我的项目666——基于i.MX6ULL的串口服务器

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我的项目666——基于i.MX6ULL的串口服务器

[size=10.5000pt]一、串口服务器介绍

传统的控制方案一般都采用串口进行操作，无论是TTL/RS232/RS485/RS422都是当年非常流行的控制方式，一直沿用到今天，串口仍然是大多数网络设备“最可靠的”控制方法之一，大量无法通过远程使用的命令和调试模式都可以在串口上使用。从目前主流网络厂商（如思科、juniper、华为、华三、中兴、烽火、锐捷、迈普）的交换机、路由器、Bras、防火墙等最新设备看来，这一趋势还将延续很多年。

但是随着技术的发展，早期串口的弊端已经暴露无疑，作为控制设备，速率可能不是最重要的，但是便捷性一定放在前位，串口的线路长度、不便于中继和接续等等都已经大幅度落后于现代的以太网。而TCP/IP的大力发展，更是把串口远远甩在了后面，因此很多时候我们采用一种“串口服务器”的设备来将TCP/IP协议的数据包与串口数据相互转换。至于承载TCP/IP的是以太网、WiFi甚至现代的4G、5G并没有严格限制，它能连接多个串口设备并将传统的TTL串口或者RS232/RS485/RS422接口的数据串行数据送上流行的IP通道，无疑大大扩展了串口的生命力，将远程管理和数据访问，直接送上Internet，甚至可以做到足不出户，就能对机房内的设备进行系统级的调试。

[size=10.5000pt]二、硬件结构

我手上的这款板子是米尔MYS-6ULX-IoT，其实硬件资源挺丰富的，开发串口服务器实际上是需要网络连接和串口两个部分。

定位于物联网（IOT）应用的设备来说，当然少不了WIFI连接，这款MYS-6ULX-IoT除了WIFI以外，还提供了Ethernet口，从理论上说以太网口和WIFI口，在应用层的开发来说，没有本质区别。下面的测试都是基于WIFI测试的串口服务器相关功能。

通过TCP/IP来控制串口，那么首先就要有串口，我的目标设备是一个交换机，它支持RS232，波特率9600，数据位8，停止位1，不需要流控和奇偶校验。从手册上来看，GPIO支持 “Selectable Schmitt trigger or CMOS input mode”和“Selectable CMOS or open-drain output type”。因此，作为串口服务器来说，GPIO倒是有不少可以用的端口，但需要做一下电压变化。

说实话，现在在一块板子上找个15V的接口实在不容易，大多都是通过max232芯片将5V的TTL或者max3232芯片将3.3V的TTL转给RS232使用，我之前也试图专门为串口做一个扩展板，不过米尔MYS-6ULX-IoT单板机还有一个usb otg口，碰巧之前有个朋友做了个CP2102的usb串口的驱动，直接拿来使用就行。时间原因和调试难度的原因，我就没有使用GPIO了（但我相信这个一定可以用的）。

通过小口转大口的utg头和usb转串口线连接到设备上。看到大家的贴图，我渣像素的照片实在拿不出手，暂做抛砖之举吧。

[size=10.5000pt]三、软件原理

将米尔MYS-6ULX-IoT上建立一个TCP服务器，启用了6666接口监听，当收到回车之类的数据后，将提供串口的选择，再根据输入数字选择和串口进行对应传输。TCP我采用的是现成的telnet模块（相信ssh也可以开发）。大致的状态机如下：等待状态、串口选择状态、串口服务器状态。

大段代码就不贴了，只提开发过程中遇到的几个关键问题和解决方法：

1、速率匹配

因为我已经固化了串口模式，在大段贴数据的时候，串口明显比TCP/IP慢，导致贴出的内容大段大段丢失。查看了串口的驱动说明，修改串口驱动中的“VTY_FAST_OUT=1”字段，将1改为0，关闭快速打印功能。这样操作以后，每次打印串口都是先将信息全部存入系统自带的缓存，再从缓存里面打印就解决了该问题。

2、转义和控制序列

在文本输入的模式下，可以通过转义序列进行一些特殊操作，比如终端和打印机上的回车和制表符移动，这些显示在串口—telnet翻译过程中，有时会直接跳出显示类似乱码，而不是类似直接通过telnet到设备上，将非图形控制字符到显示终端，因此部分字符，直接做了删除处理，如控制颜色显示的ESC 字符 (\033) 等。

3、回车的处理

在复制文字并粘贴到SecureCRT上时，会根据格式化的文字，形成转义序列。这些格式的文字有时确实是需要的，表示输入该文字换行（“\n\r”），有时又是多余的，例如因为notepad排版到最末端写不下需要换行而生成的“\r”，或者类似垂直制表符和换页符（\v 和 \f），不会影响屏幕输出。对于这个问题，我研究了很久，最后在串口输出时统一保留“\n\r”，删除“\r”、“\v”、“\f”。这样做虽然不能保证今后不出现类似问题，但起码调试交换机没出太大问题。

[size=10.5000pt]四、测试情况

我用了某个交换机（这里不做广告，认识的人自然认识）来进行测试，因为软件中目前只开发了一个串口，那么首先选择连接串口1，登陆到设备，输入用户名、密码，随便测试了几个命令，话不多说，直接上贴图。

SecureCRT的配置

连接后的打印

时间的差别是因为设备上的时间和我板上的时间没有完全对准，@是我设定直接从串口退出的命令，当然这个可能未必合适，后续可能会考虑改成诸如ctrl+\或者其它什么自定义的转义字符。

嗯，在补充一张截图。

[size=10.5000pt]五、后续开发想法

后续的开发自然是完善串口服务器的功能，后续准备把GPIO开发出来实现多个串口同时使用，现在RS2323芯片还在淘宝中，制成成品还不知道要什么时候去了。

目前只允许一个终端登陆到服务器上，每次也只能打开一个console，这个不确定是因为现在只有一个console或者是其它原因。后续希望将每个console映射到一个TCP的端口号使用，这样可以实现多用户同时接入，但这对现有Telnet模块会需要较大的改动。

还有，如果大规模使用串口服务器，一般会希望串口联网服务器作为TCP客户端，转换器上电时主动向某个平台程序请求连接，并将这个串口服务器虚拟成为主机的某个硬件，这样多个串口服务器设备，可以较为方便的自由切换。

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