ネットワーク¶

FreeRTOS アプリケーションは、TCP/IP スタックに lwIP 2.1.2、TLS に mbedTLS 2.28.2 を使用します。IPRO7 がネットワークにつながる方法は 2 つあります。無線部として動作し SDIO で接続する IPRO6S を経由する Wi-Fi と、外付け PHY を使う IPRO7 のイーサネット MAC（EMAC、RMII）です。IPRO7AI Reef EVK では、この IPRO6S が microSD ソケットに挿す FIN カードです。どちらのリンクも同じ lwIP スタックにつながるため、インターフェースが変わってもソケットのコードは変わりません。

アーキテクチャ¶

ネットワークの設定¶

ビルドは .config を書かれたとおりに autoconf.h にコピーします。Kconfig の select と depends on は適用されないため、リンクに必要なキーはすべて明示的に書いてください。

CONFIG_IPRO7AI_REEF=y
CONFIG_USE_PSRAM=y
CONFIG_IPRO7_WIFI_HOST_HOTCODE=y
CONFIG_WIFI_USE_IPRO6S=y
CONFIG_COMPONENTS_LWIP_ENABLE=y
CONFIG_COMPONENTS_LWIP_APP_ENABLE=y
CONFIG_ETHERNET=y
CONFIG_COMPONENTS_IPRONET_HOST_ENABLE=y
CONFIG_RTSP_SERVER=y
CONFIG_RTSP_LISTEN_PORT=8554
CONFIG_RTSP_DEFAULT_VIDEO_FPS=15
CONFIG_RTSP_SHELL=y

CONFIG_COMPONENTS_LWIP_ENABLE=y
CONFIG_COMPONENTS_LWIP_APP_ENABLE=y
CONFIG_ETHERNET=y
CONFIG_COMPONENTS_MBEDTLS_ENABLE=y
CONFIG_MBEDTLS_BIGNUM_USE_HW=y

アプリケーションは独自の lwipopts_app.h で lwIP の設定を上書きできます。このファイルがあれば lwipopts.h がインクルードします。ipronet_host を使う場合は apps/platform/ipro7ai_reef_demo/lwipopts_app.h（ipro7_sdio_wifi と同じファイル）をコピーしてください。このファイルは lwIP のバッファーを PSRAM に移し、TCP ウィンドウを拡大します。コンポーネントの README によると、このファイルがないと TCP のアップロードスループットは約 4 分の 1 に低下します。

lwIP¶

lwIP は BSD 形式のソケット API（lwip/sockets.h、lwip/netdb.h）を提供します。DHCP クライアント、DNS、SNTP、IPv6、lwiperf、lwIP の HTTP クライアントは組み込み済みです。DHCP サーバー、mDNS、MQTT、altcp TLS は上記のキーで追加します。

次の TCP クライアントは、ipro7ai_reef_demo が ipro6s_ota 用にコンパイルする apps/platform/common/ipronet_ota_cli/ota_http_fetch.c の手順に沿っています。ホスト名を解決し、ソケットを開いて接続します。ソケットは、インターフェースにアドレスが割り当てられてから使用してください（ipronet_host の場合は on_got_ip コールバックの後）。

#include <string.h>
#include "lwip/sockets.h"
#include "lwip/netdb.h"

int tcp_send(const char *host, uint16_t port, const void *data, size_t len)
{
    struct hostent *hp = gethostbyname(host);
    if (hp == NULL) {
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in sa;
    memset(&sa, 0, sizeof(sa));
    sa.sin_family = AF_INET;
    sa.sin_port = htons(port);
    memcpy(&sa.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);

    int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (s < 0) {
        return -1;
    }
    if (connect(s, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)) < 0 ||
        send(s, data, len, 0) < 0) {
        close(s);
        return -1;
    }
    close(s);
    return 0;
}

イーサネット¶

IPRO7 の EMAC は RMII（10/100 Mbps）で外付け PHY に接続します。HAL には RTL8201F の PHY ドライバーが含まれています。Reef には PHY が搭載されていないため、この経路は独自ボード向けです。lwIP とのグルーコードは bsp/hal/src/hal_ethernetif.c です。リンクが確立すると DHCP タスクがアドレスを要求し、DHCP がタイムアウトした場合は同ファイルで定義された静的アドレスを使います。EMAC のピンについては bsp/hal/src/hal_emac.c とピン配置と周辺機能の対応を参照してください。

netif の追加と lwIP の起動は、apps/platform/ipro7_demo/demo/soc/peripheral/emac_demo.c と同じ方法で行います。

static struct netif emac_netif;

static void regist_netif(void *arg)
{
    struct netif *netif = (struct netif *)arg;
    ip4_addr_t ipaddr, netmask, gw;

    ip_addr_set_zero(&ipaddr);
    ip_addr_set_zero(&netmask);
    ip_addr_set_zero(&gw);
    netif_add(netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ethernetif_init, tcpip_input);
    netif_set_default(netif);
    ethernet_link_status_updated(netif);
#if LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK
    netif_set_link_callback(netif, ethernet_link_status_updated);
#endif
}

int cmd_emac_lwip(int argc, char **argv)
{
    tcpip_init(regist_netif, (void *)&emac_netif);
    return 0;
}

ipro7_demo は IPRO7 EVB 向けで、emac_demo.c は CONFIG_DEMO_EMAC=y のときだけコンパイルされます。同梱の .config ではこのキーは設定されていません。

TLS／DTLS（mbedTLS）¶

mbedTLS 2.28.2 は CONFIG_COMPONENTS_MBEDTLS_ENABLE=y で追加します。デフォルトの設定は mbedTLS 自身の config.h をベースにしており、TLS 1.2 クライアントと X.509 を含みます。アプリケーションが独自の mbedtls_app_config.h を用意すると、デフォルトの設定全体が置き換えられます（mbedTLS コンポーネントのインクルードパスから見つかる必要があります）。エントロピーはハードウェア乱数生成器から取得します（port/entropy_poll_alt.c）。

IPRO7 では、CONFIG_MBEDTLS_ECC_USE_HW はソフトウェア実装にフォールバックし、ビルド時に警告が表示されます。

TLS クライアントは components/crypto/mbedtls/mbedtls/programs/ssl/ssl_client1.c から始めてください。移植する際は次の点に注意します。

• 初期化と接続の各呼び出しの戻り値を確認します。
• サービスが信頼する CA 証明書を mbedtls_ssl_conf_ca_chain() で読み込み、MBEDTLS_SSL_VERIFY_REQUIRED を使用し、mbedtls_ssl_set_hostname() でホスト名を設定します。証明書の有効期間を検証するため、プラットフォームの時刻が正しい必要があります。
• MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_READ / MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE、部分的な転送、タイムアウトを処理し、すべてのエラー経路で TLS コンテキストとソケットを解放します。
• サンプルのテスト用証明書とホストを、製品のものに置き換えます。

HTTP、MQTT、RTSP¶

HTTPS や TLS 上の MQTT を使う場合は、mbedTLS（または altcp TLS）でセキュアな接続を自分で構築し、ステータスコード、チャンク転送、長さの上限、タイムアウトを処理してください。

IPRO6S 経由の Wi-Fi¶

flowchart LR
  A["IPRO7<br/>アプリケーション + ipronet_host + lwIP"] -->|"SDIO 4-bit<br/>GPIO28–33"| B["IPRO6S<br/>ipro6_if_wifi"]
  B -->|Wi-Fi| C["アクセスポイント"]

IPRO7 が SDIO ホストです。IPRO6S は ipro6_if_wifi を実行し、イーサネットフレームを Wi-Fi にブリッジします。DHCP は IPRO6S 上で動作し、IP スタックとユーザーのソケットは IPRO7 上で動作します。SDIO バスは GPIO28～33 に固定されており、ピンの設定はコンポーネントが行います。Reef ではこれらが microSD ソケットの信号線であるため、FIN カードが SD カードの代わりにソケットに入ります。

ipronet_host.h の概要：

• コールバック（on_connected、on_disconnected、on_got_ip、on_scan_result）はコンポーネントの RX タスクで実行されます。コールバック内でブロックしたり、ipronet_connect / disconnect / scan / stop を呼び出したりしないでください。処理は独自のタスクに渡します。
• auto_reconnect = 1（デフォルト）の場合、切断後にコンポーネントが AP に再接続します。0 の場合は、アプリケーションが on_disconnected から ipronet_connect() を再度呼び出します。
• リターンコードはすべて ipronet_host.h（IPRONET_OK は 0）と components/network/ipronet_host/README.md に記載されています。

Reef でのハンズオン¶

出荷時ファームウェアのシェルコマンドを使って、Reef から Wi-Fi ネットワークに接続し、カメラ映像を RTSP で配信します。ホスト側のビデオプレーヤーを使うチュートリアル版は、Wi-Fi と RTSP のチュートリアルです。

ipro6_if_wifi（defconfig_ipro6_sdio）を書き込んだ IPRO6S FIN カード、カメラコネクターに接続した OV5640 または OV2640 カメラモジュール、Wi-Fi アクセスポイントが必要です。

次のステップ：最初の独自アプリケーションを作るでこの設定から独自のアプリケーションを作成し、アプリケーションのテストで確認します。

その他の Wi-Fi モジュール¶

Reef が Wi-Fi に接続する手段は IPRO6S FIN カードだけです。パッケージに含まれるその他の SDIO Wi-Fi モジュール用のドライバーとプローブコードは IPRO7 EVB 向けで、Reef でサポートされる経路ではありません。サンプルを参照してください。

Wi-Fi デバイスとしての IPRO6S¶

リンクの IPRO6S 側は、同じ SDK に含まれる IPRO6S 用の FreeRTOS アプリケーションです。出力ファイル名は _IPRO6.bin で終わります。ビルド済みの Wi-Fi ライブラリは同梱の設定に対してのみ用意されているため、いずれかの設定の Wi-Fi オプションと CONFIG_WIRELESS_LIB_VARIANT はそのまま使用してください。

チップ、ボード、書き込みについては IPRO6S を参照してください。

本リリースの制限事項¶

• ネットワーク機能は FreeRTOS アプリケーションでのみ使用できます。Zephyr にはイーサネットドライバーも ipronet_host もありません。zephyr/drivers/wifi の Zephyr Wi-Fi ドライバーは IPRO6S のオンチップドライバーであり、本リリースでは IPRO6S は Zephyr でサポートされていません。Zephyr RTOS を参照してください。
• ipronet_host はステーションモードと単一の netif のみに対応し、トランスポートの停止を検出しません。カードの電源が失われた場合は、ipronet_stop() と ipronet_start() で復旧してください。
• 高レベルの HTTP クライアントコンポーネントとセルラーモデムのコンポーネントはありません。
• ipro7_sdio_wifi の README には iperf が記載されていますが、それが依存するコンポーネントはパッケージに含まれていません。
• ipro_agora_sentino は平文の TCP で MQTT に接続します。製品では、証明書の検証を伴う TLS 上の MQTT を使用してください。

参照アプリケーション¶

その他のボード：ipro7_sdio_wifi は、立ち上げの各段階をシェルコマンドとして備えた単体の ipronet_host リファレンスで、ipro7_demo には EMAC のデモが含まれています。どちらも IPRO7 EVB 向けに設定されています。

• Wi-Fi と RTSP のチュートリアル：ビデオプレーヤーを使った Reef での手順。
• IPRO7AI Reef EVK：microSD ソケット、JP3、FIN カード。
• OTA アップデート：ipro6s_ota による FIN カードの更新。
• Thread と Matter：Zephyr での IEEE 802.15.4 と OpenThread。