摘要

　　工控機(jī)安裝銀河麒麟后，系統(tǒng)能識別串口，卻不代表ttyS設(shè)備號一定與機(jī)身COM口順序?qū)?yīng)。選擇麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家時(shí)，除了確認(rèn)串口數(shù)量和協(xié)議，還應(yīng)驗(yàn)證系統(tǒng)枚舉、物理端口映射及實(shí)際收發(fā)狀態(tài)，避免把端口對應(yīng)錯(cuò)誤判斷為硬件故障。

　　一、先別判斷串口損壞

　　一臺海光3350工控機(jī)安裝銀河麒麟后出現(xiàn)串口通信異常。檢查時(shí)可以看到串口設(shè)備節(jié)點(diǎn)，但按照預(yù)想的端口號測試時(shí)無法通信。對于麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家而言，這類現(xiàn)象首先要區(qū)分“系統(tǒng)有沒有識別串口”和“當(dāng)前設(shè)備號對應(yīng)哪個(gè)物理接口”。

　　本次排查先通過命令確認(rèn)多個(gè)串口端口號均已存在，說明系統(tǒng)已經(jīng)識別到相關(guān)串口資源。隨后安裝minicom，對幾個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)逐一測試，最終發(fā)現(xiàn)所有物理串口都可以正常通信，只是系統(tǒng)中的編號順序與機(jī)身接口沒有按原先預(yù)期對應(yīng)。

　　因此，本次問題并不是串口損壞，也不是所有串口驅(qū)動(dòng)失效，而是設(shè)備節(jié)點(diǎn)與物理端口之間的對應(yīng)關(guān)系判斷出現(xiàn)了偏差。

　　二、ttyS不等于面板COM

　　Linux系統(tǒng)中的/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等屬于TTY設(shè)備節(jié)點(diǎn)。Linux內(nèi)核文檔將ttyS列為UART串口設(shè)備，并通過TTY驅(qū)動(dòng)注冊對應(yīng)設(shè)備索引。系統(tǒng)看到的邏輯編號，本質(zhì)上用于讓操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序找到串口設(shè)備。

　　而機(jī)箱上的COM1、COM2等屬于硬件接口標(biāo)識。兩套編號解決的問題不同，因此不能默認(rèn)“COM1一定就是ttyS0、COM2一定就是ttyS1”。

　　尤其是存在多個(gè)板載串口、擴(kuò)展串口或不同串口控制器時(shí)，系統(tǒng)最終生成的設(shè)備節(jié)點(diǎn)還與硬件資源、驅(qū)動(dòng)注冊等因素有關(guān)。換到新的操作系統(tǒng)環(huán)境后，更穩(wěn)妥的方式是重新建立實(shí)際映射關(guān)系，而不是直接沿用Windows下的端口順序認(rèn)知。

　　這也是麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家在多串口產(chǎn)品適配時(shí)需要關(guān)注的一點(diǎn)：接口數(shù)量滿足要求只是第一步，操作系統(tǒng)如何識別這些接口同樣影響后續(xù)軟件配置。

　　三、先建立端口對應(yīng)表

　　當(dāng)系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)多個(gè)ttyS設(shè)備，但無法確定與外部接口的關(guān)系時(shí)，可以將“端口是否存在”和“端口實(shí)際對應(yīng)位置”拆成兩步驗(yàn)證。

　　第一步，查看系統(tǒng)當(dāng)前識別出的串口設(shè)備節(jié)點(diǎn)。如果目標(biāo)設(shè)備完全不存在，應(yīng)繼續(xù)檢查BIOS設(shè)置、驅(qū)動(dòng)和硬件資源；如果設(shè)備節(jié)點(diǎn)均已出現(xiàn)，則可以進(jìn)入通信驗(yàn)證階段。

　　第二步，選擇一個(gè)物理串口，通過minicom依次切換對應(yīng)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并按照當(dāng)前測試條件設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位等通信參數(shù)。minicom本身支持指定/dev/ttyS<n>串口設(shè)備及通信參數(shù)，適合用于逐個(gè)端口驗(yàn)證。

　　第三步，將實(shí)測結(jié)果記錄下來，形成“機(jī)身接口—Linux設(shè)備節(jié)點(diǎn)”的映射表。這樣后續(xù)上位機(jī)軟件、數(shù)據(jù)采集程序或其他串口應(yīng)用，就可以直接調(diào)用已經(jīng)確認(rèn)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

　　四、為什么容易誤判故障

　　串口“測不通”只是一個(gè)現(xiàn)象，背后可能存在多個(gè)層級的問題。如果系統(tǒng)根本沒有設(shè)備節(jié)點(diǎn)，要繼續(xù)看硬件和驅(qū)動(dòng)；如果設(shè)備存在卻沒有收發(fā)，則需要檢查通信參數(shù)、接線和測試對象。

　　還有一種情況，就是本次遇到的端口映射問題：目標(biāo)物理串口本身正常，但測試程序打開的是另一個(gè)ttyS設(shè)備。此時(shí)即使反復(fù)修改波特率，也無法解決“測錯(cuò)端口”這一根本問題。

　　因此，較合理的排查順序是先確認(rèn)設(shè)備是否存在，再確認(rèn)邏輯設(shè)備號對應(yīng)哪個(gè)物理接口，最后檢查通信參數(shù)和業(yè)務(wù)軟件配置。把這幾個(gè)步驟分開，可以減少直接判斷串口芯片或主板損壞的情況。

　　批量部署時(shí)，還可以把已經(jīng)驗(yàn)證的端口關(guān)系納入安裝記錄。系統(tǒng)版本、主板配置或相關(guān)硬件發(fā)生變化后，再重新驗(yàn)證映射，避免軟件直接依賴未經(jīng)確認(rèn)的端口編號。

　　五、多串口機(jī)型怎么承接

　　東田DTB-3086-3350采用海光3350處理器，提供2個(gè)DDR4 ECC/non-ECC SO-DIMM內(nèi)存插槽，最大支持64GB，并配有4個(gè)千兆網(wǎng)口，適合需要多網(wǎng)絡(luò)和多外圍設(shè)備連接的工業(yè)計(jì)算場景。

　　其串口配置最多可擴(kuò)展至9個(gè)COM，其中I/O區(qū)域提供2個(gè)RS232/422/485接口，另外可選內(nèi)部引出7個(gè)RS232接口。對于數(shù)據(jù)采集、設(shè)備通信等需要多個(gè)串口的項(xiàng)目，除了核對接口數(shù)量，還應(yīng)提前明確各接口的通信類型和軟件調(diào)用關(guān)系。

　　系統(tǒng)方面，該機(jī)型支持銀河麒麟、UOS以及Ubuntu、CentOS等Linux系統(tǒng)。銀河麒麟官方目前也將工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集和顯示列為其工業(yè)版操作系統(tǒng)的應(yīng)用方向，并持續(xù)適配不同處理器架構(gòu)和工業(yè)軟硬件生態(tài)。

　　因此，麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家提供國產(chǎn)化平臺時(shí)，不能只停留在“能安裝系統(tǒng)”。對于依賴串口的項(xiàng)目，更實(shí)際的適配內(nèi)容還包括端口識別、通信驗(yàn)證以及系統(tǒng)與外圍設(shè)備之間的對應(yīng)關(guān)系。

　　六、部署前做好映射驗(yàn)證

　　多串口項(xiàng)目進(jìn)入正式部署前，可以先確定需要多少RS232、RS422或RS485設(shè)備，再確認(rèn)每個(gè)物理接口在銀河麒麟中的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并用實(shí)際通信工具完成逐口測試。

　　如果業(yè)務(wù)程序需要長期調(diào)用固定端口，還應(yīng)把“物理接口位置—設(shè)備節(jié)點(diǎn)—連接設(shè)備—通信參數(shù)”記錄下來。這樣后續(xù)維護(hù)人員看到的是一套明確關(guān)系，而不是只憑COM1、ttyS0等編號猜測。

　　東田工控可根據(jù)項(xiàng)目涉及的國產(chǎn)處理器、銀河麒麟系統(tǒng)及串口數(shù)量進(jìn)行硬件選型，并結(jié)合實(shí)際配置開展系統(tǒng)、接口和外圍設(shè)備適配。對于多串口應(yīng)用，提前完成端口映射與通信驗(yàn)證，比設(shè)備部署后再逐項(xiàng)排查更有利于控制實(shí)施成本。

　　結(jié)語

　　銀河麒麟下串口設(shè)備號與機(jī)身COM口沒有按預(yù)期順序?qū)?yīng)，并不等于串口已經(jīng)損壞。選擇麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家時(shí)，應(yīng)把系統(tǒng)識別、物理端口映射和實(shí)際通信測試納入適配環(huán)節(jié)。東田工控可結(jié)合國產(chǎn)化平臺與多串口需求提供產(chǎn)品選型及系統(tǒng)適配支持。

　　FAQ

　　ttyS0一定對應(yīng)工控機(jī)上的COM1嗎？

　　不一定。ttyS屬于Linux系統(tǒng)中的邏輯設(shè)備節(jié)點(diǎn)，機(jī)身COM編號屬于硬件接口標(biāo)識。多串口設(shè)備安裝系統(tǒng)后，更適合通過實(shí)際通信測試建立兩者的對應(yīng)表。

　　選擇麒麟操作系統(tǒng)的工控機(jī)廠家時(shí)，多串口項(xiàng)目要確認(rèn)什么？

　　除了確認(rèn)COM數(shù)量，還應(yīng)核對RS232、RS422、RS485類型，確認(rèn)操作系統(tǒng)能否識別對應(yīng)設(shè)備，并在部署前完成端口映射和通信測試。

　　minicom主要能做什么？

　　minicom是Linux環(huán)境下常用的串口通信工具，可以指定串口設(shè)備并配置波特率、校驗(yàn)位等通信參數(shù)，適合在系統(tǒng)部署和故障排查階段逐個(gè)驗(yàn)證串口。