固件:首次上板修三处(Hub 复位 / 空槽不走总线 / 关 I²C 驱动日志)+ I²C 扫描工具

2026-09-27 底板上板(未插刀片)发现:

- HUB_RST 只在上电复位(ESP_RST_POWERON)时脉冲。原先每次重启都脉冲,
  esptool 经 USB 复位芯片即把自己的 COM 口断掉,只能走 J33 手动下载。
  实测:USB 复位(原因 11)后日志「不动 HUB_RST#」,COM 口全程不掉。
- t_safety 空槽不走总线。原先五路无条件读,空槽 NAK 每次十几 ms,
  槽 1 就吃光 10 ms 整圈预算,槽 2~5 与主干输入侧 0x43 一圈都没读到。
  新用例 test_empty_slots_are_never_touched_and_the_input_still_reads(去掉修复即红)。
- 关掉 i2c.master 驱动日志:NAK 日志在持锁期间同步打印,拖垮 20 ms 节拍。
  失败仍计入 t_safety 的 i2c_err。
- 上板结果:空机 skipped=0 i2c_err=0 过载 0 最迟 0 ms。

tools/i2c_scan:独立的只读扫描固件(主干 + mux 8 通道,读身份寄存器,不写任何输出)。
实测主干 0x22/0x23/0x43/0x4A/0x4B/0x70 全在,另有 0x47 应答(推测 DAC63204 广播地址)。

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@@ -7,6 +7,16 @@
`VBUS_EN` 在刀片 PCA9555 的 P0.4 上)。**19 个 ctest、351 个用例全绿**,`idf.py build` 通过。
器件层与拓扑层全部换掉,**判据阈值与时间常量一个没动**(它们来自电路计算,R2 没改电路)。
## 2026-09-27 首次上板(底板,未插刀片)修的三处
- `app_main.c` **HUB_RST 只在上电复位(`ESP_RST_POWERON`)时脉冲**。原先每次重启都脉冲 ⇒
esptool 经 USB 复位即断口,只能走 J33 手动下载。现在 USB 复位(原因 11)不碰 Hub,可直接经 USB 反复烧。
- `t_safety.c` **空槽不走总线**:原先五路无条件读,空槽 NAK 每次十几 ms,槽 1 就吃光 10 ms 预算,
槽 2~5 与主干 0x43 一圈都没读到(输入侧监控全瞎)。新用例
`test_empty_slots_are_never_touched_and_the_input_still_reads`(去掉修复即红)。
- `app_main.c` 关掉 `i2c.master` 驱动日志:它的 NAK 日志在持锁期间同步打印,拖垮节拍。
- 上板实测:空机 `skipped=0 i2c_err=0 过载 0 最迟 0 ms`;I²C 扫描主干 0x22/0x23/0x43/0x4A/0x4B/0x70 全在,
另有 0x47 应答(推测 DAC63204 广播地址)。扫描固件在 `tools/i2c_scan/`(独立工程,只读、不写任何输出)。
## 下一步
**A12**:命令处理器(语义 + 序号判重 + 限幅)。R2 多一条验收:
**空槽(`PRSNT#` 为高)的命令一律拒**(`slot_present()` 已备好)。
+22 -2
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@@ -3,6 +3,7 @@
#include "board_pins.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_system.h"
#include "evlog.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
@@ -204,9 +205,22 @@ static void task_log(void *arg)
⚠️ 这一下放在 `rail_en_init()` 之后、其它一切之前:Hub 复位会让 USB 重新枚举,
期间串口日志是丢的。越早做,后面越多的启动日志能被电脑收到。
失败**不 abort**:Hub 没起来只影响调试与手机的数据口,五路供电照常
(§10.2:失联 ≠ 断电)。 */
(§10.2:失联 ≠ 断电)。
⛔ **只在上电复位(`ESP_RST_POWERON`)时脉冲**(2026-09-27 上板改)。
原来是「每次启动都脉冲」,而 ESP32 的每一次重启都算启动:esptool 经 USB 复位芯片、
崩溃 / 看门狗重启、`esp_restart()` —— 每一次都把 Hub 复位、把自己的 COM 口拔掉。
实测后果:板上一旦有这份固件,`esptool --before usb_reset` 连三次全断
(`ClearCommError PermissionError 13`),只能走 J33 手动进下载模式。
上电复位时 Hub 自己也刚上电,脉冲没有代价;J33 的 EN 脚复位在 S3 上也报 POWERON,
应急路径不受影响。其余原因一律不碰 `HUB_RST#`(此时它仍是复位态的高阻,靠 R716 拉高)。 */
static void hub_reset_pulse_once(void)
{
const esp_reset_reason_t why = esp_reset_reason();
if (why != ESP_RST_POWERON) {
ESP_LOGI(TAG, "复位原因 %d 不是上电复位 —— 不动 HUB_RST#(保住 USB 控制台)", (int)why);
return;
}
hal_err_t err = hal_gpio_config(BOARD_PIN_HUB_RST_N, HAL_GPIO_OUTPUT);
if (err != HAL_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "HUB_RST# 配置失败:%s —— 跳过复位脉冲", hal_err_str(err));
@@ -233,6 +247,12 @@ void app_main(void)
ESP_LOGI(TAG, "PhoneRail %s boot, %d rails, t=%u ms", phonerail_version(),
PHONERAIL_RAIL_COUNT, (unsigned)hal_time_now_ms());
/* ⛔ 关掉 IDF I²C 驱动自己的错误日志(2026-09-27 上板实测)。它每次 NAK 打三行 E 级日志,
打印是同步的、发生在**我们持着总线锁的时候**,一次 NAK 就吃掉十几 ms ——
20 ms 的巡检节拍直接被它的日志拖垮,而且刷屏把真正有用的启动日志全冲掉。
失败并没有丢:每一次都进 `t_safety` 的 i2c_err 计数,每 10 s 汇总打印一次。 */
esp_log_level_set("i2c.master", ESP_LOG_NONE);
selftest_or_die();
/* ⭐ R2:**五根** `EFUSE_EN` 配成输出并全部拉低(R1 是十根:另外五根 `VBUS_EN`
@@ -249,7 +269,7 @@ void app_main(void)
真正"固件说了算"要等到下面的 `slot_init()`。 */
ESP_LOGI(TAG, "五路 eFuse 使能已全部拉低(VBUS 此刻靠下拉电阻关着)");
/* USB Hub 复位脉冲 —— 只此一次,见函数头上那一段。 */
/* USB Hub 复位脉冲 —— 只在上电复位时、只此一次,见函数头上那一段。 */
hub_reset_pulse_once();
/* 锁必须早于任何一个用总线的任务。
+1 -1
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@@ -50,7 +50,7 @@ extern "C" {
/* USB2517I 的复位,上拉到 +3V3_HUB ⇒ 低有效。
⛔⛔ **运行期一个字都不许写它**(R2 D13 代价 2):ESP32 自己的控制台与烧录口
就挂在这个 Hub 的第 6 个下行口上,误复位 = 自断控制台,而且下一次烧录也进不来。
只在启动自检时脉冲一次;真出事的退路是 J33 那个 5P 应急串口。 */
只在**上电复位**时脉冲一次(其余复位原因不碰,见 app_main.c);真出事的退路是 J33 那个 5P 应急串口。 */
#define BOARD_PIN_HUB_RST_N 8 /* 模组脚 12 → U32.43 */
#define BOARD_PIN_UP_VBUS_DET 6 /* 模组脚 6 → R721/R722 分压,上游 USB-C 插没插 */
+12
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@@ -330,8 +330,20 @@ hal_err_t t_safety_step(safety_snap_t *s)
返回 0 表示预算用完了 —— 剩下的路这一圈不读了。 */
const uint32_t t0 = now;
/* ⛔ 空槽**不走总线**(2026-09-27 上板实测)。原来五路无条件各读一次:空槽的 INA226 /
PCA9555 必然 NAK,而 IDF 驱动每次 NAK 要十几 ms(含它自己的错误日志),
槽 1 那两次就把 10 ms 整圈预算吃光 ⇒ 槽 2~5 **和主干上的输入侧 0x43** 一圈都没读到,
现象是 `txns=2`、每圈 skipped、「最迟 57 ms」—— 空机时输入侧的监控整个是瞎的。
在位脚是纯 GPIO,先 poll 再按它挑。`check_present()` 在后面照旧再 poll 一次、照旧负责断电。 */
slot_prsnt_poll();
/* 五路,一路一次 `xact`(通道查表,**不许算** —— rail_cfg.h 那条禁令)。 */
for (int rail = 1; rail <= PHONERAIL_RAIL_COUNT; rail++) {
if (!slot_present(rail)) {
s->rail_ok[rail - 1] = false; /* 没读 ≠ 读到了:别让上一圈的旧值冒充新鲜 */
s->io_ok[rail - 1] = false;
continue;
}
const uint32_t budget = lock_budget_left(t0);
if (budget == 0) {
skipped = true; /* 整圈预算用完:剩下的路本圈作废,下一拍重来 */
+37
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@@ -507,6 +507,42 @@ static void test_one_dead_ina226_does_not_stop_the_other_four(void)
g_snap.bus_us);
}
/* 空槽**一个字节也不许发**(2026-09-27 上板实测)。空机时五路无条件各读一次,
真板上每次 NAK 要十几 ms,槽 1 两次就把整圈预算吃光 —— 槽 2~5 和主干的 0x43
一圈都没读到,输入侧监控整个是瞎的。这里把空槽的器件也拔掉:谁碰了它就会 NAK、
`i2c_errors` 立刻非零;全空那一圈还要求主干那片照读不误。 */
static void test_empty_slots_are_never_touched_and_the_input_still_reads(void)
{
const int empty[] = { 2, 4 };
for (unsigned i = 0; i < sizeof(empty) / sizeof(empty[0]); i++) {
const int rail = empty[i];
sim_gpio_drive(rail_cfg(rail)->prsnt_n, 1); /* 高 = 不在位 */
sim_i2c_set_present_ch(ch_of(rail), rail_cfg(rail)->ina_addr, false);
sim_i2c_set_present_ch(ch_of(rail), PCA9555_ADDR, false);
}
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, t_safety_step(&g_snap));
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(0, g_snap.i2c_errors);
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(0, g_snap.skipped);
for (int rail = 1; rail <= N; rail++) {
const bool here = (rail != 2 && rail != 4);
TEST_ASSERT_EQUAL(here, g_snap.rail_ok[rail - 1]);
TEST_ASSERT_EQUAL(here, g_snap.io_ok[rail - 1]);
TEST_ASSERT_EQUAL(here, g_snap.present[rail - 1]);
}
TEST_ASSERT_TRUE(g_snap.input_ok);
/* 五槽全空(上板时的真实状态):总线上只剩主干那一片。 */
for (int rail = 1; rail <= N; rail++) {
sim_gpio_drive(rail_cfg(rail)->prsnt_n, 1);
sim_i2c_set_present_ch(ch_of(rail), rail_cfg(rail)->ina_addr, false);
sim_i2c_set_present_ch(ch_of(rail), PCA9555_ADDR, false);
}
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, t_safety_step(&g_snap));
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(0, g_snap.i2c_errors);
TEST_ASSERT_TRUE(g_snap.input_ok);
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(12000, g_snap.input.bus_mv);
}
/* 读失败时保留**上一圈的值**并把 ok 标成 false —— 不清零。
清零的话,判据会看到一个 0 V 的「正常数」;而 `ok` 正是让它先看一眼
「这数是不是新的」。拿一个没更新的电压去判过压是最难查的那种错。 */
@@ -615,6 +651,7 @@ int main(void)
RUN_TEST(test_a_busy_bus_skips_the_cycle_instead_of_waiting_forever);
RUN_TEST(test_one_dead_ina226_does_not_stop_the_other_four);
RUN_TEST(test_empty_slots_are_never_touched_and_the_input_still_reads);
RUN_TEST(test_a_failed_read_keeps_the_stale_value_and_flags_it);
RUN_TEST(test_a_dead_pca9555_does_not_spoil_the_same_rails_ina226);
RUN_TEST(test_the_beat_survives_a_dead_blade);
+3
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@@ -0,0 +1,3 @@
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
include($ENV{IDF_PATH}/tools/cmake/project.cmake)
project(i2c_scan)
@@ -0,0 +1,2 @@
idf_component_register(SRCS "i2c_scan.c"
PRIV_REQUIRES esp_driver_i2c esp_driver_gpio)
+242
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@@ -0,0 +1,242 @@
/* R2 底板 I²C 扫描(临时诊断固件,不是产品固件)。
做的事:
1. 先以 GPIO 输入读 SDA / SCL / MUX_RST# / HUB_RST# 的空闲电平 —— 总线被拉死时 I²C 驱动只会报超时,
这一步能直接看出是「没上拉」还是「有器件把线拉低」;SDA 被拉低时先打 9 个 SCL 脉冲做总线恢复。
2. 扫主干 0x08~0x77,认得的地址打出器件名,INA226 / CH224A / TCA9548A 再读一次身份寄存器。
3. TCA9548A 在的话逐个打开通道 0~7,扫分支(槽 1~5 = 通道 0~4),刀片上的 INA226(0x40) 读身份、
PCA9555(0x20) 只读输入口 —— **一个输出寄存器都不写**。
4. 关掉所有通道,每 5 s 重扫一遍(插拔刀片可以直接看)。
不碰的脚:HUB_RST#(IO8,只读)—— 控制台就挂在那颗 Hub 上。MUX_RST#(IO40)读完空闲电平后推高,
保证 mux 不在复位里。其余 GPIO 一律保持复位态。 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/i2c_master.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#define PIN_SDA 41
#define PIN_SCL 42
#define PIN_MUX_RST_N 40
#define PIN_HUB_RST_N 8
#define MUX_ADDR 0x70
#define I2C_HZ 100000
#define TMO_MS 20
static i2c_master_bus_handle_t bus;
static const char *main_name(uint8_t a)
{
switch (a) {
case 0x70: return "TCA9548A U35 多路器";
case 0x43: return "INA226 U13 输入检流";
case 0x4A: return "DAC63204 U6";
case 0x4B: return "DAC63204 U7";
case 0x22:
case 0x23: return "CH224A U36 PD 取电";
default: return "?? 未预期";
}
}
static const char *branch_name(uint8_t a)
{
switch (a) {
case 0x40: return "INA226 刀片检流";
case 0x20: return "PCA9555 刀片 IO 扩展";
default: return "?? 未预期";
}
}
static esp_err_t rd(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *buf, size_t n)
{
i2c_device_config_t cfg = {
.dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7,
.device_address = addr,
.scl_speed_hz = I2C_HZ,
};
i2c_master_dev_handle_t dev;
esp_err_t e = i2c_master_bus_add_device(bus, &cfg, &dev);
if (e != ESP_OK) {
return e;
}
e = i2c_master_transmit_receive(dev, &reg, 1, buf, n, TMO_MS);
i2c_master_bus_rm_device(dev);
return e;
}
static esp_err_t mux_select(uint8_t mask)
{
i2c_device_config_t cfg = {
.dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7,
.device_address = MUX_ADDR,
.scl_speed_hz = I2C_HZ,
};
i2c_master_dev_handle_t dev;
esp_err_t e = i2c_master_bus_add_device(bus, &cfg, &dev);
if (e != ESP_OK) {
return e;
}
e = i2c_master_transmit(dev, &mask, 1, TMO_MS);
uint8_t back = 0xFF;
if (e == ESP_OK) {
e = i2c_master_receive(dev, &back, 1, TMO_MS);
if (e == ESP_OK && back != mask) {
printf(" ⚠ mux 回读 0x%02X ≠ 写入 0x%02X\n", back, mask);
}
}
i2c_master_bus_rm_device(dev);
return e;
}
static void pin_levels(const char *when)
{
gpio_config_t in = {
.pin_bit_mask = (1ULL << PIN_SDA) | (1ULL << PIN_SCL) | (1ULL << PIN_HUB_RST_N) | (1ULL << PIN_MUX_RST_N),
.mode = GPIO_MODE_INPUT,
.pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
};
gpio_config(&in);
printf("[%s] 空闲电平(无内部上拉):SDA=%d SCL=%d HUB_RST#=%d MUX_RST#=%d\n", when,
gpio_get_level(PIN_SDA), gpio_get_level(PIN_SCL), gpio_get_level(PIN_HUB_RST_N),
gpio_get_level(PIN_MUX_RST_N));
}
static void bus_recover(void)
{
gpio_set_direction(PIN_SCL, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT_OD);
for (int i = 0; i < 9 && !gpio_get_level(PIN_SDA); i++) {
gpio_set_level(PIN_SCL, 0);
esp_rom_delay_us(10);
gpio_set_level(PIN_SCL, 1);
esp_rom_delay_us(10);
}
gpio_set_direction(PIN_SCL, GPIO_MODE_INPUT);
printf(" 总线恢复后:SDA=%d SCL=%d\n", gpio_get_level(PIN_SDA), gpio_get_level(PIN_SCL));
}
/* 扫一遍,found[] 里放主干上应答的地址(分支扫描时排除它们)。返回应答个数,-1 = 总线超时。 */
static int scan(uint8_t *found, int maxn, const uint8_t *skip, int nskip, bool branch)
{
int n = 0;
for (uint8_t a = 0x08; a <= 0x77; a++) {
bool sk = false;
for (int i = 0; i < nskip; i++) {
sk |= (skip[i] == a);
}
if (sk) {
continue;
}
esp_err_t e = i2c_master_probe(bus, a, TMO_MS);
if (e == ESP_OK) {
if (n < maxn) {
found[n] = a;
}
n++;
printf(" 0x%02X %s\n", a, branch ? branch_name(a) : main_name(a));
} else if (e == ESP_ERR_TIMEOUT) {
printf(" 0x%02X 总线超时(SCL 被拉住或无上拉)——停止本轮扫描\n", a);
return -1;
}
}
return n;
}
static void identify(uint8_t a, bool branch)
{
uint8_t b[2];
if (a == 0x43 || (branch && a == 0x40)) {
uint16_t mid = 0, did = 0;
if (rd(a, 0xFE, b, 2) == ESP_OK) {
mid = (b[0] << 8) | b[1];
}
if (rd(a, 0xFF, b, 2) == ESP_OK) {
did = (b[0] << 8) | b[1];
}
printf(" INA226@0x%02X 厂商 0x%04X(应 0x5449) 器件 0x%04X(应 0x2260)%s\n", a, mid, did,
(mid == 0x5449 && did == 0x2260) ? " ✓" : " ✗");
if (rd(a, 0x02, b, 2) == ESP_OK) {
printf(" 母线电压 %.3f V\n", ((b[0] << 8) | b[1]) * 1.25e-3);
}
} else if (!branch && (a == 0x22 || a == 0x23)) {
if (rd(a, 0x09, b, 1) == ESP_OK) {
printf(" CH224A 状态 0x09=0x%02X(bit3 PD 握手%s)\n", b[0], (b[0] & 0x08) ? "成功" : "未成功");
}
if (rd(a, 0x50, b, 1) == ESP_OK) {
printf(" 当前档最大电流 0x50=%u ×50mA = %.2f A\n", b[0], b[0] * 0.05);
}
} else if (branch && a == 0x20) {
if (rd(a, 0x00, b, 2) == ESP_OK) {
printf(" PCA9555 输入口 P0=0x%02X P1=0x%02X(只读,未写任何输出)\n", b[0], b[1]);
}
}
}
void app_main(void)
{
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1500)); /* 等 USB 控制台枚举 */
printf("\n==== PhoneRail R2 底板 I2C 扫描 ====\n");
pin_levels("上电");
gpio_set_level(PIN_MUX_RST_N, 1); /* 先定电平再开输出,避免一上来输出 0 把 mux 复位 */
gpio_set_direction(PIN_MUX_RST_N, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT);
if (!gpio_get_level(PIN_SDA)) {
printf(" ⚠ SDA 被拉低,尝试 9 个 SCL 脉冲恢复\n");
bus_recover();
}
i2c_master_bus_config_t bc = {
.i2c_port = 0,
.sda_io_num = PIN_SDA,
.scl_io_num = PIN_SCL,
.clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT,
.glitch_ignore_cnt = 7,
.flags.enable_internal_pullup = false, /* 板上 R602/R603 4.7k 上拉 */
};
ESP_ERROR_CHECK(i2c_new_master_bus(&bc, &bus));
for (int round = 1;; round++) {
printf("\n---- 第 %d 轮 ----\n主干(期望 0x22/23 CH224A、0x43 INA226、0x4A/4B DAC、0x70 TCA9548A):\n", round);
uint8_t main_found[16];
int nm = scan(main_found, 16, NULL, 0, false);
if (nm < 0) {
i2c_master_bus_reset(bus);
} else {
printf(" 主干共 %d 个应答\n", nm);
for (int i = 0; i < nm && i < 16; i++) {
identify(main_found[i], false);
}
bool mux = false;
for (int i = 0; i < nm && i < 16; i++) {
mux |= (main_found[i] == MUX_ADDR);
}
if (!mux) {
printf(" ✗ 0x70 TCA9548A 不应答 —— 刀片分支扫不了\n");
} else {
for (int ch = 0; ch < 8; ch++) {
if (mux_select(1u << ch) != ESP_OK) {
printf(" 通道 %d:选通失败\n", ch);
continue;
}
printf(" 通道 %d%s:\n", ch, ch < 5 ? (const char *[]){"(槽 1)", "(槽 2)", "(槽 3)", "(槽 4)", "(槽 5)"}[ch] : "");
uint8_t bf[16];
int nb = scan(bf, 16, main_found, nm < 16 ? nm : 16, true);
if (nb == 0) {
printf(" (空)\n");
}
for (int i = 0; i < nb && i < 16; i++) {
identify(bf[i], true);
}
if (nb < 0) {
i2c_master_bus_reset(bus);
}
}
mux_select(0);
}
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
}
}
@@ -0,0 +1,4 @@
CONFIG_IDF_TARGET="esp32s3"
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE_8MB=y
CONFIG_LOG_DEFAULT_LEVEL_INFO=y
CONFIG_ESP_CONSOLE_SECONDARY_USB_SERIAL_JTAG=y