4096)` | 4096B | 一次性读空 Socket 0 整个接收缓冲 |
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| `ch395f_read_recv_buf(buf, 100)` | 100B | ⚠️ `recv_len` 之后**归零**，剩余数据**丢失** |
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