Ether ShieldのW5100をSTM8Sから動かしてみる （４）UDP全二重

ソケットって、全二重（full duplex）で動くんでしょうか？という素朴な疑問を抱いています．

Linuxやwindowsのsocket()recv()send()を利用するぶんには、APIから見たら全二重っぽく見えるのはもちろんそうでしょうが、回路としてのソケットは半二重なんだけどソフトで全二重に見せかけているのかなぁなどという疑問．
　（A)単一ソケットで送受信できるならソケットは全二重
　（B）ソケット０を送信専用、ソケット１を受信専用に設定せないかんならソケットは非全二重

ちなみにEthernet cableは全二重構造になっているらしい．10M/100Mの信号はcableを全二重で利用しているらしい．1000Mでもそうなのかは知らない．

それでW5100のソケットを弄ってみたら、

ソケットというものは、回路として全二重で動くみたいだ

というのが結論です．なかなか便利に作ってあるもんですね．

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以下、ソースコードについて．（エラー処理とか一切やってません）

W5100はTCP,UDPなどのプロトコル処理をお任せでやってくれるので、ユーザー(CPU)がやる仕事は次の３つでだいたい事足ります．
　１）レジスタを初期設定する
　２）受信処理をする　（受信バッファから読む）
　３）送信処理をする　（送信バッファへ積む）
下記を見るとわかるように、送受信バッファのアクセス以外には、W5100の取り扱いに関与する操作としてはポインタ計算＋αぐらいしかやっていませんので楽チン．

１）レジスタに初期設定をする
上半分が自機のIPやMACの設定．（割り込みは使ってない）
ここでは、自機IPを １９２．１６８．１．１００　ポート１２３４５ に仮決めしてあります．
下半分がソケット０の設定で、相手のIPやPORTを設定．（ソケット１，２，３は放置プレイ）
ここでは、パケットの送り先を １９２．１６８．１．５　ポート１２３４５ に仮決めしてあります．
（上半分）
  // common registers
  // gateway address
  ip[0] = 192; ip[1] = 168; ip[2] = 1; ip[3] = 1;
  setGAR( ip );   // (1-4)
  // subnet address
  ip[0] = 255;ip[1] = 255;ip[2] = 255;ip[3] = 0;
  setSUBR( ip );  // (5-8)
  // MAC address　　　自機のMAC
  ip[0]=0x00; ip[1]=0x08; ip[2]=0xDC; ip[3]=0x00; ip[4]=0x00;
  ip[5]=0x4F;
  setSHAR( ip );  // (9-e)
  // IP address　　自機のIPアドレス
  ip[0] = 192; ip[1] = 168; ip[2] = 1; ip[3] = 100;
  setSIPR( ip );  // (f-12)
  setIR(0);       // (15) no interrupt
  setIMR(0);      // (16) no interrupt
  setRMSR(0x55);  // (1A) read buf 2kB each
  setTMSR(0x55);  // (1B) send buf 2kB each
（下半分）
  // set socket 0 registers for UDP　　　UDPモード
  setSn_MR(s,Sn_MR_UDP);  // (400) UDP mode
  setSn_IR(s,0);          // (402) no interrupt
  // source PORT number 12345-->0x3039　　自機PORT番号
  ip[0]=0x30; ip[1]=0x39;
  setSn_PORT(s,ip);       // (404-405)
  // destination IP　　相手のIPアドレス
  ip[0] = 192; ip[1] = 168; ip[2] = 1; ip[3] = 5;
  setSn_DIPR(s,ip);
  // destination PORT number 12345-->0x3039　　相手のPORT番号
  ip[0]=0x30; ip[1]=0x39;
  setSn_DPORT(s,ip);
  // open socket 0　　　ソケットOPEN
  setSn_CR(s,Sn_CR_OPEN); // (401) socket open command
  while(getSn_SR(s)!=SOCK_UDP){}    // wait UDP
  sprintf(UARTstrTX,"=====W5100 Socket#%d UDP start=====\r\n", s);

２）ソケット０の受信処理をする　（受信バッファから読む）
void UDP_recv(void)
{
  r=getSn_RX_RSR(s);　　UDP受信データバイト数を示すレジスタを読む

  if(r!=0)　UDP受信データ在りなら以下を実行
    {
      // 受信バッファポインタを計算する
      size = getSn_RX_RSR(s) & bMUSK; // RX data size
      offset = getSn_RX_RD(s) & bMUSK; // buffer pointer
      adrs = bRX(s)+offset;

　　　　　　　　中略　　　　　　
      for(i=8;i<size;i++)　　受信バッファを読んでUARTに出力する
        {
          adrs = bRXA(s,bRX(s)+offset+i);
          r = w51RD(adrs);
          sprintf(UARTstrTX,"%c", r<32?32:r);
          SerialPutString(UARTstrTX);
        }

      adrs = getSn_RX_RD(s)+size;　　受信バッファポインタを進める
      setSn_RX_RD(s,adrs);

      setSn_CR(s,Sn_CR_RECV);　　W5100の受信動作をkickoff
    }
}

３）送信処理をする　（送信バッファへ積む）
STM8Sのタイマ３割り込みで１秒毎に送信するようにkickされるようになっていまして、SOCKET_SEND_DATA_EXIST＝１にセットされます．（タイマ３割り込みルーチン内で送信するのはSPIバスが不具合になるのでやめました）
void UDP_send(void){
  if(SOCKET_SEND_DATA_EXIST==1)　　送信データがあれば以下を実行
    {
      freeb = getSn_TX_FSR(s);　送信バッファの空き
      sr = getSn_SR(s);　　UDPモードかどうかをチェック
      if(freeb>=100 && sr==SOCK_UDP)　送信バッファの空きチェック
　　　　{
        // 送信バッファポインタを計算する
        offset = getSn_TX_WR(s) & bMUSK; // TX buffer pointer

        // なんでもよいが送信データを用意する
        sprintf(UARTstrTX,"TIM3 int %04d   free%04x SR%02x 
　　　　　　　　　 offset%04x\r\n",
                tim3cnt,
                freeb,
                sr,
                offset);
        size = strlen(UARTstrTX);

        for(i=0;i<size;i++){　送信バッファへコピる
          adrs = bTXA(s,bTX(s)+offset+i);
          w51WR(adrs,UARTstrTX[i]);
        }

        adrs = getSn_TX_WR(s)+size;　送信バッファポインタを進める
        setSn_TX_WR(s,adrs);

        setSn_CR(s,Sn_CR_SEND);　　送信コマンド
        while(getSn_CR(s)!=0){} // wait send ending
      }
      SOCKET_SEND_DATA_EXIST=0;
    }
}

ハードウエア

連載３回目ではこのようにSPIを接続しましたが、

今回からはSTM8SがW5100をリセットできるようにRESET線を一本追加しました．

STM8S 24pin PE6 → W5100 59pin RESET

使い方

（２）UDPパケット受信

本機を家庭内LANに接続し、外部から本機192.168.1.100　ポート12345に向けてUDPモードで送信すると、本機が受信した内容をUARTに出力します．packet発生にはipsendwinでも使ってください．

（３）UDPパケット送信

本機は１秒ごとにUDPpacketを送信します．宛先は、192.168.1.5　ポート12345です．192.168.1.5マシンでpacket monitor toolで観測すりゃUDP packetが毎秒来てるのがわかります．

←この写真はEther未接続だorz

Linuxのsdccでコンパイルするソースフォルダはここです．エラー処理とか一切してません．
コンパイル方法などは連載３を参照のこと．
このソースによりリーダーやメンバーが捕えられ、或いは殺されても当局は一切関知しないのでそのつもりで．

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かしこ

＝＝＝ STMのアフィリエイト始めました ＝＝＝
STM32のwelcome-kitです

        

試用レポはいずれまた．．．