【STM32F429】第5章ThreadXNetXDUO网络协议栈介绍

1、【STM32F429章第章 NetXDUO本章节介绍 ThreadX NetXDUO络协议栈，让家对NetXDUO有个整体的了解。5.1初学者重要提5.2 Express Logic公司介绍5.3 ThreadX NetXDUO简介5.4 ThreadX NetXDUO安全认证5.5 ThreadX NetXDUO持的RFC5.6 ThreadX NetXDUO的IxANVL测试5.7 ThreadX NetXDUO的IPv6就绪微标认证5.8 ThreadX NetXDUO各各业应案例5.9总结5.1 初学者重要提ThreadX是型RTOS的巅峰之作，通过了各各业的安全认证，并且部分都是最安

2、全标准。作为中间件的NetXDUO协议栈也通过了各种安全认证。5.2 Express Logic公司介绍ThreadX的作者是William lamie（同样是Nucleus RTOS的原始作者，于1990年发布）。1996的时候成了Express Logic，并于1997发布版ThreadX RTOS。ThreadX4发布于2001年，ThreadX5发布于2005年，ThreadX6发布于2020年。FileX ThreadX的嵌式件系统于1999年发布版。NetX ThreadX的嵌式TCP / 络协议栈于2002年发布版。USBX ThreadX的嵌式USB协议栈于2004年发布版。2

3、009年推出了适于SMP多核环境的ThreadX。2011年发布持动态应加载的ThreadX Modules。GUIX 的嵌式UI于2014年发布版。在2019年418以未公开的价格购买了Express Logic。5.2.1 ThreadX内核ThreadX乎是型RTOS的巅峰之作，不管你之前的那个OS，如果有精建议还是学习下。62亿电设备采，是其它RTOS法逾越的。ThreadX的产品涵盖了各种领域，包括NASA的多个太空探测项，飞机动驾驶仪系统，星侦察轨道器等。ThreadX及其所有中间件的安全认证等级，今没有款型RTOS可以与其匹敌。这么多安全认证，公司要量财，和物才可以完成，早前Mi

4、crium的篇章还谈过这个问题，投了太多资和了，还与风河的VxWorks做了简单对。（1）医疗 - FDA510（k），IEC-62304 Class C，IEC-60601，ISO-14971（2）业 - UL-1998，IEC-61508 SIL 4（3）运输铁路 - EN50128 SIL ，BS50128, 49CFR236，IEC-61508（4）航空航天设备- DO-178B，ED-12B，DO-278（5）汽车 - IEC-61508 ASIL D（6）核应 - IEC-61508（7）家电 - UL/IEC 60730/60335规格如下:5.2.2 USBX协议栈USB协议栈

5、也不错，常的功能也齐全规格如下：5.2.3 GUIX图形界GUIX于图形界设计，功能强劲，特别是配套的图形界开发软件GUIX Studio，可以添加设置各种主题，各种界效果，各种字体展，各种图格式设置，真的是条龙，常便。且GUIX有各种安全认证。GUIX通过了医疗认证IEC-62304 Class C，汽车认证IEC-61508 ASIL D，业认证IEC-61508 SIL 和运输铁路认证EN50128，表明GUIX可于安全关键型系统。规格如下:5.2.4 FileX件系统ThreadX的件系统常强劲，通过了各各业的等级安全认证。其它件系统别说安全认证了，安全措施都不多，甚没有。规格如下：再

6、看API，个件系统竟然提供了230多个，仅异常处理的API就有20个（个件个API）5.2.5 LevelX擦写均衡保护层LevelX为NAND和NOR型Flash提供擦写均衡持，并且对于NAND型，还持ECC校验和坏块管理。由于NAND和NOR型Flash擦除次数是有限的，因此均匀分配闪存使关重要。这通常称为擦写均衡，LevelX为此。LevelX向户提供个逻辑扇区阵列，这些逻辑扇区映射到LevelX内部的物理闪存。应程序可以将LevelX与FileX结合使，也可以直接读取写逻辑扇区。LevelX专为容错设计。Flash更新是分多个步骤进的，每个步骤都可以中断。在下次操作期间，LevelX动

7、恢复到最佳状态。5.3 ThreadX NetXDUO简介Azure RTOS NetX Duo是Microsoft的级业级IPv4/IPv6络协议栈，专门针对深度嵌式，实时和IoT应程序设计。NetX Duo为嵌式应程序提供了诸如IPv4，IPv6，TCP和UDP等核络协议，以及整套完整的其他级附加协议。Azure RTOS NetX Duo通过其他附加安全产品提供安全性，包括Azure RTOS NetX Secure IPsec和Azure RTOS NetX安全SSL / TLS / DTLS。所有这些，再加上，执速度快和易于使，使Azure RTOS NetX Duo成为要求最苛刻的

8、嵌式IoT应程序的理想选择。5.3.1 内存需求对于基本的IP和UDP持，Azure RTOS NetX Duo的占空间常，只有9 KB到15 KB。TCP功能需要额外的10 KB到13 KB的指令区存储器。Azure RTOS NetX Duo RAM的使范围通常为2.6 KB3.6 KB加上由应程序定义的数据包池内存。与Azure RTOS ThreadX样，Azure RTOS NetX Duo的会根据应程序使的服务动缩放。这实际上消除了对复杂配置和构建参数的需求，使开发员更轻松。5.3.2 功能介绍NetXDUO基本功能介绍如下：MQTTMessaging Queue Telemetr

9、y Transport (MQTT)。最2.7 KB闪存。直观的MQTT ：nx_mqtt_ *。AutoIP动IPv4地址分配。最1.2 KB，300字节RAM。直观的AutoIP API：nx_autoip_ *。HTTP 1.0超本传输协议（HTTP）。最2.8 KB4.8 KB闪存/ 0.4 1.0 KB RAM。客户端和服务器持。直观的API：nx_http_ *。HTTP / HTTPS 1.1超本传输协议（HTTP）。最3.0 KB9.5 KB闪存/ 0.5 2 KB RAM。客户端和服务器持。多个传客户端会话。纯本和加密的HTTPS。持久连接持。分段件上传。与Azure RTO

10、S NetX Secure TLS完全集成。直观的API：nx_web_http *。SMTP协议Simple Mall Transfer Protocol (SMTP)。最的4.1 KB和0.6 KB RAM占空间。客户端持。直观的SMTP API：nx_smtp_ *。DHCPDynamic HostConfiguration Protocol (DHCP)。最3.6 KB4.6 KB闪存，2.7 KB RAM占空间。客户端和服务器持。IPv4和IPv6持。直观的DHCP API：nx_dhcp_ *。NATNetwork Address Translation (NAT)。最的3.5K6

11、和0.6KB RAM占空间。地址持。直观的NAT API：nx_nat_ *。NAT仅适于Azure RTOS NetX Duo 。SNMP协议Simple Network ManagementProtocol 。最的10.9 KB和2.6 KB RAM占空间。对VI，V2和V3的代理持。直观的SNMP API：nx_snmp_ *。DNS，mDNS，DNS-SDDomain Name System (DNS)。Multicast Domain Name System 。DNS-based service discovery (DNS-SD)。DNS最2.4 KB3 KB闪存，1 KB RAM

12、占空间。客户端持。直观的API：nx_dns_ *。mDNS和DNS-SD仅可于Azure RTOS NetX Duo。POP3Post Office Protocol Version 3 (POP3)。最的8.1 KB和1.4 KB RAM占空间。客户端持。直观的POP3 API：nx_pop3_ *Telnet最的0.5 KB和0.3 KB RAM占空间。客户端和服务器持。直观的Telnet API：nx_telnet_ 。FTP，TFTPFile Transfer Protocol 。Trivial File Transfer Protocol (TFTP)。FTP最1.8 KB7.2

13、KB闪存，0.6 KB2.1 KB的RAM占空间。TFTP最1.7 KB2.4 KB闪存，0.3 KB1.8 KB RAM占空间。客户端和服务器持。直观的FTP和TFTP API：nx_ftp_ 或nx_tftp_ *。PPP，PPPoEPoint-to- Point Protocol 。Point-to-Point Protocol over Ethernet(PPPoE)）。最7.1 KB和3.8 KB RAM占空间。直观的PPP API：nx_ppp_ *。PPPoE仅适于Azure RTOS NetX Duo。SNTPSimple Network Time Protocol (SNTP

14、)。最4 KB和0.5 KB RAM。客户端持。直观的SNTP API：nx_sntp_ *。Azure RTOS NetX Duo API直观致的API。名词动词命名约定。快速零拷贝API实现。所有API均具有nx_ 前缀，可轻松将其标识为Azure RTOS NetX。阻塞API具有可选的线程超时配置功能。可选的BSD层，于移植旧版Socket代码。IGMPInternet Group ManagementProtocol (IGMP)最2.5 KB闪存。IPv4组播组持。IXIA IxANVL验证。可选的统计信息。通过Azure RTOS ThreadX进系统级跟踪。直观的IGMP ：n

15、x_igmp_ *。Azure RTOS NetX Secure DTLSDatagram Transport Layer Security (DTLS) 1.0 and 1.2。最11 KB闪存。快速的软件RSA 2048位密钥，在120MHz下约为1秒。简化的X.509实现。与Azure RTOS NetX Duo UDP Socket完全集成硬件加密持。软件加密持：RSA（所有密钥），AES，DES / 3DES，ECC，HMAC，MD5，SHA-1，SHA-2（SHA-224，SHA-256，SHA-384，SHA-512）。带有ECDSA（签名）和ECDH（加密）的Elliptic

16、Curve Cryptography (ECC) ，包括 P-curves 192/224/256/384/521。加密密钥持（取决于硬件）。Azure RTOS NetX Secure TLSTransport Layer Security (TLS) 1.0, 1.1, and 1.2。最8.8 KB闪存。快速的软件RSA 2048位密钥，在120MHz下约为1秒。简化的X.509实现。与Azure RTOS NetX Duo TCP Socket完全集成。硬件加密持。软件加密持：RSA（所有密钥），AES，DES / 3DES，ECC，HMAC，MD5，SHA-1，SHA-2（SHA-2

17、24，SHA-256，SHA-384，SHA-512）。带有ECDSA（签名）和ECDH（加密）的Elliptic Curve Cryptography (ECC) ，包括 P-curves 192/224/256/384/521。加密密钥持（取决于硬件）。ICMPInternet Control Message Protocol (ICMP)。最2.5 KB闪存。和IPv6持。IXIA IxANVL验证。ping请求和ping响应。对ping请求的可选线程挂起。所有挂起的可选超时配置。可选的ICMP统计信息。通过Azure RTOS TraceX进系统级跟踪。直观的ICMP API：nx_i

18、cmp_ 。UDP协议User Datagram Protocol 。最2.5 KB闪存，每个Socket需要124字节的RAM。快速，接近线速的UDP数据包处理：100 Mbps以太上的RX 95 Mbps，MCU 100MHz，MCU利率为14100 Mbps以太上的TX 94 Mbps，MCU 100MHz，MCU利率为10UDP Fast Path技术。UDP数量限制。IXIA IxANVL验证。可选的接收服务挂起。所有挂起的可选超时配置。可选的UDP统计信息。通过Azure RTOS TraceX进系统级跟踪。直观的UDP API：nx_udp_ *。TCP协议Transmissio

19、n Control Protocol (TCP)。最的10.5K8到12.5 KB闪存，每个Socket需要280字节RAM。快速，接近线速的TCP数据包处理：100 Mbps以太上的RX 93 Mbps，MCU 100MHz，MCU利率为20。100 Mbps以太上的TX 94 Mbps，MCU 100MHz，MCU利率为27。可靠的连接。TCP套接字数量限制。IXIA IxANVL验证。Socket接收发送上的可选挂起。所有挂起的可选超时配置。可选的TCP统计信息。通过Azure RTOS TraceX进系统级跟踪。直观的TCP API：nx_tcp_ *。ARP / RARPAddres

20、s Resolution Protocol (ARP)。Reverse Address Resolution Protocol (RARP)。最1.7 KB闪存，RAM。动态解析32特的IPv4和48特的MAC地址。IXIA IxANVL验证。灵活的，户定义的ARP缓存。免费ARP持。由应程序确定的可选ARP / RARP统计信息。通过Azure RTOS TraceX进系统级跟踪。直观的ARP / RARP API：nx_arp_ ，nx_rarp_ 。和IPv6Internet Protocol (IP)。最3.5 KB8.5 KB闪存，2 KB3 KB RAM占空间。Piconet架构。

21、快速，接近线速性能。多接持。多宿主持。静态路由持。分段重组持。和IPv6地址持。IXIA IxANVL验证。第阶段IPv6就绪徽标认证。可选IP统计信息。定义明确，直观的物理层驱动程序接。通过Azure RTOS TraceX进系统级跟踪。直观的IP层API：nx_ip_ *，nxd_ip_ *，nxd_ipv6_ *。已通过TUV和UL预先认证，符合IEC 61508 SIL ，IEC 62304 C类，ISO 26262 ASIL 和EN 50128 SW-SIL4。Azure RTOS NetX Secure IPSECInternet Protocol Security (IPSEC)

22、。层。硬件加密持。软件加密持，包括：DES，3DESAESHMAC-MD5HMAC SHA1密钥交换（IKE）版本2持直观的IPsec API：nx_ipsec_ *。仅适于Azure RTOS NetX Duo。5.3.3 API命名规则NetXDUO的函数命名规则是：Noun-verb naming convention （名词动词命名约定）。根据这个命名规格，我们实际看下个API，如：nx_tcp_enable ，前缀nx，名词tcp_，动词enable。再看下API截图（部分函数截图）：基本也都符合这个命名规则。5.3.4 快速执Azure RTOS NetX Duo提供了Zero-C

23、opy数据包发送接收实现，该实现与Azure RTOS ThreadX度集成，以实现最快的性能。例如，Azure RTOS NetX Duo通常可以在80 MHz（或以下）处理器上实现接近线速的数据传输，只使部分处理器周期。5.3.5 安全可靠Azure RTOS NetX Duo是安全的。通过包括IPsec，SSL，TLS和DTLS在内的附加安全产品来提供此安全性。此外，该应程序可以完全控制对Azure RTOS NetX Duo的所有外部访问，从使确定安全风险变得更加容易。Microsoft Azure 为OEM提供了使底层MCU / MPU硬件保护机制来保护通信以及创建代码和数据隔离的组

24、件。设备制造商最终有责任确保设备完全满与其特定例相关的安全性要求。5.3.6 简单易Azure RTOS NetX Duo API直观，直接且功能强。API名称是真实的单词构成的，不是其他络产品中常见的“alphabet soup”或度缩写的名称。所有Azure RTOS NetX Duo API都有个前导nx_并遵循名词动词命名约定。此外，整个API都具有功能致性。例如，所有挂起的API函数都有个可选的超时，以相同的式运。对于旧版应程序，Azure RTOS NetX Duo提供了额外的BSD套接字兼容层。该层可帮助开发员轻松迁移型络应程序。5.3.7 快速推向市场Azure RTOS Ne

25、tX Duo易于安装，学习，使，调试，验证，认证和维护。因此，NetX Duo是嵌式IoT设备（包括Broadcom，Gainspan等公司的许多SoC）中最受欢迎的TCP / 堆栈之。我们始终如的上市时间优势建在：有质量保证的档请查阅的Azure RTOS NetX Duo户指南。完整的源代码可性。易于使的API。全和级的功能集合。5.3.8 质量源代码从开始，ThreadX就被设计为业级RTOS，并附带完整的C源代码。ThreadX源代码在质量和易于理解树了标杆。此外，个函数个源件的式，便户查阅浏览。ThreadX遵守严格的编码规范，包括要求每C代码都必须有有意义的注释。此外，Thread

26、X源码已通过最标准的认证。5.3.9 全的物联解决案对于基本的IP和UDP持，Azure RTOS NetX Duo的占空间常，只有9 KB到15 KB。NetX Duo拥有于深度嵌式IoT应程序的最全的TCP / 络之。此持包括以下附加协议产品：MQTT，CoAP，LWM2M，6LoWPAN，SSL / TLS / DTLS，IPsec，AutoIP，DHCP，DNS，mDNS，DNS-SD，FTP，HTTP，IPsec，NAT，POP3，PPP，PPPoE，SMTP，SNMP v1 / 2/3，Telnet，TFTP。5.3.10持的硬件平台NetXDUO在开箱即，可以在各种主流的32/6

27、4位处理器上运。经过全测试和完全持的平台如下：5.4 ThreadX NetXDUO安全认证5.4.1 通过TUV和UL预先认证，符合许多安全标准Azure RTOS NetX Duo已通过SGS-TUV Saar认证，可于安全关键系统，符合IEC-61508 SIL ，IEC-62304 SW安全等级C，ISO 26262ASIL D和EN 50128的要求。该认证确认了Azure RTOS NetX Duo可于安全相关软件的开发，以达到IEC-61508，IEC-62304，ISO26262和EN 50128的最安全等级，以于电，电和可编程电安全相关系统。SGS-TUV萨尔公司由德国SGS

28、-Group和TUV萨尔州的合资企业组成，现已成为领先的认证独公司，致于测试，审核，验证和认证全球安全相关系统的嵌式软件。业安全标准IEC61508及其衍的所有标准，包括IEC-62304：同时，Azure RTOS NetX Duo已被UL认可，符合UL 60730-1附件H，CSA E60730-1附件H，IEC 60730-1附件H，UL 60335-1附件R，IEC60335-1附件R和UL 1998可编程组件中的安全标准。UL是家全球性，独的安全科学公司，拥有超过个世纪的专业知识来创新安全解决案，涵盖从公共使电到可持续性，可再能源和纳技术的突破。与TUV和UL认证相关的件（证书，安全

29、册，测试报告等）可供出售。5.4.2 通过EAL4 + Common Criteria安全认证Azure RTOS已获得EAL4 + Common Criteria安全认证。评估标涵盖Azure RTOS ThreadX，Azure RTOS NetX Duo，Azure RTOS NetXSecure TLS和Azure RTOS NetX MQTT。这代表了深度嵌式传感器，设备，边缘路由器和关所需的最典型的物联协议。于Microsoft Azure RTOS 安全认证的IT安全评估具是Brightsight BV，证书颁发机构是SERTIT。5.4.3 通过FIPS 140-2认证Azure RTOS NetX加密库已通过联邦信息处理标准化140