zhou yang和Claude Opus 5.5
b8ad69681f
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]>
355 行
16 KiB
C
355 行
16 KiB
C
/* 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();
|
||
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。 */
|
||
static uint8_t mount(uint8_t addr)
|
||
{
|
||
sim_i2c_add(addr, 2);
|
||
sim_i2c_set_reg(addr, INA226_REG_MFG_ID, INA226_MFG_ID);
|
||
sim_i2c_set_reg(addr, INA226_REG_DIE_ID, INA226_DIE_ID);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, hal_i2c_init(NULL));
|
||
return addr;
|
||
}
|
||
|
||
/* ---- 地址表 -------------------------------------------------------------- */
|
||
|
||
/* ⭐ 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)
|
||
{
|
||
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);
|
||
|
||
/* **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：**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)
|
||
{
|
||
for (int rail = 1; rail <= INA226_RAIL_COUNT; rail++) {
|
||
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(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());
|
||
}
|
||
|
||
/* ---- 认件 ---------------------------------------------------------------- */
|
||
|
||
static void test_probe_accepts_real_ina226(void)
|
||
{
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_probe(mount(0x40)));
|
||
}
|
||
|
||
/* 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(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(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 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_ADDR_COUNT; i++) {
|
||
mount(ina226_addr_list[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)
|
||
{
|
||
sim_i2c_add(0x40, 2);
|
||
int32_t mv = 0;
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_STATE, ina226_read_bus_mv(0x40, &mv));
|
||
}
|
||
|
||
/* ---- 初始化 -------------------------------------------------------------- */
|
||
|
||
static void test_init_writes_config_and_calibration(void)
|
||
{
|
||
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));
|
||
|
||
/* 两个寄存器都是「写完立刻回读校验」：4 次写（两次三字节的写 + 两次一字节的
|
||
读指针）、2 次读。最后落下的那次写就是 CAL 的读指针。 */
|
||
const sim_i2c_dev_t *d = sim_i2c_dev(a);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(4, d->n_write);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(2, d->n_read);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT8(1, d->last_write_len);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_HEX8(INA226_REG_CALIB, d->last_write[0]);
|
||
}
|
||
|
||
/* CAL 掉了的现象是 Current/Power 恒读 0，不是报错 —— 所以要能查出来。 */
|
||
static void test_check_catches_lost_calibration(void)
|
||
{
|
||
uint8_t a = mount(0x40);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_init(a));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_check(a));
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CALIB, 0); /* 器件掉过一次电 */
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_BUS, ina226_check(a));
|
||
}
|
||
|
||
/* ---- 换算 ---------------------------------------------------------------- */
|
||
|
||
/* 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(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 */
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_POWER, 1280); /* ×12.5 mW */
|
||
|
||
ina226_sample_t s = { 0, 0, 0, 0 };
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_all(a, &s));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(4010, s.bus_mv);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(20000, s.shunt_uv);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(4000000, s.current_ua);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(16000, s.power_mw);
|
||
}
|
||
|
||
/* ⭐ 反灌（SW-8）：电流寄存器是**有符号**的。当成无符号会得到 +32 A 这种数，
|
||
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(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 */
|
||
|
||
int32_t ua = 0, uv = 0;
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_current_ua(a, &ua));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_shunt_uv(a, &uv));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(-60000, ua);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(-300, uv);
|
||
}
|
||
|
||
/* 3.90 V 出厂默认值那一点，顺带看四舍五入。3120 × 1.25 = 3900 mV 整。 */
|
||
static void test_bus_voltage_rounding(void)
|
||
{
|
||
uint8_t a = mount(0x40);
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_BUS_V, 3120);
|
||
int32_t mv = 0;
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_bus_mv(a, &mv));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(3900, mv);
|
||
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_BUS_V, 3121); /* 3901.25 → 3901 */
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_bus_mv(a, &mv));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(3901, mv);
|
||
}
|
||
|
||
/* ⚠️ 驱动不许依赖寄存器指针自增：sim 的假器件会自增，INA226 按 datasheet 不会。
|
||
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(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;
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_all(a, &s));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(4, sim_i2c_dev(a)->n_write);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(4, sim_i2c_dev(a)->n_read);
|
||
}
|
||
|
||
/* 巡检主路径：只读两个量（§10.3 那 8 % I²C 占用是按这个算的）。 */
|
||
static void test_read_vi_uses_two_transactions(void)
|
||
{
|
||
uint8_t a = mount(0x40);
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_BUS_V, 3120);
|
||
sim_i2c_set_reg(a, INA226_REG_CURRENT, 4000);
|
||
sim_i2c_dev(a)->n_read = 0;
|
||
|
||
ina226_vi_t vi = { 0, 0 };
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_OK, ina226_read_vi(a, &vi));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(3900, vi.bus_mv);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT32(2000000, vi.current_ua);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_UINT32(2, sim_i2c_dev(a)->n_read);
|
||
}
|
||
|
||
/* 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(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));
|
||
}
|
||
|
||
static void test_null_output_rejected(void)
|
||
{
|
||
mount(0x40);
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_ARG, ina226_read_vi(0x40, NULL));
|
||
TEST_ASSERT_EQUAL_INT(HAL_ERR_ARG, ina226_read_all(0x40, NULL));
|
||
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_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_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);
|
||
RUN_TEST(test_readings_at_full_load);
|
||
RUN_TEST(test_reverse_current_is_negative);
|
||
RUN_TEST(test_bus_voltage_rounding);
|
||
RUN_TEST(test_pointer_is_rewritten_before_every_read);
|
||
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();
|
||
}
|