RT-Thread發(fā)布SAL套接字抽象層，帶來(lái)全新物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)模式

      物聯(lián)網(wǎng)設備，因為要連接網(wǎng)絡(luò )和應用的多樣化，導致軟件的開(kāi)發(fā)難度和復雜度大幅地增加，開(kāi)發(fā)方式也會(huì )與之前的嵌入式設備大不一樣。當前主流的軟件開(kāi)發(fā)模式是怎么樣的呢？我們以一個(gè)典型的MCU+WiFi/NB-IoT SoC架構的IoT設備開(kāi)發(fā)為例（圖示一），開(kāi)發(fā)人員需要針對特定的無(wú)線(xiàn)SoC/模塊，開(kāi)發(fā)MCU TCP/IP協(xié)議層以上的應用，包括MQTT、HTTP、Web Socket、業(yè)務(wù)類(lèi)應用等等。一旦用戶(hù)更換了無(wú)線(xiàn)芯片或模塊，因為網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、編程接口等的不統一，上層應用都需要做大幅的改動(dòng)甚至要重頭來(lái)過(guò)。

（圖示一：當前的軟件開(kāi)發(fā)模式）

      而如果采用了RT-Thread操作系統的SAL抽象層（圖示二），開(kāi)發(fā)者則無(wú)須考慮系統采用的是哪種無(wú)線(xiàn)方式、哪種無(wú)線(xiàn)芯片、甚至哪種模塊，哪種接口，只需調用上層的API接口，即可實(shí)現一次開(kāi)發(fā)，跨平臺使用。不僅如此，RT-Thread支持的各種IoT軟件包，都可以很方便的“即裝即用”。

（圖示二：具備SAL的軟件開(kāi)發(fā)模式）

      以上可見(jiàn)，RT-Thread此次發(fā)布的SAL可謂對IoT產(chǎn)業(yè)意義重大，真正實(shí)現了系統（MCU+無(wú)線(xiàn)芯片/模塊）層面的跨平臺軟件開(kāi)發(fā)及兼容，暨ACS（Application Cross System），后期的應用擴展也會(huì )變得易如反掌。

SAL，即Socketabstraction layer的縮寫(xiě)，意為套接字抽象層，處于網(wǎng)絡(luò )硬件層與應用層之間。 其前身是RT-Thread 的 DFS_NET 組件，由于其對lwIP 有一定的依賴(lài)，存在局限性，RT-Thread對其進(jìn)行了近乎重構的再造。SAL 的孕育而出，使得 RT-Thread 可以無(wú)縫接入各式各樣的網(wǎng)絡(luò )芯片或模塊（例如： W5500/CH395 這類(lèi)自帶協(xié)議棧的以太網(wǎng)芯片，帶 AT指令的 WiFi 模塊、GPRS 模塊、NB-IoT模塊等等），極大地提升了RT-Thread 在 IoT 領(lǐng)域對于不同網(wǎng)絡(luò )硬件的兼容性。其主要特性如下（圖示三）：

• 抽象、統一多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧接口
  

• 提供標準 BSDSocket API

• 統一 fd（file descriptor）管理方式

（圖示三：網(wǎng)絡(luò )框架圖）

      下面將站在與 SAL 相關(guān)聯(lián)的模塊角度，說(shuō)明SAL 的功能與實(shí)現：

      應用層 ：應用層在做網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)時(shí)，可以直接使用 SAL 提供的 BSD Socket API 接口。接口層的統一抽象，使得我們的開(kāi)發(fā)者也可以快速應用 RT-Thread 提供的眾多支持 BSDSocket 接口的 IoT 軟件包。讓我們的用戶(hù) 在網(wǎng)絡(luò )編程方面極大的提升了軟件的可重用性。

      SAL 實(shí)現層：該層位于 SAL 的底部，針對不同的模塊、芯片或協(xié)議棧，完成與 SAL 框架的對接實(shí)現。接入完成后，應用層幾乎不需要關(guān)心真正的網(wǎng)絡(luò )接入方式，降低了應用層與底層的耦合。

      DFS 文件系統層：SAL 與 DFS 緊密結合， Socket 描述符與fd文件描述符可以完全對應起來(lái)，實(shí)現了fd的統一管理。使得應用層可以通過(guò)read/write 、 poll/select 接口操作 Socket 套接字，更加兼容 POSIX 標準。

應用場(chǎng)景：

對接 AT 指令的網(wǎng)絡(luò )模塊

     在使用這些 AT 模塊做網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)時(shí)，不可避免地會(huì )在我們的應用代碼中耦合很多與模塊相關(guān)的 AT 通信代碼。這樣也會(huì )導致，以前使用標準的 BSD Socket 開(kāi)發(fā)過(guò)的組件沒(méi)法被重用過(guò)來(lái)。

      有了SAL，只需要我們針對AT 模塊的指令方式，實(shí)現 SAL的對接接口（RT-Thread已經(jīng)提供了常用模塊的實(shí)現，例如，樂(lè )鑫的 ESP8266，移遠的 M26），上層應用即可愉快地進(jìn)行Socket編程了。

      這里稍微提一下，RT-Thread 的 AT 組件已具有上述功能，很快將會(huì )發(fā)布，敬請期待……

對接內置協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò )芯片

      隨著(zhù)像 W5500/CH395 這類(lèi)網(wǎng)絡(luò )芯片的越來(lái)越普及，我們的 MCU 也就不需要跑網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧了，極大地降低了MCU的資源占用情況?？墒歉鶤T模塊也有同樣的問(wèn)題，怎么樣才能保證應用層依然很簡(jiǎn)單地使用標準Socket進(jìn)行編程？這個(gè)問(wèn)題就交給SAL去解決吧。SAL 造好了適配這些芯片的輪子，會(huì )方便我們所有使用 RT-Thread + W5500/CH395 的開(kāi)發(fā)者。

非lwIP的 TCP/IP 協(xié)議棧

       一些特殊領(lǐng)域，可能lwIP并不能夠滿(mǎn)足我們的用戶(hù)要求。更換 TCP/IP 協(xié)議棧就不可避免。正是因為有了 SAL 框 架，新的協(xié)議棧，只需要與其對接完畢，上層應用即可放心使用，以前的代碼照樣也可以被拿來(lái)重用。

SocketCAN

      Socket CAN 作為L(cháng)inux上CAN編程的一種方式，它簡(jiǎn)易易用，編程順手。很多用戶(hù)也想在 RT-Thread 上實(shí)現 Socket CAN 編程，這個(gè)時(shí)候就需要 SAL 上場(chǎng)了。只需要我們在底層使用 RT-Thread CAN 設備實(shí)現 SAL框架對應的接口即可。