就绪屏障与配置引擎重构，新增串口助手、V0.0网表分析报告及芯片手册，同步更新文档
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@@ -8,12 +8,18 @@
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* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
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* v1.1 2026-09-13 王建锋 新增 sys_clock_get_time()（日历时间获取器，供 FatFs 时间钩子等使用）
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* v1.2 2026-09-13 王建锋 文件移入 App/util/（改归 ④中间件层：通用平台时间服务，多服务共用）
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* v1.3 2026-09-15 王建锋 修复 49.7 天墙钟回绕：sys_clock_get 每 30 天惰性再基准
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* （自我参照、无损、零 I2C）；修正"未初始化"哨兵判断；
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* sys_clock_init 检查 RTC 读返回值/写回复验，失败时降级为
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* 编译期默认时间基准并返回 -1（激活 app_main 时钟芯片自检）
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*/
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#include "sys_clock.h"
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#include "main.h"
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#include <string.h>
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#include <stdio.h>
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#include "FreeRTOS.h" /* taskENTER_CRITICAL：惰性再基准化的并发保护 */
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#include "task.h"
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#define DBG_TAG "[CLK]"
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#include "dbg_log.h"
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@@ -42,6 +48,13 @@
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static volatile uint32_t s_base_tick = 0; /* HAL_GetTick() 基准 */
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static volatile uint32_t s_base_unix_secs = UINT32_MAX;
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/*
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* 再基准化周期（惰性再基准化，见 sys_clock_get 说明）：
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* 32 位 tick 差值窗口必须恒 < 一整圈（2^32 ms ≈ 49.7 天），否则差值混叠、
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* 墙钟"倒退"一圈。30 天 = 2,592,000,000 ms < 2^32，为惰性触发延迟留 19.7 天余量。
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*/
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#define SYS_CLOCK_REBASE_MS (30u * 24u * 3600u * 1000u)
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/* ============================================================
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* 内部辅助函数：Unix time ↔ sd2506_time_t 转换
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* ============================================================ */
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@@ -155,12 +168,17 @@ static void unix_to_sd2506(uint32_t unix_secs, sd2506_time_t *p_sd_time) {
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/*
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* 函数功能：初始化系统墙钟时间基准
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* 入口参数：无
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* 返回值：0 - 成功（始终返回 0）
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* 返回值：0 - 成功；-1 - RTC 不可用（启用编译期默认值时降级为编译期默认时间
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* 基准：墙钟仍可用，返回值报告芯片故障；否则不建基准，墙钟保持"未初始化"）
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* 限定条件：CubeMX 外设初始化完成、SD2506 RTC 驱动已初始化
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* 函数说明：1. 从 SD2506 读取初始时间，必要时按编译期默认宏校时（RTC_DEFAULT_INIT_*）
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* 2. 将 RTC 时间换算为 Unix epoch 秒数
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* 函数说明：1. 从 SD2506 读取初始时间（检查返回值：I2C 读失败 → 判 RTC 异常），
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* 必要时按编译期默认宏校时（RTC_DEFAULT_INIT_*），写回后复验范围
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* 2. 将 RTC 时间换算为 Unix epoch 秒数（仅合法值进入换算，防垃圾月份在
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* i < month - 1 处下溢空转约 40 亿次）
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* 3. 记录当前 HAL Tick 与 Unix 秒数为基准，供 sys_clock_get() 后续推算
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* 4. 注意：sd2506_get_time() 返回的 year 已是完整年份（驱动内 +2000），
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* 4. RTC 不可用时：启用编译期默认值则以默认时间建基准（仅 RAM、不依赖芯片）
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* 并返回 -1；否则不建基准，返回 -1
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* 5. 注意：sd2506_get_time() 返回的 year 已是完整年份（驱动内 +2000），
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* 换算时不得再加 2000，否则年份虚增导致 Unix 秒数超 uint32 回绕
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*/
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int sys_clock_init(void) {
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@@ -168,14 +186,17 @@ int sys_clock_init(void) {
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uint32_t year, month, day, hour, minute, second;
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int64_t unix_secs = 0;
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int i;
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int rtc_ok; /* RTC 读取可用(1)/不可用(0) */
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int degraded = 0; /* 1 = 以编译期默认时间建基准（RTC 故障，返回值报 -1） */
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/* ============================================================
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* Step 1：从 SD2506 硬件 RTC 读取初始时间
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* ============================================================
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* 注意：sd2506_get_time() 返回的 year 已是完整年份（如 2026，
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* 驱动内部已 +2000）。此处【禁止】再 +2000，否则年份虚增到 4026，
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* 换算出的 Unix 秒数远超 uint32_t 上限被截断回绕，时间彻底错乱。 */
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sd2506_get_time(&sd_time);
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* 换算出的 Unix 秒数远超 uint32_t 上限被截断回绕，时间彻底错乱。
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* 返回值必须检查：I2C 失败时字段为垃圾，不得用于建立基准。 */
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rtc_ok = (sd2506_get_time(&sd_time) == SD2506_OK) ? 1 : 0;
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/* ============================================================
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* Step 1.1：开发期校时（可选，由 RTC_DEFAULT_INIT_* 宏控制）
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@@ -185,7 +206,8 @@ int sys_clock_init(void) {
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* 判定"时间无效"：年份越界、月/日越界（仅粗判，不细校 2 月 29 日等）。 */
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#if defined(RTC_DEFAULT_INIT_ENABLE)
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{
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int rtc_invalid = (sd_time.year < 2000 || sd_time.year > 2099 ||
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int rtc_invalid = (rtc_ok == 0) ||
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||||
(sd_time.year < 2000 || sd_time.year > 2099 ||
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||||
sd_time.month < 1 || sd_time.month > 12 ||
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||||
sd_time.day < 1 || sd_time.day > 31);
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#if (RTC_DEFAULT_INIT_FORCE == 1)
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@@ -207,7 +229,7 @@ int sys_clock_init(void) {
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DBG_INFO("sys_clock_init: RTC set %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",
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init_t.year, init_t.month, init_t.day,
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init_t.hour, init_t.minute, init_t.second);
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sd2506_get_time(&sd_time); /* 重新读取校准后的值，确保后续换算用真实 RTC 数据 */
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||||
rtc_ok = (sd2506_get_time(&sd_time) == SD2506_OK) ? 1 : 0; /* 重新读取校准后的值（同样检查返回值） */
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} else {
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||||
DBG_ERROR("sys_clock_init: RTC default write FAIL");
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}
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@@ -215,6 +237,39 @@ int sys_clock_init(void) {
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}
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#endif
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/*
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* 写回后复验范围：能写入但读回仍越界的芯片同样判故障；
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* 同时保证进入 Step 2 换算循环的必为合法值（见函数说明第 2 条）。
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*/
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||||
if (rtc_ok != 0 &&
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(sd_time.year < 2000 || sd_time.year > 2099 ||
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||||
sd_time.month < 1 || sd_time.month > 12 ||
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||||
sd_time.day < 1 || sd_time.day > 31)) {
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||||
rtc_ok = 0;
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||||
}
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||||
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||||
if (rtc_ok == 0) {
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||||
#if (RTC_DEFAULT_INIT_ENABLE == 1)
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/*
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* 降级基准：以编译期默认时间建立基准（仅 RAM、不依赖芯片）。
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||||
* 墙钟保持可用（日志时间戳为默认时间）；返回值报告芯片故障，
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||||
* 触发 app_main 的"时钟芯片异常"自检。
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*/
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||||
DBG_ERROR("sys_clock_init: RTC abnormal, fallback to default time");
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||||
sd_time.year = RTC_DEFAULT_YEAR;
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||||
sd_time.month = RTC_DEFAULT_MONTH;
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||||
sd_time.day = RTC_DEFAULT_DAY;
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||||
sd_time.hour = RTC_DEFAULT_HOUR;
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||||
sd_time.minute = RTC_DEFAULT_MINUTE;
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||||
sd_time.second = RTC_DEFAULT_SECOND;
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||||
sd_time.week = rtc_calc_week(sd_time.year, sd_time.month, sd_time.day);
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||||
degraded = 1;
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#else
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||||
DBG_ERROR("sys_clock_init: RTC read FAIL, wall clock uninitialized");
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return -1;
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||||
#endif
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||||
}
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/* 取出各时间字段（year 已是完整年份，直接用于下文 Unix 换算） */
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year = (uint32_t)sd_time.year;
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month = (uint32_t)sd_time.month;
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@@ -275,24 +330,52 @@ int sys_clock_init(void) {
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DBG_INFO("sys_clock_init: wall clock base = unix %lu, base_tick=%lu",
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(unsigned long)s_base_unix_secs, (unsigned long)s_base_tick);
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return 0;
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return (degraded != 0) ? -1 : 0;
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}
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/*
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* 函数功能：获取当前系统墙钟时间（Unix 时间戳）
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* 入口参数：无
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* 返回值：当前 Unix 秒数 uint32_t 未初始化时返回 UINT32_MAX
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* 限定条件：sys_clock_init() 已成功调用
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* 限定条件：sys_clock_init() 已调用
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* 函数说明：1. 以基准 Tick 与基准 Unix 秒数为起点，按当前 HAL Tick 与 1000ms
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* 的整除差推算流逝秒数（避免每毫秒累加，减少漂移与溢出风险）
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* 2. 若推算结果为负（基准未建立），返回 UINT32_MAX 表示无效
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* 的整除差推算流逝秒数（避免每毫秒累加，减少漂移与溢出风险）；
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* 32 位无符号模减对 Tick 回绕天然无缝
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* 2. 差值窗口达到 SYS_CLOCK_REBASE_MS（30 天）时触发"惰性再基准化"：
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* 基准前移流逝秒数（墙钟值不变）、差值窗口清零，亚秒余数结转入
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* 新窗（base_tick = now − 余数）故无损，保证差值永不因一整圈
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* 2^32 ms（≈49.7 天）而混叠
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* 3. 再基准化为自我参照：纯内存操作、零 I2C、非阻塞——不重读 RTC
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* 重锚（RTC 精度远逊 CPU Tick，重锚反而吸收其漂移）；临界区 +
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* 区内复核防多任务并发重复累加
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* 4. 若基准未建立（init 失败），返回 UINT32_MAX 表示无效
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*/
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uint32_t sys_clock_get(void) {
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uint32_t now_tick = HAL_GetTick();
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int64_t unix_secs = (int64_t)s_base_unix_secs + (int64_t)((uint32_t)(now_tick - s_base_tick) / 1000uL);
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uint32_t diff = now_tick - s_base_tick; /* 32 位模减，跨 Tick 回绕无缝 */
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int64_t unix_secs;
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if (s_base_unix_secs != UINT32_MAX && diff > SYS_CLOCK_REBASE_MS) {
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uint32_t secs = diff / 1000u;
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uint32_t rem = diff - secs * 1000u; /* 亚秒余数，结转入新窗 → 无损 */
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taskENTER_CRITICAL();
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diff = now_tick - s_base_tick; /* 临界区内复核：另一任务可能已先再基准化 */
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if (diff > SYS_CLOCK_REBASE_MS) {
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s_base_unix_secs += secs; /* 基准前移：墙钟值本身不变 */
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s_base_tick = now_tick - rem; /* 新窗自 (now − 余数) 起算，余数续计 */
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diff = rem;
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}
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taskEXIT_CRITICAL();
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}
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if (s_base_unix_secs == UINT32_MAX) {
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return UINT32_MAX; /* 未初始化（显式哨兵判断） */
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}
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unix_secs = (int64_t)s_base_unix_secs + (int64_t)(diff / 1000u);
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if (unix_secs < 0) {
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return UINT32_MAX; /* 未初始化 */
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return UINT32_MAX;
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}
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return (uint32_t)unix_secs;
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