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固件：R2 迁移 R-0 ~ R-6（底板 + 5 片同构刀片）

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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
2026-09-27 10:26:24 +08:00
共同撰写人 Claude Opus 5.5
父节点 5a80d8a872
当前提交 b8ad69681f
共修改 51 个文件，包含 10882 行新增和 4068 行删除
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firmware/test/test_ina226.c
+154 -42
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@@ -1,10 +1,28 @@
/* A3：INA226 驱动 + 六片地址表。
两个验收主项：①六个地址就是 0x40/41/44/45/42/43；②通道号 ≠ 地址低位。 */
/* A3：INA226 驱动 + 地址表（**R2 版**，计划 §5.2）。
两个验收主项：
① 总线上只有**两个** INA226 地址：刀片那五片全是 `0x40`，底板输入侧 `U13` 是 `0x43`；
② ⭐ **五路同址不是 bug** —— 区分是哪一路的是 **mux 通道**，不是地址。
---- R1 → R2 换掉了什么 --------------------------------------------------
R1 是「六片六个地址、一条总线」，于是那时的验收主项是「通道号 ≠ 地址低位」，
拦的是有人写出 `0x40 + rail`。R2 把五路做成五片完全同构的刀片（D8），
地址 strap 全部焊死在 0x40，**`0x40 + rail` 这行代码现在写出来会当场读不到器件**，
一上板就暴露。真正接替它的坑是通道：选错通道读到的是**另一台手机**的电压电流，
量纲、范围、变化趋势全都正常，没有任何一层会报错。
所以那条用例在这里被换成了「五路地址必须全相同」，
而「五路通道必须两两不同」那一半在 `test_rail_cfg.c` 里。 */
#include "ina226.h"
#include "sim_hal.h"
#include "unity.h"
void setUp(void) { sim_hal_reset(); }
void setUp(void)
{
sim_hal_reset();
for (uint8_t a = 0x40; a <= 0x4F; a++) { /* 对调登记是驱动里的静态表，不清会串到别的用例 */
ina226_set_reversed(a, false);
}
}
void tearDown(void) {}
/* 挂一片假 INA226 并预置 ID，返回地址。 */
@@ -19,41 +37,58 @@ static uint8_t mount(uint8_t addr)
/* ---- 地址表 -------------------------------------------------------------- */
/* ⭐ 验收主项一：设计文档 §8.2 的六个地址，逐个钉死。 */
static void test_addr_table_is_the_one_from_8_2(void)
/* ⭐ 验收主项一：总线上出现过的 INA226 地址只有两个，逐个钉死。
出处：刀片 `U3` 的 pin1/pin2（A1/A0）都接 GND ⇒ 0x40；底板 `U13` pin1=GND、
pin2=SCL ⇒ 0x43（`.claude/r2/_blade_pcb_nets.json` / `_base_pcb_nets.json`）。 */
static void test_addr_list_is_the_two_from_5_2(void)
{
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x40, ina226_rail_addr(1));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x41, ina226_rail_addr(2));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x44, ina226_rail_addr(3));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x45, ina226_rail_addr(4));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x42, ina226_rail_addr(5));
static const uint8_t want[INA226_ADDR_COUNT] = { 0x40, 0x43 };
TEST_ASSERT_EQUAL_INT_MESSAGE(2, INA226_ADDR_COUNT, "R2 只有两个地址，不是六个");
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8_ARRAY(want, ina226_addr_list, INA226_ADDR_COUNT);
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x40, INA226_ADDR_RAIL);
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(0x43, INA226_ADDR_INPUT);
static const uint8_t want[INA226_COUNT] = { 0x40, 0x41, 0x44, 0x45, 0x42, 0x43 };
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8_ARRAY(want, ina226_all_addr, INA226_COUNT);
/* **物理片数仍然是 6**。两个数不一样，正是 R2 的全部意思 ——
把 `INA226_COUNT` 当成「扫描要扫几个地址」用，就会去扫 0x44/0x45 那种
R2 板上根本不存在的地址，然后得出「四片 INA226 失联」的结论。 */
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(6, INA226_COUNT);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(5, INA226_RAIL_COUNT);
}
/* ⭐ 验收主项二：`0x40 + ch` 这行代码一定会被写出来（需求 §10.4），
这条测试就是拦它的 —— 五路里有三路对不上，把表改成算式必红。 */
static void test_channel_index_is_not_the_address_low_bits(void)
/* ⭐ 验收主项二：**五路的地址全是 0x40 —— 这不是 bug。**
五片刀片完全同构（D8），地址 strap 焊死；区分是哪一路的是
`rail_cfg(rail)->mux_ch`，光有地址是选不中任何一路的。
⚠️ 写错了会怎样：把这张表改回「每路一个地址」（R1 的记忆），
CH2~CH5 一上板就读不到器件 —— 这一半会当场暴露，不可怕。
可怕的是反过来：既然五路同址，任何「拿到地址就直接读」的代码
读的都是**上一次选中的那一路**，五路数字全部正常、还很稳，只是有几路是同一份。
这条用例只能钉住地址这一半，另一半（通道两两不同）在 test_rail_cfg.c 里。 */
static void test_all_five_rails_share_one_address(void)
{
int mismatches = 0;
for (int rail = 1; rail <= INA226_RAIL_COUNT; rail++) {
uint8_t naive = (uint8_t)(0x40 + (rail - 1));
if (ina226_rail_addr(rail) != naive) {
mismatches++;
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8_MESSAGE(INA226_ADDR_RAIL, ina226_rail_addr(rail),
"五路同址是设计（D8），不是笔误");
}
/* 输入侧那片**必须**不同址：它挂主干，和刀片那片同时可见。 */
TEST_ASSERT_NOT_EQUAL(INA226_ADDR_RAIL, INA226_ADDR_INPUT);
/* R1 那行 `0x40 + rail` 现在对 CH1 仍然「碰巧对」，对其余四路全错 ——
写下来是为了让「拿 CH1 试一下没问题」这条老路在这里就断掉。 */
int naive_ok = 0;
for (int rail = 1; rail <= INA226_RAIL_COUNT; rail++) {
if (ina226_rail_addr(rail) == (uint8_t)(0x40 + rail - 1)) {
naive_ok++;
}
}
TEST_ASSERT_EQUAL_INT_MESSAGE(3, mismatches, "CH3/CH4/CH5 三路必须与顺排不同");
/* 反过来也钉一遍：拿地址低位算回通道号同样会算错。 */
TEST_ASSERT_NOT_EQUAL(0x42, ina226_rail_addr(3)); /* CH3 是 0x44，不是 0x42 */
TEST_ASSERT_NOT_EQUAL(0x44, ina226_rail_addr(5)); /* CH5 是 0x42，不是 0x44 */
TEST_ASSERT_EQUAL_INT_MESSAGE(1, naive_ok, "只有 CH1 碰巧和 0x40+ch 对得上");
}
/* 撞车检查的对象在 R2 里换了一批：主干上的 DAC63204(0x4A/0x4B) 与 TCA9548A(0x70)，
加上刀片支路上的 PCA9555(0x20)。**0x48 的 LM75 不在里面** —— R2 没有载板。 */
static void test_addr_table_has_no_collisions(void)
{
TEST_ASSERT_TRUE(ina226_addr_table_ok()); /* 含与 DAC/PCA9555/LM75 的撞车检查 */
TEST_ASSERT_TRUE(ina226_addr_table_ok());
}
/* ---- 认件 ---------------------------------------------------------------- */
@@ -66,28 +101,37 @@ static void test_probe_accepts_real_ina226(void)
/* 应答了但 ID 不对 = 贴错件或地址跳线焊错，必须和「没这个器件」区分开。 */
static void test_probe_rejects_wrong_die_id(void)
{
uint8_t a = mount(0x41);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_RAIL);
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_DIE_ID, 0x1234);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_BUS, ina226_probe(a));
}
static void test_probe_absent_device_naks(void)
{
mount(0x40);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x44)); /* 没挂 */
mount(INA226_ADDR_RAIL);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(INA226_ADDR_INPUT)); /* 没挂 */
sim_i2c_set_present(0x40, false);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x40)); /* 失联 */
}
/* 需求 §12.1 步 2：六片全应答。 */
static void test_all_six_answer_scan(void)
/* 需求 §12.1 步 2 的 R2 版：扫描只会扫到**两个**地址。
⚠️ 这里挂的两片都在主干上，因为本文件测的是驱动、不带 mux；
真板上 0x40 那片在支路后面，**只有对应通道开着的时候才应答** ——
所以「扫一圈看到几片 INA226」在 R2 上回答不了「五路都在不在」。
那件事要靠逐通道扫（i2cbus + slot），不在本文件的范围里。 */
static void test_only_two_addresses_answer_a_plain_scan(void)
{
for (int i = 0; i < INA226_COUNT; i++) {
mount(ina226_all_addr[i]);
for (int i = 0; i < INA226_ADDR_COUNT; i++) {
mount(ina226_addr_list[i]);
}
for (int i = 0; i < INA226_COUNT; i++) {
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_probe(ina226_all_addr[i]));
for (int i = 0; i < INA226_ADDR_COUNT; i++) {
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_probe(ina226_addr_list[i]));
}
/* R1 的那四个地址在 R2 板上根本不存在 —— 照着老表扫会得出「四片失联」。 */
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x41));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x42));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x44));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_probe(0x45));
}
static void test_bus_not_initialised_propagates(void)
@@ -101,7 +145,7 @@ static void test_bus_not_initialised_propagates(void)
static void test_init_writes_config_and_calibration(void)
{
uint8_t a = mount(0x45);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_INPUT);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_init(a));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX16(INA226_CONFIG, sim_i2c_get_reg(a, INA226_REG_CONFIG));
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX16(2048, sim_i2c_get_reg(a, INA226_REG_CALIB));
@@ -130,7 +174,7 @@ static void test_check_catches_lost_calibration(void)
/* 满载一路：4.010 V / 4 A / 16 W。5 mΩ + 0.5 mA LSB 下分流码与电流码同值。 */
static void test_readings_at_full_load(void)
{
uint8_t a = mount(0x44);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_RAIL);
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_BUS_V, 3208); /* ×1.25 mV */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_SHUNT_V, 8000); /* ×2.5 µV = 20 mV */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CURRENT, 8000); /* ×0.5 mA */
@@ -148,7 +192,7 @@ static void test_readings_at_full_load(void)
而判据是「电流为负」，于是保护永远不触发。 */
static void test_reverse_current_is_negative(void)
{
uint8_t a = mount(0x42);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_RAIL);
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CURRENT, (uint16_t)(int16_t)-120); /* −60 mA */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_SHUNT_V, (uint16_t)(int16_t)-120); /* −300 µV */
@@ -177,7 +221,7 @@ static void test_bus_voltage_rounding(void)
靠自增省事的写法在这里会绿，到板上四个量全读成同一个。 */
static void test_pointer_is_rewritten_before_every_read(void)
{
uint8_t a = mount(0x41);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_RAIL);
ina226_sample_t s = { 0, 0, 0, 0 };
sim_i2c_dev(a)->n_write = 0;
sim_i2c_dev(a)->n_read = 0;
@@ -204,7 +248,7 @@ static void test_read_vi_uses_two_transactions(void)
/* 器件中途失联：错误必须一路传上去，不能返回一个看着正常的 0。 */
static void test_read_propagates_nak(void)
{
uint8_t a = mount(0x45);
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_INPUT);
sim_i2c_inject_nak(a, -1);
ina226_vi_t vi = { 123, 456 };
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_NAK, ina226_read_vi(a, &vi));
@@ -218,16 +262,81 @@ static void test_null_output_rejected(void)
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_ARG, ina226_read_bus_mv(0x40, NULL));
}
/* ---- Kelvin 对调接的片子（R2 底板 U13）--------------------------------- */
/* ⭐ R2 底板 U13 的 IN+ 接下游：正常供电时芯片读出负值。登记后驱动取反，
调用方看到正值 —— 否则 SW-8 会把正常供电当成反灌。母线电压 / 功率是无符号量，不动。 */
static void test_reversed_chip_reads_positive_in_normal_flow(void)
{
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_INPUT);
ina226_set_reversed(a, true);
TEST_ASSERT_TRUE(ina226_is_reversed(a));
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_BUS_V, 9600); /* 12.000 V */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_SHUNT_V, (uint16_t)(int16_t)-8000); /* 芯片读 −20 mV */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CURRENT, (uint16_t)(int16_t)-8000); /* 芯片读 −4 A */
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_POWER, 3840); /* 48 W，恒正 */
ina226_sample_t s = { 0, 0, 0, 0 };
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_all(a, &s));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(12000, s.bus_mv);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(20000, s.shunt_uv);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(4000000, s.current_ua);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(48000, s.power_mw);
ina226_vi_t vi = { 0, 0 };
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_vi(a, &vi));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(4000000, vi.current_ua);
}
/* 对调片子上真反灌：芯片读正值 → 驱动给出负值，SW-8 照样触发。
没登记的片子（CH 路）不受影响。 */
static void test_reversed_only_affects_that_chip(void)
{
uint8_t in = mount(INA226_ADDR_INPUT);
uint8_t ch = mount(0x40);
ina226_set_reversed(in, true);
sim_i2c_set_reg(in, INA226_REG_CURRENT, 120); /* 芯片读 +60 mA = 反灌 */
sim_i2c_set_reg(ch, INA226_REG_CURRENT, 120);
int32_t ua_in = 0, ua_ch = 0;
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_current_ua(in, &ua_in));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_current_ua(ch, &ua_ch));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(-60000, ua_in);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(60000, ua_ch);
TEST_ASSERT_FALSE(ina226_is_reversed(ch));
}
/* 取消登记恢复原样；地址越界（不是 INA226 的 0x40~0x4F）的调用被忽略、不越界写。 */
static void test_reversed_can_be_cleared_and_ignores_bad_addr(void)
{
uint8_t a = mount(INA226_ADDR_RAIL);
ina226_set_reversed(a, true);
ina226_set_reversed(a, false);
TEST_ASSERT_FALSE(ina226_is_reversed(a));
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CURRENT, (uint16_t)(int16_t)-120);
int32_t ua = 0;
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_current_ua(a, &ua));
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(-60000, ua);
ina226_set_reversed(0x20, true); /* PCA9555 的地址 */
ina226_set_reversed(0x50, true);
TEST_ASSERT_FALSE(ina226_is_reversed(0x20));
TEST_ASSERT_FALSE(ina226_is_reversed(0x50));
for (uint8_t b = 0x40; b <= 0x4F; b++) {
TEST_ASSERT_FALSE(ina226_is_reversed(b));
}
}
int main(void)
{
UNITY_BEGIN();
RUN_TEST(test_addr_table_is_the_one_from_8_2);
RUN_TEST(test_channel_index_is_not_the_address_low_bits);
RUN_TEST(test_addr_list_is_the_two_from_5_2);
RUN_TEST(test_all_five_rails_share_one_address);
RUN_TEST(test_addr_table_has_no_collisions);
RUN_TEST(test_probe_accepts_real_ina226);
RUN_TEST(test_probe_rejects_wrong_die_id);
RUN_TEST(test_probe_absent_device_naks);
RUN_TEST(test_all_six_answer_scan);
RUN_TEST(test_only_two_addresses_answer_a_plain_scan);
RUN_TEST(test_bus_not_initialised_propagates);
RUN_TEST(test_init_writes_config_and_calibration);
RUN_TEST(test_check_catches_lost_calibration);
@@ -238,5 +347,8 @@ int main(void)
RUN_TEST(test_read_vi_uses_two_transactions);
RUN_TEST(test_read_propagates_nak);
RUN_TEST(test_null_output_rejected);
RUN_TEST(test_reversed_chip_reads_positive_in_normal_flow);
RUN_TEST(test_reversed_only_affects_that_chip);
RUN_TEST(test_reversed_can_be_cleared_and_ignores_bad_addr);
return UNITY_END();
}