文件
phonerail/firmware/main/t_safety.c
T
zhou yang和Claude Opus 5 ec31891429 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]>
2026-09-07 07:35:39 +08:00

119 行
3.8 KiB
C

#include "t_safety.h"
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "hal_i2c_acct.h"
#include "hal_lock.h"
#include "rail_cfg.h"
#include "tasks.h"
void t_safety_init(safety_snap_t *s)
{
assert(s != NULL);
memset(s, 0, sizeof(*s));
/* 游标对齐到「现在」,否则第一圈会把启动期间(器件初始化)的事务算进来。 */
s->bus_cursor = hal_i2c_acct_bits();
}
hal_err_t t_safety_step(safety_snap_t *s)
{
assert(s != NULL);
s->cycles++;
hal_err_t err = hal_lock_take(HAL_LOCK_I2C, T_SAFETY_LOCK_TIMEOUT_MS);
if (err != HAL_OK) {
/* 规矩 1:不死等。这一圈作废,20 ms 后重来。 */
s->skipped++;
s->bus_us = hal_i2c_acct_window_us(&s->bus_cursor);
return err;
}
hal_err_t first = HAL_OK;
/* 五路 —— 地址查表,**不许算**(rail_cfg.h 那条禁令)。 */
for (int rail = 1; rail <= PHONERAIL_RAIL_COUNT; rail++) {
ina226_vi_t vi;
const hal_err_t e = ina226_read_vi(rail_cfg(rail)->ina_addr, &vi);
s->rail_ok[rail - 1] = (e == HAL_OK);
if (e == HAL_OK) {
s->rail[rail - 1] = vi; /* 规矩 2:失败就留着上一圈的值,别清零 */
} else {
s->i2c_errors++;
if (first == HAL_OK) {
first = e;
}
}
}
/* 第六片:输入侧。 */
{
ina226_vi_t vi;
const hal_err_t e = ina226_read_vi(INA226_ADDR_INPUT, &vi);
s->input_ok = (e == HAL_OK);
if (e == HAL_OK) {
s->input = vi;
} else {
s->i2c_errors++;
if (first == HAL_OK) {
first = e;
}
}
}
/* PCA9555 的两个输入端口一次事务读完(自增指针)。 */
{
pca9555_in_t in;
const hal_err_t e = pca9555_read_inputs(&in);
s->io_ok = (e == HAL_OK);
if (e == HAL_OK) {
s->io = in;
} else {
s->i2c_errors++;
if (first == HAL_OK) {
first = e;
}
}
}
hal_lock_give(HAL_LOCK_I2C);
/* A10 的判据接在这里:越界**直接**写 EFUSE_EN / VBUS_EN(规矩 3),
而且要在放锁之后 —— 那两根线是 GPIO 直连,和 I²C 没关系,
拿着总线锁去操作引脚只会把别的任务多挡一会儿。 */
s->bus_us = hal_i2c_acct_window_us(&s->bus_cursor);
return first;
}
uint32_t t_safety_budget_us(void)
{
/* 上面那一圈真正发出去的事务,逐条数:
6 片 INA226 × 2 次寄存器读(母线电压 + 电流)
1 次 PCA9555 读(一次事务读回两个输入端口)
每次都是「写 1 字节寄存器号 + 读 2 字节」的形状。 */
const uint32_t txns = INA226_COUNT * 2u + 1u;
return (uint32_t)hal_i2c_bits_to_us((uint64_t)txns * hal_i2c_txn_bits(1, 2));
}
uint32_t t_safety_load_permille(uint32_t bus_us, uint32_t period_ms)
{
if (period_ms == 0) {
return 0;
}
return (uint32_t)(((uint64_t)bus_us * 1000ull) / ((uint64_t)period_ms * 1000ull));
}
int t_safety_format(const safety_snap_t *s, char *buf, size_t len)
{
assert(s != NULL && buf != NULL && len > 0);
const uint32_t period = task_desc(TASK_SAFETY)->period_ms;
const uint32_t pm = t_safety_load_permille(s->bus_us, period);
return snprintf(buf, len,
"t_safety: cycles=%u skipped=%u i2c_err=%u bus=%u us/%u ms load=%u.%u%%",
(unsigned)s->cycles, (unsigned)s->skipped, (unsigned)s->i2c_errors,
(unsigned)s->bus_us, (unsigned)period, (unsigned)(pm / 10u),
(unsigned)(pm % 10u));
}