/* `t_safety` —— 20 ms 巡检任务的**一个周期**（需求 §10.3 第一行）。 ---- R2 之后一个周期是什么样 ---------------------------------------------- R1：一把 I²C 锁包住整圈，读 6 片 INA226 + 1 片 PCA9555，放锁，再跑判据。 R2：五路各在**自己的 mux 通道**上，所以一圈是**五次 `i2cbus_xact` + 一次主干**： for 每一路: xact(本路通道) { 读 INA226 的 V/I → 读 PCA9555 两个输入端口 → 跑本路判据（必要时**就在这里**断 VBUS） } xact(主干) { 读输入侧 INA226 } 放锁之后: PRSNT# 轮询 → 关 eFuse / abort 序列 / 记事件 → mux 失联判据 每路一次 `xact` 而不是一把大锁包住整圈，是为了给 `t_actuator` 留得进来的缝 （R2 之后按键也走 I²C，计划 §5.6）。 分成「一个周期是个函数」而不是直接写成 `while(1)`，是为了让它在宿主机上跑得起来。 ---- 四条不能改的规矩 ---------------------------------------------------- 1. **不许死等锁。** 拿不到就跳过这一路并计数（`skipped`）。死等的现象是 巡检整个停摆，而它是优先级最高的那个任务 —— 停摆了没有任何人会发现。 2. **一个器件读失败不能中断这一圈。** 某一路坏了，剩下四路的判据照常要出。 失联 ≠ 断电（§10.2），失联更不等于「别的路也不看了」。 3. **断 VBUS 必须在锁内、在本路的 `xact` 里做。** ⚠️ 这条是 R2 新的： `VBUS_EN` 从 GPIO 变成了刀片 PCA9555 的 P0.4（计划 §5.4）， 放锁之后再拿一次锁去断，中间隔着一次锁争用 —— 而且那时通道可能已经被 别人切走了。**`EFUSE_EN` 相反**：它是 GPIO 直连，放锁之后关才对 （拿着总线锁去写引脚只会把别人多挡一会儿）。 4. **判据一条也不许额外发 I²C 事务。** 判据要的三个量（设定值、EN 的状态、 正在跑的序列）全部有影子可查。多读一次就把预算顶穿，测试会当场变红。 */ #ifndef T_SAFETY_H #define T_SAFETY_H #include #include #include #include "hal_err.h" #include "ina226.h" #include "pca9555.h" #include "phonerail.h" #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* 每一路等 I²C 锁最多等这么久。等过头这一路就废了，而**废一路一圈** （20 ms 后重来）比**赖着不走**（把最高优先级任务钉死）好得多。 */ #define T_SAFETY_LOCK_TIMEOUT_MS 5 /* ⭐ **整圈等锁的总预算**，R2 必须有的一条。 R1 一圈只拿一次锁，所以「单次超时 5 ms」就是全部的账。**R2 一圈要拿六次** （五路各一次 + 主干一次），单看每次 5 ms 没问题，六次加起来是 **30 ms —— 比 20 ms 的周期还长**。总线长期繁忙时的现象不是「偶尔丢一拍」，而是**巡检成片 地丢拍、周期整个失准**，而每一次 `xact` 都老老实实在 5 ms 就返回了， 哪一层都不会报错。 所以除了单次超时，还要有一条整圈的闸：本圈在等锁上花掉的时间超过这个数， **剩下的路这一圈就不读了**（记 `skipped`）。取周期的一半，留另一半给判据、 给 `t_actuator`、给别的任务。 ⚠️ 已知的不公平：预算是按顺序花的，所以长期繁忙时**后面几路会比前面几路 更常被跳过**。没有做轮转起点，因为 SR-5 判据数的是「连续两圈都越界」， 某一路偶尔漏一圈只让它晚一圈跳闸；而轮转会让「第几次拿锁」这种可断言的 不变量消失，代价比收益大。真正该看的是 `skipped` 有没有持续增长。 */ #define T_SAFETY_LOCK_BUDGET_MS 10 /* ---- A10：判据阈值。**每一个都有出处，改了就是改需求** ------------------ `test_thresholds_match_the_documents()` 会拦。 */ /* SR-5 / SW-2：「电压偏离设定 >±100 mV」。比的是 INA226 读回来的母线电压与 **该路 DAC 的设定值**（`rail_setpoint_mv()`），不是 3900 这个常数 —— SW-4 允许运维单路微调，拿常数比会把一台调到 4.0 V 的机器当成过压。 */ #define T_SAFETY_DEV_MV 100 /* SR-5 的「且持续 20 ms」——「持续」在这里数的是**圈**，不是墙钟毫秒： 连着两圈新鲜样本都越界才算，而成立的那一刻就是断电的那一刻。 ⚠️ **不要改回按墙钟算**（`now - 第一次看见 >= 20 ms`）。巡检的采样时刻带着 亚毫秒残差：一圈自己要占 2.34 ms 总线，而「睡到下一拍」是按整毫秒算的， 于是相邻两次判据的时刻实测是 **21 / 19 ms 交替**。拿 `>= 20 ms` 去判， 有一半的机会 19 ms 那一次不算数、要等到第三圈 —— 也就是 40 ms 才关路， 直接超了 §12.1 的验收，而且是**间歇性**的。数圈没有这个毛病。 ⚠️ SR-5 说「持续 20 ms 才算」，§12.1 的验收说「20 ms 内关路」—— 字面上互相顶着，只有「从第一次看见算起、下一圈就断电」同时满足两条。 */ #define T_SAFETY_DEV_HOLD_CYCLES 2 /* 上面那个圈数折算成毫秒 = (圈数 − 1) × 巡检周期。需求 SR-5 写的就是这个 20 ms， `test_thresholds_match_the_documents()` 拿它和任务表里的周期对账。 */ #define T_SAFETY_DEV_HOLD_MS 20 /* SW-8 的反灌判据：设计文档 §15.2 对策 2 原话「if I < −50 mA → 立即拉低 VBUS_EN」。 离噪声很远：INA226 电流 LSB 是 0.5 mA，分流失调 ±10 µV / 5 mΩ ≈ ±2 mA， −50 mA 是它的 25 倍。§12.1 的验收注入 −60 mA，落在阈值外侧。 */ #define T_SAFETY_REV_UA (-50000) /* 反灌**不做确认窗口**（一圈看见就断），这和 20 ms 的过压判据是有意不对称的： · 误断 VBUS 的代价是丢一次 USB 数据，手机还由直供电着，没有任何风险； · 漏判的代价是能量泵回 12V 母线，**连累另外四台**。 一圈就断 ⇒ 最坏 40 ms + 一次 I²C 事务（≈0.16 ms），SW-8 给的预算是 200 ms。 */ #define T_SAFETY_REV_BUDGET_MS 200 /* `EFUSE_EN` 拉高之后多久才开始判这一路的电压。tON 5.1 ms + 缓启动斜坡 11.5 ms ≈ 17 ms（设计文档 §5 / §7.4），取 3 个巡检周期。 没有这个窗口的现象是**每次上电都自己把自己关掉**。 */ #define T_SAFETY_SETTLE_MS 60 /* ⭐ R2 新增：**连续**多少次选不中 mux 通道才认定它失联（计划 §5.8 与 §11）。 ⚠️ 这个数是「先按 3 写、上板实测总线误码率之后再定」的待定项，不是算出来的。 太小（1）：一次总线毛刺就停掉五台手机；太大（10）：失联之后还有 200 ms 在拿旧数据跑判据。判定成立之后**先脉冲一次 `MUX_RST#`**，再不行才全断。 */ #define T_SAFETY_MUX_FAIL_N 3 /* ---- A10：事件（§10.7 的「单条」形状） ----------------------------------- A11 把这条记录塞进环形缓冲，这里只负责**产生**它。 */ typedef enum { SAFETY_EV_NONE = 0, SAFETY_EV_OVER_VOLT, /* SR-5：高于设定 >100 mV 持续 20 ms → 关这一路 */ SAFETY_EV_UNDER_VOLT, /* SR-5：低于设定 >100 mV 持续 20 ms → 关这一路 */ SAFETY_EV_REVERSE, /* SW-8：电流转负（I < −50 mA）→ 断这一路 VBUS */ SAFETY_EV_PUSHED_UP, /* SW-8：VBUS 期间电压被顶高 >+100 mV → 断这一路 VBUS */ /* ⭐ R2 新增两条（计划 §5.8）。放在**末尾**：`evlog` 那边的数字是 flash 格式。 */ SAFETY_EV_MUX_LOST, /* TCA9548A 连续选不中 ⇒ 五路全部断电（单点） */ SAFETY_EV_SLOT_EMPTY, /* `PRSNT#` 为高（刀片不在位）⇒ 这一路不许带电 */ } safety_ev_t; typedef struct { uint32_t t_ms; /* 上电起算的毫秒（§10.7：上位机连上后下发墙钟做偏移） */ uint8_t rail; /* 1~5；**0 = 整板级**（mux 失联就是 0） */ uint8_t type; /* safety_ev_t */ int32_t bus_mv; /* 出事那一刻的实测值，不是设定值 */ int32_t current_ua; } safety_event_t; /* 16 B —— §10.7「单条 16 B 量级」 */ /* 事件出口。A11 在这里接环形缓冲。 ⚠️ 回调是在**动作之后**才调的（先保命，再记账），而且此刻锁已经放掉了 —— 接进来的东西不许阻塞，也不许回头调 t_safety_*。 */ typedef void (*safety_ev_fn)(void *ctx, const safety_event_t *ev); void t_safety_set_event_sink(safety_ev_fn fn, void *ctx); const char *t_safety_ev_str(safety_ev_t ev); /* 每路的判据状态。全在快照里，`t_safety_init()` 一并清干净。 */ typedef struct { bool en_on; /* 上一圈看到的 `EFUSE_EN` 影子，用来认它的上升沿 */ uint32_t en_ms; /* 上升沿的时刻，缓启动窗口从这里算（这个是真按毫秒的） */ uint8_t dev_n; /* 连着几圈越界了。回到范围内 / 这一路被关掉就清零 */ /* 本圈锁内判据留给锁外的两件事（规矩 3：VBUS 锁内断，eFuse 锁外关）。 */ uint8_t pend_ev; /* safety_ev_t，0 = 没有 */ bool pend_efuse; /* 锁外要把 `EFUSE_EN` 拉低 */ bool pend_abort; /* 锁外要打断这一路正在跑的序列 */ } safety_rail_t; typedef struct { /* 这一圈读回来的原始量。`ok` 为 false 时对应的值是**上一圈的**，不是 0 —— 判据必须先看 ok 再看值，拿一个没更新的电压去判过压是最难查的那种错。 */ ina226_vi_t rail[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; bool rail_ok[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; /* ⭐ R2：**每路一份** PCA9555 输入（R1 是全板一片，所以只有一份）。 */ pca9555_in_t io[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; bool io_ok[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; /* ⭐ R2：`PRSNT#` 快照（纯 GPIO，不占总线）。 */ bool present[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; ina226_vi_t input; /* 输入侧 U13（0x43，主干），整板功率预算 */ bool input_ok; safety_rail_t st[PHONERAIL_RAIL_COUNT]; safety_event_t last; /* 最近一条事件；`last.type == SAFETY_EV_NONE` = 还没出过 */ uint32_t events; uint32_t cycles; /* 跑过几圈（含被跳过的） */ uint32_t skipped; /* 其中至少有一路因为拿不到锁被跳过的圈数 */ uint32_t i2c_errors; /* 累计器件级失败次数（一圈里可能不止一次） */ uint32_t mux_recovers; /* 脉冲过几次 `MUX_RST#` */ uint32_t mux_trips; /* 因 mux 失联全断过几次 */ /* mux 失联判据走到哪一步了：0 = 没事 / 1 = 这一轮复位过了 / 2 = 这一轮已经全断。 ⚠️ 少了这个「走到哪一步」，两段式就退化成**死循环**：每一圈都满足 「连续失败够数」，于是每 20 ms 脉冲一次 `MUX_RST#`（永远断不掉）， 或者每 20 ms 全断一次并刷一条事件（把 evlog 那块 flash 写穿）。 两种现象都不是「判据不灵」，而是「判据一直在响」。 选中过一次通道（streak 归零）就回到 0，下次失联重新走两段。 */ uint8_t mux_step; uint32_t bus_us; /* **上一圈**在 I²C 上真正花掉的时间 */ uint32_t txns; /* **上一圈**真正发出去的事务数（拿它和预算对账） */ uint64_t bus_cursor; /* 内部：位数游标，别在外面改 */ uint32_t txn_cursor; /* 内部：事务数游标 */ } safety_snap_t; void t_safety_init(safety_snap_t *s); hal_err_t t_safety_step(safety_snap_t *s); /* 按上面那一圈静态算出来的「一圈该占总线多久」，单位 µs。 ⚠️ R2 里它含 **6 次 mux 选通**（五路各一次 + 回主干一次）。 它和 `s->bus_us` 应当**一模一样** —— 不一样只有两种可能：巡检里多读/少读了 东西，或者有别的任务在同一圈里插了事务进来。测试拿这两个数对账。 */ uint32_t t_safety_budget_us(void); /* 一圈的名义事务数（R2 = 5×(选通+2+1) + (选通+2) = 23）。 */ uint32_t t_safety_cycle_txns(void); /* 占用率（千分之）。20 ms 周期、2340 µs → 117‰。R1 是 78‰（计划 §5.5）。 */ uint32_t t_safety_load_permille(uint32_t bus_us, uint32_t period_ms); /* 一行人话，给启动日志和遥测用。返回写进去的字符数（不含结尾 0）。 */ int t_safety_format(const safety_snap_t *s, char *buf, size_t len); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* T_SAFETY_H */