摘要： 很多物聯網應用場景中，都需要使用主控MCU外接連接芯片（如WiFi、NB-IoT）的解決方案。為方便這類場景的開發，AliOS Things提供了Socket Adapter Layer（SAL）框架和組件方案

AliOS Things中提供了豐富的SAL開發組件，來加速MCU+通信連接芯片的應用場景開發和部署。在此類應用場景中，主控MCU芯片通過UART或SPI總線與WiFi、NB-IoT等通信芯片相連，AliOS Things操作系統和用戶APP運行在主控MCU中，需要網絡數據訪問時，通過外接的通信芯片進行網絡負載的接收和發射。主控MCU和外接通信芯片之間的通信，可以是AT Command通道，也可以是廠商私有協議通道。

AliOS Things SAL方案概述
目前，AliOS Things提供了atparser、at_adapter、SAL等開發組件。借助這些組件，用戶可以方便地進行應用開發，同時這些組件也方便廠商在現有MCU產品基礎上通過外接通信芯片方式擴展網絡訪問能力。下圖展示了AliOS Things提供的SAL組件和方案架構：

其中，atparser組件提供了基礎的AT Command訪問接口和異步收發機制。用戶可以直接訪問atparser組件提供的接口進行應用開發。上層應用直接通過atparser訪問網絡是，需要自行處理AT命令細節。

基于atparser的基礎上，AliOS Things進一步提供了Socket Adapter Layer（SAL）組件（即上圖中的方案一）。SAL組件提供AT通道或廠商私有協議通道（如高通通信模組的WMI）到Socket套接字（如socket、getaddrinfo、send、recvfrom等）接口的對接。通過SAL組件，應用層不需要關注通信芯片底層操作的細節，只需要通過標準的Socket接口來達到訪問網絡的目的。SAL組件支持大多數常用的Socket接口。SAL組件可以很大程度上提高應用層開發的效率，顯著降低應用層開發的難度。

此外，AliOS Things還提供了另外一種基于AT Command的網絡訪問方案 - SAL LwIP模式（即上圖中的方案三）。SAL LwIP模式基于at_adapter組件工具。at_adapter組件提供AT底層到LwIP的對接，即AT通道作為LwIP的一個網絡接口（netif）。使用該方案時，應用層通過標準的Socket接口訪問網絡，不需要關注底層AT細節。該方案無縫對接LwIP協議棧，應用層可以使用所有LwIP提供的接口和服務。但該方案需要連接芯片固件支持IP包收發模式，目前慶科的moc108已經支持該模式。

atparser組件
atparser組件是AliOS Things SAL框架的基礎組件之一，它提供統一和規范的AT命令訪問接口（如at.send、recv、write、read、oob等）和異步收發機制（at_worker）。目前atparser組件僅支持了UART連接方式。

atparser有兩種工作模式，即NORMAL模式和ASYN模式。工作模式的選擇在atparser組件的初始化時進行。

NORMAL模式下，僅支持上層應用以單進程/線程方式訪問AT（同一時刻只有一個進程訪問AT）。由于AT底層通過串行方式（UART或其他）發送和接收數據，在多進程情況下，多個AT讀寫可能會產生數據交叉，從而造成AT訪問的混亂及錯誤。下面是在NORMAL模式下，使用AT接口的示例（連接WiFi AP）：

if (at.send("AT+WJAP=test_AP,test_passwd") == false) {printf("at.send failed.\r\n");return -1; } // Read AT cmd response right after a cmd is sent if (at.recv("OK") == false) {printf("Connecting AP failed.\r\n");return -1 }

在ASYN模式下，支持AT命令的多進程訪問以及收據的異步接收。系統中只有一個線程（at_worker）負責讀取AT數據，發送線程發送完AT命令后，等待at_worker線程喚醒；at_worker線程接收到對應AT命令的結果數據后，將結果傳遞給發送線程，并喚醒發送線程繼續執行。發送線程確保一個AT命令發送是原子操作。在ASYN模式下，可以支持多個進程對AT的訪問。

AT事件的處理（例如網絡數據到達），通過注冊的oob回調函數處理。at_worker線程負責識別AT事件并通過調用oob回調函數處理AT事件和數據。

Socket Adapter Layer (SAL)
SAL模塊提供基于AT Command或廠商私有協議方案實現的標準Socket接口訪問。下圖是SAL（方案一）的架構圖。

SAL對上（應用層）提供標準Socket接口訪問。目前SAL支持多數常用的Socket接口，后續還將持續演進。以下是SAL目前支持的Socket接口：

int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset,fd_set *exceptset, struct timeval *timeout); int socket(int domain, int type, int protocol); int write(int s, const void *data, size_t size); int connect(int s, const struct sockaddr *name, socklen_t namelen); int bind(int s, const struct sockaddr *name, socklen_t namelen); int eventfd(unsigned int initval, int flags); int setsockopt(int s, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen); int getsockopt(int s, int level, int optname,void *optval, socklen_t *optlen); struct hostent* gethostbyname(const char *name); int close(int s); int sendto(int s, const void * data, size_t size, int flags,const struct sockaddr * to, socklen_t tolen); int send(int s, const void *data, size_t size, int flags); int shutdown(int s, int how); int recvfrom(int s, void *mem, size_t len, int flags,struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen); int recv(int s, void *mem, size_t len, int flags); int read(int s, void *mem, size_t len); void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai); int getaddrinfo(const char *nodename, const char *servname,const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **res); void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai); int shutdown(int s, int how); int getaddrinfo(const char *nodename, const char *servname,const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **res); int fcntl(int s, int cmd, int val);

SAL層對下抽象了通信模組/芯片訪問控制層接口（如下），不同廠家的連接模組/芯片，可以通過對接底層控制訪問層接口來對接和支持SAL。

typedef struct sal_op_s {char *version;int (*init)(void);int (*start)(at_conn_t *c);int (*send)(int fd, uint8_t *data, uint32_t len,char remote_ip[IP_LEN], int32_t remote_port);int (*domain_to_ip)(char *domain, char ip[IP_LEN]);int (*close)(int fd, int32_t remote_port);int (*deinit)(void);int (*register_netconn_evt_cb)(netconn_evt_cb_t cb); } sal_op_t;

SAL LwIP模式
AliOS Things還提供了SAL LwIP模式（方案二）。該方案區別于方案一的地方在于，主控MCU上運行完整的LwIP協議棧，LwIP協議棧底層通過AT方式訪問網絡；方案一中主控MCU側不運行協議棧。

該方案的運行方式類似于MCU行業常用的SLIP（Serial Line Internet Protocol）方案，區別在于底層使用廠商模組/芯片的AT Command命令和服務，廠商模組/芯片不需要額外再支持SLIP通信。

at_adapter組件提供AT底層到LwIP網絡接口（netif）的對接。通過netif的對接，AT通道可以無縫對接上LwIP。該模式下，SAL對上層應用提供完整的TCP/IP協議棧接口和服務。該方案的缺點是需要AT通信模塊固件支持IP包傳輸，目前moc108已經支持該模式。

總結
綜上所述，AliOS Things提供了豐富的SAL組件和方案。AliOS Things提供的SAL框架和組件，具有以下優勢：

為主控MCU外接連接芯片場景提供完整解決方案；
可以降低上層應用開發基于外接連接芯片場景的應用的難度，提高開發效率，加速產品部署；
方便模組和設備廠商在現有成熟的MCU產品和方案上，通過外接通信芯片方式擴展網絡連接能力，而不需要將先有的MCU芯片切換成WiFi或其他具有網絡通信能力的平臺。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的AliOS Things网络适配框架 - SAL的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。