A8:任务骨架与调度(5 个任务、两把锁)

需求 §10.3 落地。四件事:

1. 五任务表(tasks.c):周期与优先级写在一张 const 表里,开机自检查的是
   相对顺序(safety 唯一最高、log 唯一最低、thermal 与 actuator 同级),
   外加「巡检周期必须长于 INA226 一帧转换 8.8 ms」。不过就 abort。

2. 节拍器(sched.c):记下一次该醒的绝对时刻,回绕安全(int32_t 差判先后)。
   过载时跳过错过的整周期、保住相位,不补跑。

3. 两把锁(hal_lock):I²C 与 74HC595,禁止嵌套持有 —— 这块板上两者没有交集,
   「拿着 A 去拿 B」永远是写错了。ESP 侧用 mutex 取优先级继承。

4. t_safety 的一个周期:拿锁 → 6 片 INA226 的 V+I + PCA9555 两端口 → 放锁。
   不死等锁(5 ms 超时就跳过这圈),一片读失败不中断整圈、保留上一圈的值。

I²C 占用由 HAL 按线上真实字节数记账(两个目标同一份代码),静态预算与实测
必须相等:一次寄存器读 48 位,一圈 13 次事务 = 1560 µs / 20 ms = 7.8 %,
与 §10.3 手算的「约 1.5 ms / 约 8 %」相符(本节的 46 位没数 STOP 和重复 START)。

sim 侧配套两样:假 I²C 事务真的把虚拟时钟花掉(否则时序测试是空话),
以及可强制的加锁纪律检查(配一条反向测试,防止检查本身失灵)。

11 条 ctest(161 例)全绿,idf.py build 通过;16 个注错实验全部变红。

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]>
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zhou yang
2026-09-07 07:35:39 +08:00
共同撰写人 Claude Opus 5
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# PhoneRail 宿主机构建 —— 不依赖 ESP-IDF,用来跑单元测试(CTest)。
#
# bash host/test.sh 配置 + 编译 + ctest
#
# 与 IDF 目标共享的源码只有 ../main 里的与硬件无关部分。
# 新增一个既要上板又要被测的 .c,必须同时加进:
# ../main/CMakeLists.txt 的 SRCS 和 下面的 PHONERAIL_CORE_SRCS
# HAL 里新增一路实现则要同时加进:
# ../components/phonerail_hal/CMakeLists.txt 的 SRCS(esp 那份)
# 和下面的 PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS(sim 那份)
# 新增一个器件驱动则是:
# ../components/drv/CMakeLists.txt 的 SRCS 和 下面的 PHONERAIL_DRV_SRCS
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(phonerail_host C)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
add_compile_options(-Wall -Wextra -Werror)
set(FW_ROOT ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/..)
# ---- 被测代码 -------------------------------------------------------------
set(PHONERAIL_CORE_SRCS
${FW_ROOT}/main/version.c
${FW_ROOT}/main/rail.c
${FW_ROOT}/main/rail_cfg.c
)
# HAL:接口在 include/,宿主机链 sim/ 的实现(esp/ 那份只有 IDF 目标编)。
set(PHONERAIL_HAL_DIR ${FW_ROOT}/components/phonerail_hal)
set(PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS
${PHONERAIL_HAL_DIR}/hal_err.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_hal.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_i2c_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_gpio_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_sr595.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_pca9555.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_pwm_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_time_sim.c
)
# 器件驱动:与平台无关(只经 hal_i2c_*),两个目标编的是同一份源码。
set(PHONERAIL_DRV_DIR ${FW_ROOT}/components/drv)
set(PHONERAIL_DRV_SRCS
${PHONERAIL_DRV_DIR}/ina226.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/dac63204.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/sr595.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/pca9555.c
)
add_library(phonerail_core STATIC
${PHONERAIL_CORE_SRCS} ${PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS} ${PHONERAIL_DRV_SRCS})
target_include_directories(phonerail_core PUBLIC
${FW_ROOT}/main
${PHONERAIL_HAL_DIR}/include
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim
${PHONERAIL_DRV_DIR}/include)
# ---- 测试框架 Unity(从 ESP-IDF v5.4 原样复制到 third_party/,与上板测试同一套)
add_library(unity STATIC ${FW_ROOT}/third_party/unity/unity.c)
target_include_directories(unity PUBLIC ${FW_ROOT}/third_party/unity)
target_compile_definitions(unity PUBLIC UNITY_OUTPUT_COLOR)
# 第三方源码不吃本工程的 -Werror
target_compile_options(unity PRIVATE -w)
# ---- 测试用例:test/test_*.c 一个文件一个可执行 + 一条 ctest ---------------
enable_testing()
file(GLOB PHONERAIL_TESTS ${FW_ROOT}/test/test_*.c)
foreach(test_src ${PHONERAIL_TESTS})
get_filename_component(test_name ${test_src} NAME_WE)
add_executable(${test_name} ${test_src})
target_link_libraries(${test_name} PRIVATE phonerail_core unity)
add_test(NAME ${test_name} COMMAND ${test_name})
endforeach()
# PhoneRail 宿主机构建 —— 不依赖 ESP-IDF,用来跑单元测试(CTest)。
#
# bash host/test.sh 配置 + 编译 + ctest
#
# 与 IDF 目标共享的源码只有 ../main 里的与硬件无关部分。
# 新增一个既要上板又要被测的 .c,必须同时加进:
# ../main/CMakeLists.txt 的 SRCS 和 下面的 PHONERAIL_CORE_SRCS
# HAL 里新增一路实现则要同时加进:
# ../components/phonerail_hal/CMakeLists.txt 的 SRCS(esp 那份)
# 和下面的 PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS(sim 那份)
# 新增一个器件驱动则是:
# ../components/drv/CMakeLists.txt 的 SRCS 和 下面的 PHONERAIL_DRV_SRCS
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(phonerail_host C)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
add_compile_options(-Wall -Wextra -Werror)
set(FW_ROOT ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/..)
# ---- 被测代码 -------------------------------------------------------------
set(PHONERAIL_CORE_SRCS
${FW_ROOT}/main/version.c
${FW_ROOT}/main/rail.c
${FW_ROOT}/main/rail_cfg.c
${FW_ROOT}/main/sched.c
${FW_ROOT}/main/tasks.c
${FW_ROOT}/main/t_safety.c
)
# HAL:接口在 include/,宿主机链 sim/ 的实现(esp/ 那份只有 IDF 目标编)。
set(PHONERAIL_HAL_DIR ${FW_ROOT}/components/phonerail_hal)
set(PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS
${PHONERAIL_HAL_DIR}/hal_err.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/hal_i2c_acct.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_lock_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_hal.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_i2c_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_gpio_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_sr595.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/sim_pca9555.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_pwm_sim.c
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim/hal_time_sim.c
)
# 器件驱动:与平台无关(只经 hal_i2c_*),两个目标编的是同一份源码。
set(PHONERAIL_DRV_DIR ${FW_ROOT}/components/drv)
set(PHONERAIL_DRV_SRCS
${PHONERAIL_DRV_DIR}/ina226.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/dac63204.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/sr595.c
${PHONERAIL_DRV_DIR}/pca9555.c
)
add_library(phonerail_core STATIC
${PHONERAIL_CORE_SRCS} ${PHONERAIL_HAL_SIM_SRCS} ${PHONERAIL_DRV_SRCS})
target_include_directories(phonerail_core PUBLIC
${FW_ROOT}/main
${PHONERAIL_HAL_DIR}/include
${PHONERAIL_HAL_DIR}/sim
${PHONERAIL_DRV_DIR}/include)
# ---- 测试框架 Unity(从 ESP-IDF v5.4 原样复制到 third_party/,与上板测试同一套)
add_library(unity STATIC ${FW_ROOT}/third_party/unity/unity.c)
target_include_directories(unity PUBLIC ${FW_ROOT}/third_party/unity)
target_compile_definitions(unity PUBLIC UNITY_OUTPUT_COLOR)
# 第三方源码不吃本工程的 -Werror
target_compile_options(unity PRIVATE -w)
# ---- 测试用例:test/test_*.c 一个文件一个可执行 + 一条 ctest ---------------
enable_testing()
file(GLOB PHONERAIL_TESTS ${FW_ROOT}/test/test_*.c)
foreach(test_src ${PHONERAIL_TESTS})
get_filename_component(test_name ${test_src} NAME_WE)
add_executable(${test_name} ${test_src})
target_link_libraries(${test_name} PRIVATE phonerail_core unity)
add_test(NAME ${test_name} COMMAND ${test_name})
endforeach()