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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。当前固件运行于多 Socket 模式（FUN_PARA=0x09：8 个 Socket 0~7 全部可用，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（TM-PHY-NN）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
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-201203, 601606, 701703, 801, 802, 901, 902, 10011006
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
DP-03	线程安全：所有 CH395F 操作通过 netMsgQueue 在 netTask 串行处理	TC-NET-301~302
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-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）	手册 §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 03 各 接收8块(4KB)+发送4块(2KB)；Socket 47 未分配	见 §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）。recv_len 在调 read_recv_buf 读取部分数据后归零（Trap 13），故每次接收应一次性读空当前可用数据（≤2KB）。CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE=4100 足以覆盖单 Socket 完整 2KB 接收缓冲。

多 Socket / 8 端口并发分配

net_init 中 ch395f_set_fun_para(0x09) 启用 8 个 Socket 后，循环 07 调用 SET_RECV_BUF / SET_SEND_BUF 重分配（必须在 OPEN_SOCKET 之前，顺序遵循 Trap 01：先数据 Socket 17 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（8 Socket 并发回显，40/40 PASS） 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）：必须一次性读空，否则 recv_len 归零导致剩余数据丢失（Trap 13）
• 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 (192.168.1.2) ──── 交换机 ──── CH395F (192.168.1.100)
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/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	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）
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/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。

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2. 阶段 1：寄存器与 SPI 命令验证

阶段 ID	TM-PHY-01
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 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() SPI写: CMD=0x06, DATA=0x57 回读: ~0x57 = 0xA8	返回 0x00（CH395F_ERR_SUCCESS） = 回读字节 0xA8 匹配 ~0x57	返回 0xFF（CH395F_STATUS_NOT_DETECTED） = 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(192.168.1.100) → 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）
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
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） 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：DP-02

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3. 阶段 2：TCP Client（CH395F 主动发起连接）

阶段 ID	TM-PHY-02
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 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

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/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 192.168.1.2、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）
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：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

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） 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：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

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（192.168.1.2:8081 无监听） 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 192.168.1.2、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）
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： <3s = RST 快速拒绝（端口关闭，实测主路径——芯片毫秒级上报 SOCK_TIMEOUT） ≥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：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）

阶段 ID	TM-PHY-03
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 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。

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

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/ch395f_socket_test.py udp_client --ip 192.168.1.100 --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 130 轮对应本用例（PC 发 64B），第 3160 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。

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：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）

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：DP-03（变长载荷边界）

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5. 阶段 4：DHCP 动态获取 IP

阶段 ID	TM-PHY-04
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 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 192.168.1.255（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（见风险 #4）
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）

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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/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）

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：DP-03（DHCP 自动配置路径）

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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：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）

阶段 ID	TM-PHY-05
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（见风险表 #1）。

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。

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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 DP-04 的 DMA 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)

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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/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：DP-02（两级中断轮询）、DP-04（4KB DMA 读边界）

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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-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：DP-04（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。

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7. 阶段 6：NET 层 TCP Server 回显

阶段 ID	TM-PHY-06
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，DP-01）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）：

┌──────────────┐                    TCP 8080                    ┌──────────────────────────┐
│   PC (Python) │ ───────────────────────────────────────────▶ │  CH395F (192.168.1.100)  │
│ tcp_client /  │                  Ethernet                     │  Socket 0（单连接复用）   │
│ tcp_server    │              (SPI2, 分频=8)                   └────────────┬─────────────┘
└──────────────┘                                                    SPI    │
                                                                          ▼
                                                            ┌──────────────────────────┐
                                                            │      MCU (STM32F407)      │
                                                            │ netTask: net_poll() 10ms  │
                                                            │ testTask:                 │
                                                            │  net_layer_test_main()    │
                                                             │   └─ phase6_run() 原样回显 │
                                                            └──────────────────────────┘

会话时序图（单连接生命周期）：

 PC (Client)              CH395F Socket 0                MCU testTask
     │                          │                            │
     │   SYN ──────────────────▶│                            │
     │◀──────────────── SYN+ACK │                            │
     │   ACK ──────────────────▶│  ESTABLISHED              │
     │                          │── 中断/GlobInt ───────────▶│ net_poll()
     │                          │                            │ net_accept()→phase_active
     │  [64B 数据] ───────────▶│  recv_len = N              │
     │                          │── 中断 ───────────────────▶│ net_poll()
     │                          │                            │ phase6_run():
     │                          │                            │   net_recv(N) → 字节校验
     │                          │                            │   TEST_CHECK(累加和)
     │◀──────────── [64B 回显]─│  net_send()                │
     │  (逐字节比对 + 累加和)    │                            │
     │     (重复 N 轮 / 多包)    │                            │
     │                          │                            │
      │  FIN/RST ───────────────▶│  DISCONNECT                │
      │                          │── 中断 ───────────────────▶│ net_poll()
      │                          │                            │ net_recv EOF → auto_relisten
      │                          │◀─ 自动 OPEN + TCP_LISTEN   │
      │  SYN(新连接) ───────────▶│  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（DP-01）：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

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("192.168.1.100") 成功（g_net_ready==1，netTask 周期 net_poll() 运行） 2. net_layer_test_main() 已 net_socket+net_bind(8080)+net_listen（进入 LISTEN） 3. PC: python .\test\ch395f_socket_test.py tcp_client --ip 192.168.1.100 --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：DP-01（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：DP-01（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：DP-04（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 TRAP-13）
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：DP-04（2KB 接收缓冲边界 + 单次 DMA 上限） |

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：DP-01（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）

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） 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：DP-01（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 ID	TM-PHY-07
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, 0)      // 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）：

┌──────────────┐                    TCP 8081                    ┌──────────────────────────┐
│   PC (Python) │ ◀─────────────────────────────────────────── │  CH395F (192.168.1.100)  │
│ tcp_server    │                  Ethernet                     │  Socket N（非 0 空闲）    │
│ (回显服务器)   │              (SPI2, 分频=8)                   └────────────┬─────────────┘
└──────────────┘                                                    SPI    │
                                                                          ▼
                                                            ┌──────────────────────────┐
                                                            │      MCU (STM32F407)      │
                                                            │ netTask: net_poll() 10ms  │
                                                            │ testTask:                 │
                                                            │  net_layer_client_test_main│
                                                            │   └─ net_connect→收发→close│
                                                            └──────────────────────────┘

会话时序图（Client 主动连接）：

 PC (Server :8081)         CH395F Socket N                MCU testTask
     │                          │                            │
     │   (Python tcp_server)    │                            │ net_layer_client_test_main()
     │                          │◀─ net_socket()+net_connect()│ (异步下发 CONNECT)
     │◀────────────── SYN ──────│                            │
     │────── SYN+ACK ─────────▶│  ESTABLISHED               │
     │                          │── 中断/GlobInt ───────────▶│ net_poll()
     │                          │                            │ net_select() 可写 → 建链
     │◀────────────── [64B] ────│  net_send()                │
     │  (回显服务器原样返回)      │                            │
     │   [64B 回显] ───────────▶│  recv_len = N              │
     │                          │── 中断 ───────────────────▶│ net_poll()
     │                          │                            │ net_recv(N) → 字节校验
     │                          │                            │ TEST_CHECK(累加和)
     │                          │◀─ 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/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081（TCP 回显服务器） 2. net_init() 已完成（g_net_ready == 1，netTask 周期 net_poll() 运行中） 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」） 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, 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）
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）
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：DP-01（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, 0) 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：DP-01（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（192.168.1.2:8081 无监听） 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：DP-01（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: 8-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 8 个 Socket 连接 PC Server，各自 64B 收发
前置条件	1. PC: python ./test/ch395f_socket_test.py tcp_server --port 8081 --max-conn 8（并发回显，--max-conn 为并发计数） 2. net_init() 已置 FUN_PARA=0x09（8 Socket 模式），8 个 Socket 缓冲按「CH395F 缓冲架构」分配（每 Socket 接收 2KB + 发送 1KB，MSS=1024） 3. ENABLE_PHASE7_TESTS 已定义

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..7：net_socket() 创建 8 个 TCP socket（本地端口 51000+i），net_connect(192.168.1.2:8081)	8 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 8 路可写	8 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	8 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：8/8 路全部通过，0 失败。任一失败 → 标记 FAIL

覆盖原则：DP-01（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（见 Trap 19）。该用例已随 Phase 7 实测 40/40 PASS 验证。

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9. 阶段 8：大文件 / 批量传输（100KB，文件收发）

阶段 ID	TM-PHY-08
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/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.1.100 --port 8080 --op recv --file rx_100k.bin --size 102400（文件发送） ... --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/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.1.100 --port 8080 --op recv --file rx_100k.bin --size 102400（先连接等待数据） 2. ENABLE_PHASE8_TESTS，PHASE8_FILE_SIZE=102400，PHASE8_DIRECTION=SEND 3. net_init 完成，MSS=1024
测试步骤	1. MCU net_accept 建链（PC 已连接） 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 20）自动拆分写入，直至 100KB 发完 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	DP-04（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/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.1.100 --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） 2. 同 TC-NET-801（PHASE8_DIRECTION=RECV）
测试步骤	1. MCU net_accept 建链（PC 已连接） 2. 循环 net_recv（≤2KB/次，Trap 13 一次读空）→ 按 offset 字节校验 + 累计 CRC32，直至收满 100KB 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	DP-04（接收缓冲 2KB 一次读空）、Trap 13
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/ch395f_socket_test.py tcp_file --ip 192.168.1.100 --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	DP-01、DP-04
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，Trap 13 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。

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10. 阶段 9：Select/Poll I/O 多路复用（单连接）

阶段 ID	TM-PHY-09
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 2. net_select(1, &readfds, ...) → 返回 > 0 3. NET_FD_ISSET(0, &readfds) == true 4. net_recv() → net_send() 回显
通过标准	回显成功
覆盖原则	DP-02（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

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11. 阶段 10：边界条件测试

阶段 ID	TM-PHY-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	DP-04

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	DP-04

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	DP-04

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

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

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12. 阶段 11：KeepAlive 超时断开

阶段 ID	TM-PHY-11
类型	PC 配合，netTask 运行
耗时	~65 秒（60s idle + 15s probes）
入口	ENABLE_PHASE11_TESTS
配置	KeepAlive 空闲 60s，探测间隔 5s，3 次

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. ch395f_set_keepalive_idle(60000) 2. ch395f_set_keepalive_intvl(5000) 3. ch395f_set_keepalive_cnt(3) 4. PC 连接后静置（不发数据）
测试步骤	1. PC 连接 8080，不发数据 2. 等待 KeepAlive 探测（60s idle + 3×5s = 75s 最大） 3. CH395F 接收 TIMEOUT → s0 → CLOSED → LISTEN
通过标准	超时时间 ≥ 60s，s0 回到 LISTEN

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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	192.168.1.100	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

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14. 已知陷阱

ID	陷阱	现象	修复
TRAP-03	DHCP xid 偏移错误	DHCP 握手失败	xid 在 data[4:8]
TRAP-04	UDP 无 SENDBUF_FREE 等待	后续接收挂起	每次 write 后等 SENDBUF_FREE
TRAP-05	PHY 不兼容 RTL8305NBI	链路抖动	ch395f_set_phy(0x08) 强制 100M_FULL
TRAP-06	KeepAlive 非 500ms 倍数	参数不生效	必须 500ms 倍数
TRAP-07	TCP 误用 disconnect	卡 FIN_WAIT_2	用 close_socket(RST) 非 disconnect
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
TRAP-09	PHY 刚建立 link 立即 open	首次连接失败	启动延时 + 重试
TRAP-10	消息队列值拷贝丢失	API 返回旧值	改用 xTaskNotify
TRAP-11	net_accept_locked 拒 ESTABLISHED	FTP PASV 失败	允许 ESTABLISHED
TRAP-12	FatFS 不接受 / 前缀	FTP 路径解析失败	to_fatfs_path() 剥离
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
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 B：通过/失败汇总

阶段	TC ID	优先级	类型	状态
TM-PHY-01	TC-NET-101	P0	功能测试	✅
TM-PHY-01	TC-NET-102	P1	功能测试	✅
TM-PHY-02	TC-NET-201	P0	功能测试	✅
TM-PHY-02	TC-NET-202	P0	恢复测试	✅
TM-PHY-02	TC-NET-203	P1	负向测试	✅
TM-PHY-03	TC-NET-301	P0	功能测试	✅
TM-PHY-03	TC-NET-302	P1	合规测试	✅
TM-PHY-04	TC-NET-401	P0	功能测试	✅
TM-PHY-04	TC-NET-402	P1	功能测试	✅
TM-PHY-05	TC-NET-501	P0	功能测试	✅
TM-PHY-05	TC-NET-502	P1	合规测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-601	P0	功能测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-602	P0	功能测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-603	P0	边界测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-604	P0	边界测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-605	P0	恢复测试	✅
TM-PHY-06	TC-NET-606	P1	恢复测试	✅
TM-PHY-07	TC-NET-701	P0	功能测试	✅
TM-PHY-07	TC-NET-702	P0	恢复测试	✅
TM-PHY-07	TC-NET-703	P1	负向测试	✅
TM-PHY-07	TC-NET-704	P0	并发测试	✅
TM-PHY-08	TC-NET-801	P0	文件发送	✅
TM-PHY-08	TC-NET-802	P0	文件接收	🟡
TM-PHY-08	TC-NET-803	P1	回显/压力	🟡
TM-PHY-09	TC-NET-901	P0	功能测试	🟡
TM-PHY-09	TC-NET-902	P1	负向测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1001	P0	边界测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1002	P0	边界测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1003	P0	边界测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1004	P1	负向测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1005	P1	压力测试	🟡
TM-PHY-10	TC-NET-1006	P1	稳定性测试	🟡
TM-PHY-11	TC-NET-1101	P1	功能测试	🟡

✅ = 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
DP-01：单 socket 生命周期	TC-NET-202, 203, 601, 605, 606, 701, 702, 703, 704, 801, 802, 901, 902, 1001~1006
DP-02：中断即读即清	TC-NET-101, 102, 501, 502, 901
DP-03：消息队列线程安全	TC-NET-301, 302, 401
DP-04：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