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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/* ESP32-S3 入口。只在 ESP-IDF 目标里编译，宿主机构建不包含本文件。 */
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#include <stdlib.h>
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#include "esp_log.h"
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#include "hal_time.h"
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#include "phonerail.h"
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#include "rail_cfg.h"
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static const char *TAG = "phonerail";
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/* 启动自检（需求 §10.4）：五路的地址 / 位号 / 引脚无重复、无越界，
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而且那张五路表和四个驱动自己的表没有分家。
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⚠️ **不过就 abort，不降级。** 这里查的全是编译进固件的常量表，
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查不过 = 固件本身写错了，不是硬件坏了 —— §10.10 的降级矩阵管的是后者。
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带着一张错表跑起来的样子是「命令发给了另一路」，五台手机全在跑、
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一个错误码都不报，谁也不会去怀疑它。 */
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static void selftest_or_die(void)
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{
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const uint32_t bad = rail_selftest();
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if (bad == 0) {
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ESP_LOGI(TAG, "五路配置表自检通过");
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return;
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}
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for (uint32_t bit = 1; bit != 0; bit <<= 1) {
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if ((bad & bit) != 0) {
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ESP_LOGE(TAG, "自检失败：%s (0x%02x)", rail_selftest_str(bit), (unsigned)bit);
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}
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}
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abort();
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}
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void app_main(void)
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{
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ESP_LOGI(TAG, "PhoneRail %s boot, %d rails, t=%u ms", phonerail_version(),
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PHONERAIL_RAIL_COUNT, (unsigned)hal_time_now_ms());
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selftest_or_die();
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/* 十根 EN 线配成输出并全部拉低。**先于一切外设**：DAC / eFuse 一上电就有
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输出，这两根线这时必须已经确定是低的。 */
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const hal_err_t err = rail_en_init();
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if (err != HAL_OK) {
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ESP_LOGE(TAG, "EN 引脚初始化失败：%s", hal_err_str(err));
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abort();
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}
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ESP_LOGI(TAG, "五路输出与 VBUS 全部关闭，等待 A8 的任务骨架");
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/* 器件初始化与五个任务留到 A8/A15。 */
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}
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/* ESP32-S3 入口。只在 ESP-IDF 目标里编译，宿主机构建不包含本文件。 */
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#include <stdlib.h>
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#include "board_pins.h"
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#include "esp_log.h"
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/task.h"
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#include "hal_i2c.h"
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#include "hal_lock.h"
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#include "hal_time.h"
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#include "phonerail.h"
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#include "rail_cfg.h"
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#include "sched.h"
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#include "t_safety.h"
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#include "tasks.h"
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static const char *TAG = "phonerail";
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/* 启动自检（需求 §10.4）：五路的地址 / 位号 / 引脚无重复、无越界，
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而且那张五路表和四个驱动自己的表没有分家。
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⚠️ **不过就 abort，不降级。** 这里查的全是编译进固件的常量表，
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查不过 = 固件本身写错了，不是硬件坏了 —— §10.10 的降级矩阵管的是后者。
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带着一张错表跑起来的样子是「命令发给了另一路」，五台手机全在跑、
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一个错误码都不报，谁也不会去怀疑它。 */
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static void selftest_or_die(void)
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{
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/* 五个任务那张表（§10.3）：周期与优先级的相对顺序。同样是编译进去的常量，
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同样不过就 abort —— 优先级写反了板子照跑，只是巡检会在总线忙时被挤后。 */
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if (!task_table_ok()) {
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ESP_LOGE(TAG, "任务表自检失败：周期或优先级与 §10.3 对不上");
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abort();
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}
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const uint32_t bad = rail_selftest();
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if (bad == 0) {
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ESP_LOGI(TAG, "五路配置表自检通过");
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return;
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}
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for (uint32_t bit = 1; bit != 0; bit <<= 1) {
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if ((bad & bit) != 0) {
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ESP_LOGE(TAG, "自检失败：%s (0x%02x)", rail_selftest_str(bit), (unsigned)bit);
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}
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}
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abort();
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}
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/* ---- 五个任务（需求 §10.3） ---------------------------------------------
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任务体只在这个文件里，而且都短得能一眼看完 —— 真正的活在 main/ 的其它 .c 里，
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那些在宿主机上编得过、测得到。**任务体里不许出现判据与时序**：写进死循环里的
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东西，宿主机一行也跑不到。 */
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static void task_safety(void *arg)
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{
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(void)arg;
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static safety_snap_t snap; /* static：不占任务栈，也方便挂调试器看 */
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t_safety_init(&snap);
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sched_periodic_t tick;
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sched_periodic_init(&tick, task_desc(TASK_SAFETY)->period_ms);
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char line[128];
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for (;;) {
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(void)t_safety_step(&snap); /* 器件读失败不在这里处理：§10.2 失联 ≠ 断电 */
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/* 每 5 s 报一次总线占用。§10.3 手算是「约 1.5 ms / 约 8 %」，
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首板上电时要拿逻辑分析仪复核这个数（§10.3 末尾那句）。 */
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if ((snap.cycles % 250u) == 0u) {
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t_safety_format(&snap, line, sizeof(line));
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ESP_LOGI(TAG, "%s (预算 %u us, 过载 %u, 最迟 %u ms)", line,
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(unsigned)t_safety_budget_us(), (unsigned)tick.overruns,
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(unsigned)tick.worst_late_ms);
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}
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sched_periodic_wait(&tick);
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}
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}
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/* 下面四个是骨架：周期与优先级已经按 §10.3 定好，任务体等各自的包。
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现在就把它们建起来，是为了让 A9~A16 只需要往里填，不用再动启动流程。 */
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static void task_thermal(void *arg)
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{
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(void)arg;
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sched_periodic_t tick;
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sched_periodic_init(&tick, task_desc(TASK_THERMAL)->period_ms);
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for (;;) {
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/* A16：两路 NTC + 载板 LM75 → 风扇 PWM 闭环（TR-6 的 TACH 采样窗口）。 */
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sched_periodic_wait(&tick);
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}
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}
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static void task_actuator(void *arg)
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{
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(void)arg;
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for (;;) {
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/* A9：三个状态机 + 互斥 + 超时兜底。队列在那一包里建。 */
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
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}
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}
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static void task_link(void *arg)
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{
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(void)arg;
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for (;;) {
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||||
/* A12~A14：命令处理器 + 两条传输链路。 */
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||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
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}
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||||
}
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static void task_log(void *arg)
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||||
{
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||||
(void)arg;
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||||
for (;;) {
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||||
/* A11：事件环形缓冲落盘。 */
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||||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
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}
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}
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static void spawn(task_id_t id, TaskFunction_t fn)
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{
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const task_desc_t *d = task_desc(id);
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/* ⚠️ ESP-IDF 的 xTaskCreate 收的 stack_depth 是**字节**（原版 FreeRTOS 是字）。 */
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if (xTaskCreate(fn, d->name, d->stack_bytes, NULL, d->prio, NULL) != pdPASS) {
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ESP_LOGE(TAG, "建任务失败：%s", d->name);
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abort();
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}
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}
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void app_main(void)
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{
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||||
ESP_LOGI(TAG, "PhoneRail %s boot, %d rails, t=%u ms", phonerail_version(),
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||||
PHONERAIL_RAIL_COUNT, (unsigned)hal_time_now_ms());
|
||||
|
||||
selftest_or_die();
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||||
|
||||
/* 十根 EN 线配成输出并全部拉低。**先于一切外设**：DAC / eFuse 一上电就有
|
||||
输出，这两根线这时必须已经确定是低的。 */
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||||
hal_err_t err = rail_en_init();
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||||
if (err != HAL_OK) {
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ESP_LOGE(TAG, "EN 引脚初始化失败：%s", hal_err_str(err));
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abort();
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}
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ESP_LOGI(TAG, "五路输出与 VBUS 全部关闭");
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/* 两把锁必须早于任何一个用总线的任务。 */
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(void)hal_lock_init();
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const hal_i2c_cfg_t i2c = {
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.sda_gpio = BOARD_PIN_I2C_SDA,
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.scl_gpio = BOARD_PIN_I2C_SCL,
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.freq_hz = 400000,
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};
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err = hal_i2c_init(&i2c);
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if (err != HAL_OK) {
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ESP_LOGE(TAG, "I²C 初始化失败：%s", hal_err_str(err));
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||||
abort();
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}
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/* ⚠️ 器件初始化（INA226 的 Config/Calibration、DAC、PCA9555 方向、595 安全值）
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与**降级矩阵**是 A15 的启动顺序那一包。在那之前 t_safety 读回来的电流恒为 0
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（Calibration 还没写），这是预期的，不是故障。 */
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spawn(TASK_SAFETY, task_safety);
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spawn(TASK_THERMAL, task_thermal);
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spawn(TASK_ACTUATOR, task_actuator);
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spawn(TASK_LINK, task_link);
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spawn(TASK_LOG, task_log);
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ESP_LOGI(TAG, "五个任务已启动（t_safety %u ms / t_thermal %u ms），"
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"I²C 预算 %u us 每周期",
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(unsigned)task_desc(TASK_SAFETY)->period_ms,
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(unsigned)task_desc(TASK_THERMAL)->period_ms,
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||||
(unsigned)t_safety_budget_us());
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}
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在新工单中引用
屏蔽一个用户