WHC 概述

支持的芯片[ RTL8721Dx ][...]

WHC 传输接口

	Wi-Fi	BT
SDIO	Y	Y
SPI	Y	Y
USB	Y	Y
UART	X	Y
Mix Mode	SDIO/SPI/USB	SDIO/SPI/UART

WHC 介绍

WHC 架构

在 WHC(Wi-Fi Host Control) 方案中，Ameba 作为网卡通过 UART/SPI/SDIO/USB 与主机 MCU 连接，为 Host 提供网络接入能力, WHC 的架构图如下所示：

../../_images/fullmac_architecture_diagram.svg

WHC 架构优势

多协议硬件接口支持：支持 UART、SPI、SDIO、USB 等多种物理层接口，满足不同场景的带宽与实时性需求。
跨平台开发兼容性：支持 Linux、FreeRTOS、Zephyr 作为 Host 开发平台，降低移植成本。
Linux 平台深度适配，原生兼容 Linux 标准 wpa_supplicant(WPA_STD) 和 cfg80211 无线框架，并支持如下增强功能：
- SME(由 wpa_supplicant 实现 MLME) 或非 SME 模式
- 支持 P2P/NAN

WHC Wi-Fi 架构

WHC Wi-Fi Fat Host 与 Slim Host

根据 Host 端是否运行 WPA_SUPPLICANT， WHC 分为 Fat Host 与 Slim Host 两种架构(其中 Linux Host 跑 cfg80211 属于 Fat Host 架构):

../../_images/fullmac_architecture_fat.svg

API_PATH
- 定义：Device 端驱动与 Host 端 WPA_SUPPLICANT 的标准化通信接口。
- 用途：仅当使用 Fat Host 模式时使用，供 SDK 内部调用。
- 配置：需通过 Menuconfig 按指导手动启用。
CMD_PATH
- 定义：Host 与 Device 间的非标准 API 数据传输通道（基于私有协议）。
- 用途：CMD_PATH 多数 API 为 SDK 内部使用。
- 配置：所有模式默认开启，无额外配置。
CUST_PATH
- 定义：基于 CMD_PATH ，我们为客户提供了专门的 API，用于客户定制化的任意数据传输，我们称为 CUST_PATH。
- 功能 1：通用数据传输，支持 Host 与 Device 间任意数据交互。
- 功能 2：Slim Host 模式下，标准 Wi-Fi API 不可用，所有的 Wi-Fi 控制都通过 CUST_PATH 实现。
- 配置：所有模式默认开启，无额外配置。
- 参考： CUST_PATH

WHC Wi-Fi 配置选项及典型模式

Fat Host 和 Slim Host:
- Slim Host: WPA_SUPPLICANT 跑在 Device 端，对于非标准的 Linux 系统可以省去移植 WPA_SUPPLICANT 到 host 平台的烦恼, 缩短项目周期
- Fat Host: WPA_SUPPLIAN 跑在 Host 端，在 Linux 环境下可以使用 WPA_SUPPLICANT 提供的 NAN/P2P 等功能
- Slim Host 和 Fat Host 的选择受 Support WHC SUPPLICANT OFFLOAD 的控制
可选择的 Dual TCPIP
- Device 端 LWIP 和 host 端 TCPIP stack 并行运行, Device 端 LWIP 用于提供必要的保活机制, 减少 Host 唤醒次数（IP Camera 场景下续航大幅提升）
- Device 端的 LWIP 协议栈可以预处理部分数据包，实现 Host 流量预过滤

	Slim Host		Fat Host(cfg80211)
Abbreviation	S1D	S1D-T	S2H	S2H-T
WPA_SUPPLICANT OFFLOAD	Y	Y	N	N
Dual TCPIP(T)	N	Y	N	Y
API PATH	N	N	Y	Y
CMD PATH	Y	Y	Y	Y
Status	Ready	Ready	Ready	Ready

备注

名词介绍

WPA_LITE: 专为 Realtek 芯片优化的轻量级 WPA_SUPPLICANT 实现, 通过更小的 code size 和内存占用, 实现最基本的连线功能
WPA_STD: 标准的 Linux WPA_SUPPLICANT, 支持完整功能集, 可以提供 P2P/NAN/SME 等高级功能
S1 代表 WPA_LITE
- S1D 代表: WPA_SUPPLICANT 使用 WPA_LITE, 并且跑在 Device 端
S2 代表 WPA_STD
- S2H 代表: WPA_SUPPLICANT 使用 WPA_STD, 并且跑在 Host 端
T 代表运行 Dual TCPIP 协议栈模式，Host 端和 Device 端都运行 TCPIP 协议栈

备注

MENU CONFIG

以上配置选项对应 Menuconfig 路径 CONFIG WHC ITNF > FULLMAC CONFIG :

(Top) -> CONFIG WHC INTF -> FULLMAC config
----Configuration----
    (X) Support WHC CMD PATH
    (X) Support WHC WIFI API PATH
    ( ) Support WHC SUPPLICANT OFFLOAD
    ( ) Support WHC DUAL TCPIP

WHC Wi-Fi 文件目录

├─ whc
│  ├─ README.md
│  ├─ CMakeLists.txt
│  ├─ whc_def.h
│  ├─ whc_dev
│  │  ├─ ipc
│  │  │  ├─ whc_ipc_dev_api.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_dev_trx.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_dev_trx.h
│  │  │  └─ whc_ipc_device.c
│  │  ├─ sdio
│  │  │  ├─ whc_sdio_dev.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_dev.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_drv.c
│  │  │  └─ whc_sdio_drv.h
│  │  ├─ spi
│  │  │  ├─ whc_spi_dev.c
│  │  │  ├─ whc_spi_dev.h
│  │  │  ├─ whc_spi_drv.c
│  │  │  └─ whc_spi_drv.h
│  │  ├─ usb
│  │  │  ├─ whc_usb_dev.c
│  │  │  └─ whc_usb_dev.h
│  │  ├─ whc_dev.h
│  │  ├─ whc_dev_api.c
│  │  ├─ whc_dev_api.h
│  │  ├─ whc_dev_api_path.c
│  │  ├─ whc_dev_api_path.h
│  │  ├─ whc_dev_app.c
│  │  ├─ whc_dev_cust_evt.c
│  │  ├─ whc_dev_cust_evt.h
│  │  ├─ whc_dev_msg_queue.c
│  │  ├─ whc_dev_msg_queue.h
│  │  ├─ whc_dev_protocal_offload.c
│  │  ├─ whc_dev_protocal_offload.h
│  │  ├─ whc_dev_tcpip.c
│  │  ├─ whc_dev_tcpip.h
│  │  ├─ whc_dev_trx.c
│  │  └─ whc_dev_trx.h
│  ├─ whc_host_rtos
│  │  ├─ ipc
│  │  │  ├─ whc_ipc_host.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_api.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_api.h
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_api_basic.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_api_ext.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_trx.c
│  │  │  ├─ whc_ipc_host_trx.h
│  │  │  └─ whc_ipc_host_zephyr.c
│  │  ├─ spi
│  │  │  ├─ whc_spi_host.c
│  │  │  ├─ whc_spi_host.h
│  │  │  ├─ whc_spi_host_trx.c
│  │  │  └─ whc_spi_host_trx.h
│  │  ├─ sdio
│  │  │  ├─ rtw_sdio_drvio.c
│  │  │  ├─ rtw_sdio_drvio.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_host.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_init.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_trx.c
│  │  │  └─ whc_sdio_host_trx.h
│  │  ├─ whc_host.h
│  │  ├─ whc_host_api.c
│  │  ├─ whc_host_api.h
│  │  ├─ whc_host_api_basic.c
│  │  ├─ whc_host_api_ext.c
│  │  ├─ whc_host_app.c
│  │  ├─ whc_host_app.h
│  │  ├─ whc_host_init.c
│  │  ├─ whc_host_cust_evt.c
│  │  ├─ whc_host_cust_evt.h
│  │  └─ whc_rtos
│  │     ├─ os_wrapper_memory.c
│  │     ├─ os_wrapper_mutex.c
│  │     └─ os_wrapper_semaphore.c
│  ├─ whc_ipc.h
│  ├─ whc_ipc_cfg.h
│  ├─ whc_ipc_msg_queue.c
│  └─ whc_ipc_msg_queue.h

├─ whc_host_linux
│  ├─ Kconfig
│  ├─ Makefile
│  ├─ fullmac_setup.sh
│  ├─ app
│  │  ├─ Makefile
│  │  ├─ whc_host_app_api.c
│  │  ├─ whc_host_app_api.h
│  │  └─ whc_host_app.c
│  ├─ fullmac
│  │  ├─ whc_fullmac_host_wiphy.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_regd.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_regd.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_protocal_offload.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_promisc.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_promisc.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_proc.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_proc.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_pkt_rx.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ops_p2p.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ops_nan.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ops_key.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ops_ap.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ops.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_netdev_ops_p2p.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ioctl.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_ioctl.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_event_tx.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_event_rx.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_cust_evt.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_cust_evt.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_cfgvendor.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_cfgvendor.h
│  │  ├─ whc_fullmac_host_acs.c
│  │  ├─ whc_fullmac_host_acs.h
│  │  ├─ usb
│  │  │  └─ Kbuild
│  │  ├─ spi
│  │  │  └─ Kbuild
│  │  ├─ sdio
│  │  │  └─ Kbuild
│  ├─ common
│  │  ├─ autoconf.h
│  │  ├─ whc_host_cmd_path_api.h
│  │  ├─ whc_host_cmd_path_tx.c
│  │  ├─ whc_host_event.h
│  │  ├─ whc_host_hci.c
│  │  ├─ whc_host_hci.h
│  │  ├─ whc_host_memory.c
│  │  ├─ whc_host_netlink.c
│  │  ├─ whc_host_netlink.h
│  │  ├─ whc_host_ops.c
│  │  ├─ whc_host_pkt_rx.c
│  │  ├─ whc_host_pkt_tx.c
│  │  ├─ whc_host_trx.h
│  │  ├─ netdev
│  │  │  ├─ whc_host_drv_probe.c
│  │  │  ├─ whc_host_drv_probe.h
│  │  │  ├─ whc_host_ethtool_ops.c
│  │  │  ├─ whc_host_ethtool_ops.h
│  │  │  ├─ whc_host_function.h
│  │  │  ├─ whc_host_linux.h
│  │  │  ├─ whc_host_netdev_ops.c
│  │  │  ├─ whc_host_netdev_ops.h
│  │  │  └─ whc_host_wiphy.h
│  │  ├─ sdio
│  │  │  ├─ whc_sdio_host.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_drvio.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_drvio.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_fwdl.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_init.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_ops.c
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_ops.h
│  │  │  ├─ whc_sdio_host_probe.c
│  │  │  └─ whc_sdio_host_reg.h
│  │  ├─ spi
│  │  │  ├─ whc_spi_host.h
│  │  │  ├─ whc_spi_host_ops.c
│  │  │  ├─ whc_spi_host_probe.c
│  │  │  └─ spidev-overlay.dts
│  │  └─ usb
│  │     ├─ whc_usb_host.h
│  │     ├─ whc_usb_host_ops.c
│  │     └─ whc_usb_host_probe.c

WHC Wi-Fi 驱动组成与移植

Device 驱动

参考：设备驱动移植

Host 驱动

参考： Slim Host 驱动移植 / Fat Host 驱动移植

CUST_PATH

Fat Host 模式：若除了标准的 Wi-Fi/BT/Socket 编程之外，客户还有 Host 与 Device 之间客制化的通信需求，可以使用 CUST_PATH 。
Slim Host 模式：Wi-Fi 无法使用标准的 Wi-Fi API，此时一定会使用 CUST_PATH。
请参考： CUST_PATH 。

WHC Wi-Fi 吞吐量

Interface	Wi-Fi driver location	Item	Slim Host	Fat Host
SDIO ^[1]	KM4 (334MHz)	TCP RX	49.7	53.5
		TCP TX	50.1	51.2
		UDP RX	58.9	59.6
		UDP TX	56.5	56.6
SPI ^[2]	KM4 (334MHz)	TCP RX	16.8	17.1
		TCP TX	17.4	17.7
		UDP RX	19.1	18.6
		UDP TX	18.9	18.4
USB ^[3]		TCP RX
		TCP TX
		UDP RX
		UDP TX

[1] Device 代码运行在 Flash 中，主机：Raspberry Pi 5 Model B Rev 1.1，root: Linux raspberrypi 6.6.31+rpt-rpi-2712
[2] Device 代码运行在 Flash 中，主机：Raspberry Pi 5 Model B Rev 1.0，root: Linux raspberrypi 6.6.31+rpt-rpi-2712

Interface	Wi-Fi driver location	Item	Slim Host	Fat Host
SPI ^[1]	KM4 (334MHz)	TCP RX	10.9	11
		TCP TX	10.4	10.6
		UDP RX	16.3	15.5
		UDP TX	17.1	17.4

[1] Device 代码运行在 Flash 中，主机：Ameba RTL8721Dx, SPI Clk 25M