《嵌入操作系统 – 玩转ART-Pi开发板》第8章 APT-Pi双网络实现自动切换

Posted 2021-09-29 Bruceoxl

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了《嵌入操作系统 – 玩转ART-Pi开发板》第8章 APT-Pi双网络实现自动切换相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

ART-Pi中有多种联网方式，最常用有两种：一个是自带的Wifi模块AP6212，另外一个是以太网，ART-Pi使用的PHY芯片是LAN8720A。

笔者在前面的文章已经讲解了Wifi的使用。

Wifi的移植使用

关于以太网的讲解请看笔者以前文章：

详解以太网(一)

详解以太网(二)

接下来将讲解以太网的使用。

8.1以太网硬件介绍

在讲解移植步骤之前，有必须先介绍我们的实验硬件设计，主要是 LAN8720A 通过 RMII 和 SMI接口与 ART-Pi控制器连接，见下图。

LAN8720A与ART-Pi之间的引脚连接如下表所示。

ART-Pi通过RMII 接口连接PHY芯片LAN8720A，然后经过百兆网络变压器到RJ45接口。因为 LAN8720A只有 RMII 接口，因此这里与开发板的连接采用了 RMII 接口。电路设计时，将 nINTSEL 引脚通过下拉电阻拉低，也就是REF_CLK Out 模式，设置 nINT/FEFCLKO 为输出 50MHz 时钟，当然前提是在 XTAL1 和 XTAL2 接入了 25MHz 的时钟源。

PHY芯片LAN8720A的nRST复位引脚连接到了ART-Pi的PA3引脚。

8.2 RT-studio配置以太网

继续在上一节的程序中修改。

勾选Industry-IO，Ethernet就默认使能了，看一看到复位的引脚是PA3。当然啦，如果是自己的开发板这里的复位引脚可能不一样，更换一下就可以了。

接下来保存，重新编译即可。

8.3双网卡手动切换实现

既然有了双网络，必然就会有网络切换，可类比我们的笔记本，可接以太网和WiFi，当WiFi信号不好就使用以太网，当以太网断了，就自动切换到WiFi。ART-Pi也是一样的。

RT-Thread提供了网卡管理和控制的网路组件netdev 网卡。netdev 组件主要作用是解决设备多网卡连接时网络连接问题，用于统一管理各个网卡信息与网络连接状态，并且提供统一的网卡调试命令接口。

Netdev官网地址

关于Netdev的原理和API请参看官方手册。笔者这里给出网卡切换的代码。

如下示例，导出命令用于切换默认网卡：

#include <arpa/inet.h>
#include <netdev.h>       /* 当需要网卡操作是，需要包含这两个头文件 */

static int netdev_set_default_test(int argc, char **argv)
{
    struct netdev *netdev = RT_NULL;

    if (argc != 2)
    {
        rt_kprintf("netdev_set_default [netdev_name]   --set default network interface device.\\n");
        return -1;
    }

    /* 通过网卡名称获取网卡对象，名称可以通过 ifconfig 命令查看 */
    netdev = netdev_get_by_name(argv[1]);
    if (netdev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("not find network interface device name(%s).\\n", argv[1]);
        return -1;
    }

    /* 设置默认网卡对象 */
    netdev_set_default(netdev);

    rt_kprintf("set default network interface device(%s) success.\\n", argv[1]);
    return 0;
}
#ifdef FINSH_USING_MSH
#include <finsh.h>
/* 导出命令到 FinSH 控制台 */
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(netdev_set_default_test, netdev_set_default, set default network interface device);
#endif /* FINSH_USING_MSH */

重点代码就两句，一句是netdev_get_by_name获取网卡，另外一句是netdev_set_default设置获取的网卡作为默认网卡。这两句在后面也会使用。

接下来编译下载。

默认关闭wifi的自动连接功能，连接网线，打印信息如下：

接下来查看网络连接状态：

可以看到默认使用的是以太网。接着看看是否连网。

说明网络是正常的。

我们通过netdev_set_status_test命令切换网络。

可以看到网络切换到WiFi，只是WiFi没有连接而已。

关于WiFi配置有两种方式，不清楚的请参看笔者以前的文章。

Wifi的移植使用

笔者这是使用的时蓝牙配置，联网后打印信息如下：

8.4双网卡自动切换

在netdev.c文件中static void netdev_auto_change_default(struct netdev *netdev)这个函数进行了默认网卡的设置。

当然，要想实现这个功能，需要配置如下选项，可使能默认网卡自动切换功能：

多网卡模式下，如果开启默认网卡自动切换功能，当前默认网卡状态改变为 down 或 link_down 时，默认网卡会切换到网卡列表中第一个状态为 up 和 link_up 的网卡。这样可以使一个网卡断开后快速切换到另一个可用网卡，简化用户应用层网卡切换操作。如果未开启该功能，则不会自动切换默认网卡。
但是这个自动切换是由缺陷的，默认板子是使用以太网，不管网线插上与断开与否，当没有插网线时，尽管连接了WiFi，还是不会自动切换，需要手动切换，当WiFi连接后，默认也不会切换到以太网。

我们根据实际应用需求，我们知道：
1.默认使用以太网，如果断开以太网，当连接WiFi后，会自动切换到WiFi，WiFi可通过蓝牙配置，并且记录在Flash中，以便下次使用；
2.如果连接了WiFi，再插上网线，则会自动切换到以太网。

因此需要修改两处代码：

第一处：增加WiFi联网自动切换到WiFi