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ATWINC15x0使用iPerf测量ATWINC15x0的吞吐量简介本应用笔记介绍可用于SAM4SXplainedPro评估工具包和ATWINC15x0的iPerf演示应用程序的执行方法.
iPerf应用程序是用于测量传输控制协议(TransmissionControlProtocol,TCP)和用户数据报协议(UserDatagramProtocol,UDP)带宽性能的工具.
它基于客户端/服务器模型构建,可用于测量客户端与服务器之间的最大UDP和TCP吞吐量.
要求以下是使用iPerf应用程序测试ATWINC15x0的TCP和UDP吞吐量的硬件和软件要求.
硬件要求ATSAM4SXPRO评估板ATWINC15x0接入点(AccessPoint,AP)PC/笔记本电脑软件要求iPerf应用程序2.
0.
5,用于在PC/笔记本电脑上运行iPerf客户端串行控制台软件(TeraTerm)ATWINC1500iPerf示例2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第1页目录简介.
1要求.
11.
ATWINC15x0iPerf设置.
31.
1.
SAM4SXplainedPro.
31.
2.
硬件设置.
42.
在AtmelStudio中创建ATWINC15x0iPerf项目.
53.
配置和加载iPerf应用程序.
74.
安装iPerf应用程序.
84.
1.
iPerf命令.
85.
执行iPerf应用程序.
96.
测试设置.
116.
1.
吞吐量测试结果依赖性参数.
127.
测试结果.
148.
附录—更新固件.
169.
文档版本历史.
17Microchip网站.
18产品变更通知服务.
18客户支持.
18Microchip器件代码保护功能.
18法律声明.
18商标.
19质量管理体系.
19全球销售及服务网点.
20ATWINC15x02020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第2页1.
ATWINC15x0iPerf设置用户可通过计算机上的命令提示符窗口和无线评估板上的自定义iPerf实现来测量吞吐量性能.
iPerf应用程序具有客户端和服务器功能.
通常一个充当服务器,另一个充当客户端,测试会话由作为客户端的iPerf应用程序启动.
ATSAM4SXPRO评估板上的iPerf应用程序以服务器模式运行,并等待客户端连接,连接后客户端启动带宽测试.
1.
1SAM4SXplainedProSAM4SXplainedPro评估工具包是一款用于评估ATSAM4SD32C单片机的硬件平台,由AtmelStudio集成开发平台提供支持.
SAM4SXplainedPro评估工具包非常适合对基于SAM4SCortex-M4处理器的单片机进行评估和原型开发.
XplainedProMCU系列评估工具包包括板上嵌入式调试器,无需任何外部工具就可以对SAM4SD32C进行编程或调试.
XplainedPro扩展系列评估工具包还包括其他外设,用于扩展评估板的功能,简化定制设计的开发过程.
ATWINC15x0ATWINC15x0iPerf设置2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第3页图1-1.
SAM4SXplainedPro评估工具包1.
2硬件设置要创建iPerf设置,请执行以下步骤.
1.
将ATWINC15x0模块插入SAM4SXplainedPro评估工具包中的EXT1.
2.
将USB线缆连接至调试USB端口,为SAM4SXplainedPro评估工具包供电.
ATWINC15x0ATWINC15x0iPerf设置2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第4页2.
在AtmelStudio中创建ATWINC15x0iPerf项目3.
42以及所有未来版本的ASF中均提供适用于SAM4SXplainedPro和ATWINC15x0的iPerf演示应用程序.
创建新的iPerf项目之前,先验证当前使用的ATWINC1500驱动程序和固件的版本.
ATWINC1500固件版本不能低于其驱动程序版本.
固件升级详细信息请参见附录.
本节介绍使用AtmelStudioASF示例应用程序演示ATWINC15x0项目的步骤.
注:ASF中提供适用于SAM4S、SAMG55、SAMG53和SAMD21的iPerf应用程序.
本应用笔记将使用SAM4S的iPerf应用程序作为参考.
1.
打开AtmelStudio7.
2.
前往File>New>ExampleProjects(文件>新建>示例项目).
3.
搜索适用于其他MCU的iPerf示例应用程序.
4.
选择WINC1500IperfExample–SAM4SXplainedPro.
图2-1.
AtmelStudioATWINC1500项目创建iPerf应用程序的目录结构如下图所示.
ATWINC15x0在AtmelStudio中创建ATWINC15x0iPerf项目2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第5页图2-2.
iPerf应用程序目录结构ATWINC15x0在AtmelStudio中创建ATWINC15x0iPerf项目2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第6页3.
配置和加载iPerf应用程序要连接至接入点,站模式需要Wi-Fi凭证,如SSID和安全类型.
本演示以WPA-PSK为例.
以下是配置和加载iPerf应用程序的步骤.
1.
打开WINC1500_IPERF_SERVER_EXAMPLE1项目.
2.
在iperf.
h文件中配置AP凭证、SSID和密码.
根据支持的加密方式配置AP.
若要设置安全类型,在iperf.
h文件中配置IPERF_WIFI_M2M_WLAN_AUTH宏,如下所示.
必须在对应AP的SSID中填入该IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID宏.
/*APconfigurationparameters*/#defineIPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID"DEMO_APP"/**保存项目.
4.
编译并将映像下载至SAM4S板.
5.
打开串行端口终端应用程序,并设置COM端口配置,如下所示:–将Baudrate(波特率)设置为115200–将DataBits(数据位)设置为8位–将Parity(奇偶校验)设置为none(无)–将StopBits(停止位)设置为1位–将Flowcontrol(流量控制)设置为none6.
运行应用程序.
串行端口终端显示以下日志输出.
图3-1.
iPerf串行控制台初始日志输出注:iPerf初始化为UDP/TCPiPerf服务器.
可以在串行终端中看到分配给ATWINC15x0的IP地址.
ATWINC15x0配置和加载iPerf应用程序2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第7页4.
安装iPerf应用程序iPerf应用程序可作为开源或可执行的二进制文件用于许多操作系统.
以下是安装iPerf应用程序的步骤.
1.
从https://iperf.
fr/下载iPerf2.
0.
5应用程序,并保存到目标位置.
2.
将下载的文件解压缩,以获得可执行文件.
3.
在可执行文件所在的文件夹路径中打开命令提示符.
4.
1iPerf命令默认情况下,iPerf客户端会与iPerf服务器建立连接,该服务器通常用于监听指定目标的端口5001.
常用的iPerf命令如下表所示.
其他命令请参见https://iperf.
fr/iperf-doc.
php.
表4-1.
iPerf命令命令说明-f报告格式;Kb、Mb、KB和MB.
-i定期带宽报告之间的时间间隔,以秒为单位.
-s在服务器模式下运行.
-u在单线程UDP模式下运行,只限客户端.
-b发送带宽,以位/秒为单位.
-u指示默认值为1Mb/秒-c在客户端模式下运行,连接至主机.
-r单次双向测试.
-t发送时间,以秒为单位.
默认值为10秒.
ATWINC15x0安装iPerf应用程序2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第8页5.
执行iPerf应用程序可通过将一个系统配置为客户端,将另一个系统配置为服务器的方式执行iPerf应用程序.
ASF中的iPerf应用程序既可用作服务器,也可用作客户端.
SAM4SXplainedPro评估工具包中的iPerf应用程序以服务器模式运行,并等待客户端连接,连接后客户端启动带宽测试.
客户端需要知道目标服务器的IP地址,并与位于该地址的iPerf服务器进行通信.
例如:IP地址为192.
168.
1.
100的服务器可使用下述命令运行TCP测试:iperf-c192.
168.
1.
100-t20-i1-r-t为发送时间,以秒为单位(默认10秒)-i为定期带宽报告之间的时间间隔,以秒为单位客户端命令行中的-r指示iPerf按顺序测量双向(即上游和下游)吞吐量图5-1.
日志输出若要运行UDP测试,添加两个附加参数,如下所示:iperf-c192.
168.
1.
100-t20-i1-u-b1Gu指示单线程UDP模式下的single_udp运行b指示发送带宽,以位/秒为单位ATWINC15x0执行iPerf应用程序2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第9页图5-2.
日志输出ATWINC15x0执行iPerf应用程序2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第10页6.
测试设置iPerf应用程序测试对于测试设置没有特定的要求.
为观察吞吐量结果的变化,我们在不同的测试设置下进行了测试,结果如下所示.
设置1——PC通过以太网连接至AP,ATWINC15x0通过Wi-Fi连接至AP.
图6-1.
设置1测试结果参见7.
测试结果.
设置2——PC和ATWINC15x0都通过Wi-Fi连接至AP.
图6-2.
设置2测试结果参见7.
测试结果.
注:设置2下测量的吞吐量结果相对较低.
此测试设置旨在展示测量吞吐量的一种替代方法.
为了获得更好的结果,请采用设置1测试.
设置3——AP模式.
在AP模式下,ATWINC15x0充当SoftAP,为其他器件提供网络连接,并为连接的器件分配IP地址.
图6-3.
设置3测试结果参见7.
测试结果.
iPerf吞吐量随配置的不同而变化.
为记录可实现的最大吞吐量,我们在不同环境下进行了测试.
为观察吞吐量的变化,我们采用了不同的配置和加密方式进行了测试.
我们在不同的无线模式b/g/n下就此测试设置进行重复测试.
为调节吞吐量,我们只在设置1中进行了配置更改.
此测试结果可作为参考,在其他不同环境的模式下,可以预测吞吐量也会发生类似的变化.
ATWINC15x0iPerf吞吐量性能的测量条件如下所示.
ATWINC15x0测试设置2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第11页表6-1.
测量ATWINC15x0iPerf吞吐量性能的条件条件参数固件配置加密方式:Open、WPA、WPA2和EnterpriseDMA使能DMA禁止SPI通信频率48MHz/20MHz环境屏蔽盒内屏蔽盒内的两种设置(相同频率)露天(适中和极端)AP配置b/g/n6.
1吞吐量测试结果依赖性参数6.
1.
1直接存储器访问直接存储器访问(DirectMemoryAccess,DMA)可以在存储器和外设之间传输数据,从而将CPU从这些任务中解放出来.
因此,DMA几乎不需要CPU干预就能实现高速数据传输,大幅减少CPU的负担.
iPerf演示应用程序中默认使能直接存储器访问(DMA).
通过CONF_WINC_SPI_DMA_ENABLE宏可以在应用程序中实现DMA.
此宏在配置文件夹中的conf_winc文件中实现.
若要禁止DMA,需在CONF_WINC_SPI_DMA_ENABLE宏定义中加上注释.
6.
1.
2SPI通信频率改变SPI通信频率也会直接影响吞吐量.
SPI频率可使用conf_winc.
h中定义的宏来更改.
默认情况下,SPI频率设置为48MHz.
/**SPIclock.
*/#defineCONF_WINC_SPI_CLOCK(48000000)6.
1.
3加密方式默认情况下,iPerf应用程序配置为WPA/WPA2personal(PSK)加密方式.
加密方式在iperf.
h文件中配置.
6.
1.
3.
1Open要将加密方式更改为Open,请执行以下操作.
1.
在iperf.
h文件中,将IPERF_WIFI_M2M_WLAN_AUTH宏指定为M2M_WIFI_SEC_OPEN枚举,而不是M2M_WIFI_SEC_WPA_PSK枚举.
/**Wi-FiSettings*/#defineIPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID"DEMO_AP"/**调用m2m_wifi_connectAPI,如下所示.
/*Connecttorouter.
*/m2m_wifi_connect((char*)IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID,sizeof(IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID),IPERF_WIFI_M2M_WLAN_AUTH,NULL,M2M_WIFI_CH_ALL);3.
在AP设置中执行类似的更改.
6.
1.
3.
2WPA/WPA2要将加密方式更改为WPA/WPA2,请执行以下操作.
ATWINC15x0测试设置2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第12页1.
在iperf.
h文件中,将IPERF_WIFI_M2M_WLAN_AUTH宏指定为M2M_WIFI_SEC_WPA_PSK枚举.
/**Wi-FiSettings*/#defineIPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID"DEMO_AP"/**调用m2m_wifi_connectAPI,如下所示.
/*Connecttorouter.
*/m2m_wifi_connect((char*)IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID,sizeof(IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID),IPERF_WIFI_M2M_WLAN_AUTH,(char*)IPERF_WIFI_M2M_WLAN_PSK,M2M_WIFI_CH_ALL);3.
在AP设置中执行类似的更改.
6.
1.
3.
3Enterprise要将加密方式更改为Enterprise,请执行以下操作.
1.
将MAIN_WLAN_802_1X_USR_NAME和MAIN_WLAN_802_1X_PWD分别修改为名称和密码.
2.
将MAIN_WLAN_DEVICE_NAME修改为无线网络名称.
3.
调用m2m_wifi_connectAPI,如下所示.
/*EnterpriseNetwork*/m2m_wifi_connect((char*)IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID,sizeof(IPERF_WIFI_M2M_WLAN_SSID),M2M_WIFI_SEC_802_1X,(char*)&gstrCred1x,M2M_WIFI_CH_ALL);4.
在AP设置中执行类似的更改.
ATWINC15x0测试设置2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第13页7.
测试结果以下是ATWINC15x0在不同测试设置下的iperf吞吐量性能参考.
设置1——PC通过以太网连接,ATWINC15x0通过Wi-Fi连接(屏蔽盒内)设置2——PC和ATWINC15x0都通过Wi-Fi连接至AP设置3——AP模式注:下表中测得的值会随测试条件的不同而变化.
表7-1.
iPerfTCP和UDP吞吐量性能——设置1环境SPI频率(MHz)DMA通道模式加密方式协议TCPUDP上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)屏蔽盒20是6nOpen3.
5111.
09.
6812.
548是6nOpen9.
7111.
813.
019.
548否6nOpen1.
376.
265.
956.
2648是6nWPA2AES9.
911.
112.
219.
3AES+TKIP1011.
412.
719.
248是6nWPAAES9.
8511.
512.
319.
2TKIP9.
4710.
612.
919.
748是6nEnterprise7.
1812.
411.
719.
248是6gOpen9.
5411.
713.
319.
648是6gWPA2AES1011.
312.
319.
3AES+TKIP9.
511.
312.
819.
248是6bOpen4.
425.
016.
06.
548是6bWPA2AES1011.
412.
819.
2AES+TKIP9.
7411.
212.
819.
6露天(适中条件)48是6nOpen7.
758.
2812.
611.
0露天(极端条件)48是6nOpen5.
735.
6010.
811.
2表7-2.
iPerfTCP和UDP吞吐量性能——设置2环境SPI频率(MHz)DMA通道模式加密方式协议TCPUDP上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)屏蔽盒48是6nOpen5.
036.
067.
838.
35ATWINC15x0测试结果2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第14页表7-3.
iPerfTCP和UDP吞吐量性能——设置3环境SPI频率(MHz)DMA通道模式加密方式协议TCPUDP上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)上行链路(Mbps)下行链路(Mbps)屏蔽盒48是6nOpen9.
849.
8112.
518.
8ATWINC15x0测试结果2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第15页8.
附录—更新固件ATWINC15x0的固件必须更新为版本19.
6.
1或最新版本.
如果启动时检测到版本不匹配,Wi-Fi驱动程序初始化就会失败,且m2m_wifi_init()函数会返回固件版本不匹配错误代码.
图8-1.
固件不匹配错误如需更新ATWINC15x0模块中的固件,请使用ASF中提供的固件升级项目.
有关固件升级步骤的更多详情,请参见应用笔记IntegratedSerialFlashandMemoryDownloadProcedure.
ATWINC15x0附录—更新固件2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第16页9.
文档版本历史版本日期章节说明A12/2018文档初始版本ATWINC15x0文档版本历史2020MicrochipTechnologyInc.
应用笔记DS00002879A_CN-第17页Microchip网站Microchip网站(http://www.
microchip.
com/)为客户提供在线支持.
客户可通过该网站方便地获取文件和信息.
我们的网站提供以下内容:产品支持——数据手册和勘误表、应用笔记和示例程序、设计资源、用户指南以及硬件支持文档、最新的软件版本以及归档软件一般技术支持——常见问题解答(FAQ)、技术支持请求、在线讨论组以及Microchip设计伙伴计划成员名单Microchip业务——产品选型和订购指南、最新Microchip新闻稿、研讨会和活动安排表、Microchip销售办事处、代理商以及工厂代表列表产品变更通知服务Microchip的产品变更通知服务有助于客户了解Microchip产品的最新信息.
注册客户可在他们感兴趣的某个产品系列或开发工具发生变更、更新、发布新版本或勘误表时,收到电子邮件通知.
欲注册,请访问http://www.
microchip.
com/pcn,然后按照注册说明进行操作.
客户支持Microchip产品的用户可通过以下渠道获得帮助:代理商或代表当地销售办事处应用工程师(ESE)技术支持客户应联系其代理商、代表或ESE寻求支持.
当地销售办事处也可为客户提供帮助.
本文档后附有销售办事处的联系方式.
也可通过http://www.
microchip.
com/support获得网上技术支持.
Microchip器件代码保护功能请注意以下有关Microchip器件代码保护功能的要点:Microchip的产品均达到Microchip数据手册中所述的技术指标.
Microchip确信:在正常使用的情况下,Microchip系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一.
目前,仍存在着恶意、甚至是非法破坏代码保护功能的行为.
就我们所知,所有这些行为都不是以Microchip数据手册中规定的操作规范来使用Microchip产品的.
这样做的人极可能侵犯了知识产权.
Microchip愿意与关心代码完整性的客户合作.
Microchip或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性.
代码保护并不意味着我们保证产品是"牢不可破"的.
代码保护功能处于持续发展中.
Microchip承诺将不断改进产品的代码保护功能.
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