固件：R2 迁移 R-0 ~ R-6（底板 + 5 片同构刀片）
2026-09-16 完成、当时未提交，这里补提交（原样，不含 09-27 上板的修改）。 - 器件层 / 拓扑层整体从 R1 换到 R2：TCA9548A 分通道、五路同址 INA226 0x40 + 输入侧 0x43、 刀片 PCA9555（VBUS_EN 挪到 P0.4）、CH224A 只读驱动、风扇闭环 t_thermal - 新增 i2cbus（mux 原子事务）、slot（刀片 I/O 门面）、host/qtest.sh - 74HC595 链退役（代码与测试保留） - 判据阈值与时间常量未动；19 个 ctest 全绿，idf.py build 通过 Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
这个提交包含在：
zhou yang
@@ -33,9 +33,10 @@ void sim_hal_reboot(void);
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/* ---------------- I²C ---------------- */
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#define SIM_I2C_MAX_DEV 16
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#define SIM_I2C_MAX_DEV 24 /* R2：主干 4 + 五片刀片各 2 = 14，留些余量 */
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#define SIM_I2C_REGS 256
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#define SIM_I2C_LOG_BYTES 8
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#define SIM_I2C_MUX_CH 8 /* TCA9548A 的通道数 */
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/* 假器件的窃听事件。通用寄存器表模拟不了「配成输出就对地短路」这种事，
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所以按 datasheet 建模的假器件（sim_pca9555）挂一个钩子进来。 */
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@@ -49,7 +50,11 @@ typedef void (*sim_i2c_hook_t)(struct sim_i2c_dev *d, sim_i2c_ev_t ev);
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typedef struct sim_i2c_dev {
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uint8_t addr;
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uint8_t reg_width; /* 1 或 2 字节。2 字节按**大端**——INA226 / DAC63204 / LM75 都是 */
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/* **R2**：-1 = 挂在主干上；0~7 = 挂在 mux 的那个通道后面。
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通道关着的时候它看不见（事务一律 NAK），这正是「选错通道」能被测出来的原因。 */
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int bus;
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bool is_mux; /* 这颗就是 TCA9548A 自己：写它是**一个裸字节**，不带寄存器号 */
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uint8_t reg_width; /* 1 或 2 字节。2 字节按**大端**——INA226 / DAC63204 都是 */
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bool present; /* false = 器件失联（A15 降级矩阵用），事务一律 NAK */
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int nak_left; /* >0：接下来 n 次事务 NAK 后自动恢复；<0：一直 NAK；0：正常 */
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uint16_t regs[SIM_I2C_REGS];
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@@ -61,17 +66,38 @@ typedef struct sim_i2c_dev {
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sim_i2c_hook_t hook; /* NULL = 就是一张寄存器表 */
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} sim_i2c_dev_t;
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/* 往假总线上挂一个器件。地址重复或超出 16 个会 abort（测试写错了，不该悄悄过）。 */
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/* 往假总线的**主干**上挂一个器件。同一条支路上地址重复会 abort（测试写错了）。 */
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sim_i2c_dev_t *sim_i2c_add(uint8_t addr, uint8_t reg_width);
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sim_i2c_dev_t *sim_i2c_dev(uint8_t addr); /* 没挂就返回 NULL */
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sim_i2c_dev_t *sim_i2c_dev(uint8_t addr); /* 主干上的那一个，没挂返回 NULL */
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/* 往 mux 的某个通道后面挂一个器件（**R2**：五片刀片可以用同一个地址）。 */
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sim_i2c_dev_t *sim_i2c_add_ch(int ch, uint8_t addr, uint8_t reg_width);
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sim_i2c_dev_t *sim_i2c_dev_ch(int ch, uint8_t addr);
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/* 挂那颗假 TCA9548A。`rst_pin` 是 `MUX_RST#` 接的 GPIO（低有效）——
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固件拉低它的那一刻，假器件的通道**全部关掉**，和真器件一样。 */
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void sim_i2c_add_mux(uint8_t addr, int rst_pin);
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int sim_i2c_mux_ch(void); /* 当前通道：-1 全关 / 0~7 / **-2 同时开了多路** */
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uint8_t sim_i2c_mux_mask(void); /* 控制字原样 */
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uint32_t sim_i2c_mux_resets(void);
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/* 同一个地址在**当前可见范围**里出现了不止一次的次数。
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真板上那是两片一起应答、读回来是线与（数值正常、还很稳），
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所以这个计数必须恒为 0 —— 非 0 就是通道开重了。 */
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uint32_t sim_i2c_ambiguous(void);
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/* 预置 / 回读寄存器。地址没挂过会 abort。 */
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void sim_i2c_set_reg(uint8_t addr, uint8_t reg, uint16_t val);
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uint16_t sim_i2c_get_reg(uint8_t addr, uint8_t reg);
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void sim_i2c_set_reg_ch(int ch, uint8_t addr, uint8_t reg, uint16_t val);
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uint16_t sim_i2c_get_reg_ch(int ch, uint8_t addr, uint8_t reg);
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/* 故障注入。count>0：接下来 count 次事务 NAK；count<0：一直 NAK；0：清除。 */
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void sim_i2c_inject_nak(uint8_t addr, int count);
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void sim_i2c_set_present(uint8_t addr, bool present);
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void sim_i2c_inject_nak_ch(int ch, uint8_t addr, int count);
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void sim_i2c_set_present_ch(int ch, uint8_t addr, bool present);
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/* **假总线上的事务是要花时间的**（默认开）：每次事务把虚拟时钟往前拨
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`hal_i2c_txn_bits() / 频率` 那么多微秒。没有这一条，t_safety 的一个周期在 sim 里
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@@ -126,31 +152,47 @@ uint32_t sim_sr595_enable_outputs(void);
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/* 某一位在栅极上的实际电平；OE# 为高时返回 -1（高阻，不是 0）。 */
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int sim_sr595_pin(int bit);
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/* ---------------- PCA9555（按 datasheet 建模的假器件） ---------------- */
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/* ---------------- PCA9555 ×5（按 datasheet 建模的假器件） ---------------- */
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/* 通用寄存器表证明不了 A6 的核心判据。这个模型只多做三件真器件会做的事：
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/* 通用寄存器表证明不了这一层的核心判据。这个模型只多做三件真器件会做的事：
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① **Output Port 复位值 0xFF** —— 所以把一个脚配成输出，它下一刻就输出高；
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② 输入寄存器按位合成：配成输入的位读**外部电平**，配成输出的位读**自己的输出**；
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③ 四个备用脚 P0_7 / P1_5~7 **焊死在地上** —— 读永远是 0，被驱动成高就是短路。
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③ 是这块板子上「配错方向」唯一会留下痕迹的地方：真板子上它既不报错也不 NAK。 */
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void sim_pca9555_attach(uint8_t addr);
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③ 备用脚 P0.5~7 / P1.4~7 **焊死在地上** —— 读永远是 0，被驱动成高就是短路。
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③ 是这块板子上「配错方向」唯一会留下痕迹的地方：真板子上它既不报错也不 NAK。
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**R2**：五片刀片各一颗，同地址、不同 mux 通道。`idx` 是 0~4，
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与 `rail - 1` 对应 —— 但那是测试自己的约定，假器件只认 attach 的顺序。 */
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#define SIM_PCA9555_MAX 5
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void sim_pca9555_attach_ch(int idx, int ch, uint8_t addr);
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/* 外部世界把某个端口的 8 根线驱动成 level（接地脚不受影响，恒 0）。
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FLT#/PGOOD 都是开漏上拉，所以「什么都没发生」的静息值是 0xFF。 */
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void sim_pca9555_drive(int port, uint8_t level);
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void sim_pca9555_drive(int idx, int port, uint8_t level);
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uint8_t sim_pca9555_config(int port); /* 方向寄存器现值，1 = 输入 */
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uint8_t sim_pca9555_output(int port); /* 输出锁存器现值（复位 0xFF） */
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uint8_t sim_pca9555_polinv(int port);
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uint8_t sim_pca9555_config(int idx, int port); /* 方向寄存器现值，1 = 输入 */
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uint8_t sim_pca9555_output(int idx, int port); /* 输出锁存器现值（复位 0xFF） */
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uint8_t sim_pca9555_polinv(int idx, int port);
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/* 接地脚被配成输出过几次（不管输出高低，配了就算 —— 那已经是在对地灌电流）。 */
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/* 某个输出脚**在栅极上的实际电平**：配成输入时返回 -1（高阻），
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配成输出时返回锁存器里那一位。断言「键真的被按下了」用这个，
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不要去读驱动自己的影子（那是自己证明自己）。 */
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int sim_pca9555_pin(int idx, int port, int bit);
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/* 接地脚被配成输出过几次（不管输出高低，配了就算 —— 那已经是在对地灌电流）。
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**五片合计**：这个数必须恒为 0，是哪一片犯的都一样严重。 */
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uint32_t sim_pca9555_gnd_driven(void);
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/* 其中真的输出了高电平、也就是**直接对地短路**过几次。 */
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uint32_t sim_pca9555_shorted(void);
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/* ⭐ 「方向先于输出」那条规矩的拦网：某一片在**输出锁存器还是 0xFF 的时候**
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就把 Port0 配成了输出的次数。真板上那一刻五路的键全被按下 + VBUS 全部上电。
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必须恒为 0。 */
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uint32_t sim_pca9555_unsafe_enable(void);
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/* INT# 现在是不是被拉低（低有效）。输入变化拉低，**读走输入端口才释放**。 */
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bool sim_pca9555_int_asserted(void);
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uint32_t sim_pca9555_int_asserts(void); /* 累计拉低次数 */
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bool sim_pca9555_int_asserted(int idx);
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uint32_t sim_pca9555_int_asserts(int idx); /* 累计拉低次数 */
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/* ---------------- PWM ---------------- */
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@@ -158,6 +200,32 @@ int sim_pwm_pin(int ch); /* 未配置返回 -1 */
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uint32_t sim_pwm_freq(int ch); /* 未配置返回 0 */
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int sim_pwm_permille(int ch); /* 未配置返回 -1 */
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/* ---------------- 假风扇 ×2（A16 / TR-6 的 TACH 采样窗口） ---------------- */
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/* 按板子的接法建模的假风扇：**一路 PWM 喂两只**、一个 12V 总开关、两路独立测速。
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它比「一个转速变量」多做四件真板子会做的事，每一件都是一条判据的靠山：
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① `FAN_EN` 是低电平就**一圈都不转**（复位态就是这样，固件不主动开就没风）；
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② PWM 反相（板上 Q6 低边管）：GPIO 占空比 d ⇒ 风扇侧 `1000 − d`
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—— 固件把反相写反时，这里的转速会随温度**下降**；
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③ **可选的「关断期无脉冲」**（`sim_fan_set_gated`，三线低边调速的行为）：
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占空比 40 % 就只有 40 % 的时间在吐脉冲。TR-6 那条误报全靠它才摆得出来；
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④ 0 % PWM 仍转 `rpm_min`（设计文档 §22.6：四线风扇 0 % 下仍 3300 RPM）。
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边沿数是按**虚拟时钟**积分出来的，积分在读 `sim_fan_edges()/sim_fan_rpm()`、
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写 `hal_pwm_set_permille()`、以及 `sim_fan_set_*()` 时结算。
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⚠️ 改 `FAN_EN` 引脚之前请先读一次 `sim_fan_edges()`：模型不监视 GPIO 的写，
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那一段时间会整段按新的 EN 状态算。 */
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#define SIM_FAN_MAX 2
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void sim_fan_attach(int idx, int pwm_ch, int en_pin,
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uint32_t rpm_full, uint32_t rpm_min, uint8_t ppr);
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void sim_fan_set_gated(int idx, bool on); /* 默认 true = 关断期不吐脉冲 */
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void sim_fan_set_stalled(int idx, bool on); /* 堵转 / 拔线：一个脉冲也没有 */
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uint32_t sim_fan_edges(int idx); /* 累计 TACH 边沿数（没 attach 返回 0） */
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uint32_t sim_fan_rpm(int idx); /* 此刻的真实转速，给测试自查用 */
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/* ---------------- 两把互斥锁 ---------------- */
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/* 扮演第几号任务（默认 0）。单线程 sim 里「另一个任务持着锁」就靠它模拟。 */
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在新工单中引用
屏蔽一个用户