wandering1/STM32F4-Base
1
0
Fork 0
Code Issues 30 Pull Requests Actions Packages Projects 2 Releases Wiki Activity

feat(采集标定): 卡2 adc_cal 折算模块 + 卡4 系数落盘 + L5-2 码值贴轨检出

Browse Source 
卡 2（App/algo/adc_cal.*，新增；adc_task.c:335 折算点收口）：
- 模型：工程量 =(code+b)×k（「数据可信」§4.1）；k 以 int32 Q16(µV/码×65536)
  落盘、b 以 int32 码值落盘；ROM 默认 = 卡 1 定死的引脚侧 LSB，Q16 下整除无
  舍入（TPAFE 10,000,000=152.587890625 µV/码；STM32 52,800,000=805.6640625）
- adc_task 每拍 frame[s] 改 adc_cal_apply()（现单位 = ADC 引脚电压 V，eng=0，
  二次值语义等 VALID）；TEMP 透传码值（决策 5）；不缓存 k_f 副本——逐点由
  RAM 现值派生（无回调设计下杜绝陈旧系数；18k flops/s 可忽略）
- 三态 flags（§4.2）：VALID = 文件位图 ∧ k 在合法带；CLIPPED 按来源运行期
  派生（V0.2/N-18 后自动恒 0）；消费者判可用性只查 adc_cal_flags()
- 合法带哨兵：k∉ROM×[0.5,2.0] 或 |b|>8192 → 折算回退 ROM + 每通道每开机
  一条 [ERR] + VALID 压制（位图说谎也兜住）——同时挡坏文件与坏标定
- 两点标定公式 adc_cal_two_point() 算术核齐备（int64、±舍入界、斜率/零点
  守卫 -1/-2 分档）；台架两点标定（卡 12）按用户指示未跑，留台架注入口径：
  心跳新增 cal: 行（ua/un/ia_mv 定点 + vl/cl/rail 位图，未标定 vl 应恒 0x00、
  cl 应恒 0xE6，注入饱和电平 rail 位应起）

卡 4（[adc_cal] k_ua..k_in+valid / [adc_cal_ofs] b_ua..b_in，§4.4 布局）：
- 两段注册进 cfg 引擎（data_size 33/32，不挂回调——RAM 副本即生效值）；
  adc_cal_init() 落 app_main_init 内核前（注册必须先于 defaultTask 的
  cfg_file_load；跨任务读走 4 字节对齐字，µs 级混窗为「数据可信」§4.4 明载
  设计）；文件缺失/损坏 = 引擎回退工厂默认 = ROM 表本体（默认即理论系数）
- adc_cal_set()：整定写入口（属主上下文），越带拒绝 RAM 不动
- 单测走真实 cfg_file 引擎集成：文件值生效 / 越界 k 哨兵兜住且不报 VALID /
  超长损坏文件回退默认且 flags 无 VALID（卡 4 DoD 原句）/ 段缺失默认

L5-2（adc_health v1.2，越界门限按 FS 百分比、码值域与标定正交）：
- adc_health_rail_watch()：连续 20 拍（=一周波）贴同侧轨带（TPAFE±98%半量程、
  STM32 顶 98%/底 2%，门限由 adc_cal_rail_ths 供）且此前见过中带释放沿才
  锁存——空载恒 0 / 开机恒 0 合法工况不误报（短板评测 §6.2 判据①）；
  adc_task 编排：边沿 DBG_ERROR + SYSLOG 每开机一次 + 心跳 rail/edge 位图
- 健康用例 60/60（+13）：释放沿/清零/交替/双侧/init 复位/越界通道守卫

测试与注册：新套件 test/host/adc_cal（89/89，8 通道×≥3 码点期望值由 LSB
常数独立推导、Q16 无舍入、set 边界含端点、两点还原合成 k/b 往返）；
编号形态返工一轮：TC-ADCCAL-00A~00D 改 014~017、注释 FS-1 字样改写、
id_registry 族 pattern 转义修正、族游标登至 017；coding-standard 返工：
公开实现函数补齐函数头注释块（CODE-RULE-09）
uvprojx 仅增 adc_cal.c 一条挂载（diff 已核零抖动）；SIM_EXEMPT/id_registry
(TC-HOST-ADCCAL 族)/adc-cal-unit-test 钩子行按 new-source-file 与 B 层口径
补齐；覆盖率 34/34 套件 89.6%，adc_cal.c 99.2%（baseline --update 属共享
台账文件，留 lead done 后统一回填）

gate：@build 0 错 0 警（Code=215440 RO=19780 RW=1220 ZI=131980）；
RAM 增量 +144 B（RW+16/ZI+128：贴轨 9×6B + 两段 RAM 副本，IRAM1 57.7%→
约 57.8%）；Flash +1336B/+920B RO。adcTask 栈 worst=1344B margin 1216B
(47%) PASS（stack_report 实测）。staged 门禁除 mem-numbers/mem-budget 外
全绿（该两条 = 台账漂移，回填 --write 落 docs/内存管理/** 单写者区，按
Lead 既定例外归 lead done 后处理）：
gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill
BOM/CR/U+FFFD/字面量 ASCII 已逐文件自查（本次未触碰任何带 BOM 文件）
This commit is contained in:
Wanderingss
2026-10-25 04:21:12 +08:00
parent 65c5e7d310
commit 3528644e9d
15 changed files with 1545 additions and 24 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
App/algo/README.md
+39 -12
View File
@@ -10,16 +10,19 @@
| 文件 | 层 | 作用（一句话） | 主要对外入口 | 覆盖规划项 |
|---|---|---|---|---|
| `adc_input.h` / `.c` | L1 | 统一语义取数：两片转换器的码值按语义（`UA…IN` / 温度）暴露，并消费 STM32 ADC1 的 DMA 乒乓缓冲 | `adc_input_init()` `adc_input_poll()` `adc_input_raw()` | L1-2 / L1-3 / L1-4 |
| `adc_health.h` / `.c` | L1 | 采样有效性判定：吃计数快照，产出静默 / 丢帧 / 单调性 / 错误增量故障位（判定与告警编排分离） | `adc_health_check()` `adc_health_flags()` | L1-6 |
| `adc_health.h` / `.c` | L1 | 采样有效性判定：吃计数快照，产出静默 / 丢帧 / 单调性 / 错误增量故障位（判定与告警编排分离）；L5-2 残余的码值贴轨观察器同层 | `adc_health_check()` `adc_health_flags()` `adc_health_rail_watch()` | L1-6 / L5-2（残余） |
| `adc_cal.h` / `.c` | L1.5 | 通道标定折算（「数据可信」卡 2/卡 4）：工程量 =(code+b)×k，Q16 系数/零点两段落盘 + 三态 flags + 合法带哨兵 + 两点公式 | `adc_cal_apply()` `adc_cal_flags()` `adc_cal_set()` | L1-5（M4 半边） |
| `sample_ring.h` / `.c` | L2 输入 | 按语义通道存最近 2 周波（40 点），供相量层"以当前时刻为终止"取窗 | `sample_ring_push_frame()` `sample_ring_window()` | L2 输入（为 L2-6 供数） |
| `phasor.h` / `.c` | L2 | 全周傅氏：一周波 20 点 DFT → 基波 / 谐波相量（有效值口径），双区原子切换供无锁读 | `phasor_run()` `phasor_get()` `phasor_calc()` | L2-1 / L2-2 / L2-3 / L2-6 / L2-7 |
| `freq.h` / `.c` | L2 派生量 | 频率测量：相邻两拍基波相量共轭乘积取角 + 自适应窗滑动平均 + 假值钳制 + 幅值门（UA→IA 源回退） | `freq_run()` `freq_get()` `freq_valid()` | L3-5 测量侧（测频范围 → `docs/算法/继电保护功能复现规划.md` §4.2） |
| `prot_set.h` / `.c` | L3 输入 | 保护定值模型：Q10 定点 RAM 表 + 范围校验 + 校验和封存 / 自检 / 闭锁 + 持久化 blob 纯逻辑 | `prot_set_load_raw()` `prot_set_get_f()` `prot_set_selfcheck()` | L5-1 载体 |
| `prot_elm.h` / `.c` | L3 | 保护元件框架：通用"越限 + 返回系数滞回 + 定时限"核 + 数据驱动实例表（过流三段 / 过负荷 / 过压 / 欠压 / 零序过压 / 过频 / 低频） | `prot_elm_run()` `prot_elm_eval()` `prot_elm_active_mask()` | L3-1 / L3-3 / L3-4 / L3-5 / L3-6（软件侧） |
依赖（自下而上、无环）：`adc_input.h`（纯枚举 + 声明）← `sample_ring` ← `phasor` ← `freq`；
依赖（自下而上、无环）：`adc_input.h`（纯枚举 + 声明）← `adc_cal`（另依赖 `cfg_file.h` 接口，
纯头文件级）← `sample_ring` ← `phasor` ← `freq`；
`prot_set` **独立**；`prot_elm` ← `prot_set` + `phasor` + `freq`。
`adc_health` 只吃调用方喂进来的计数快照，不反向依赖 L1 实现。
`adc_health` 只吃调用方喂进来的计数 / 码值，不反向依赖 L1 实现（L5-2 贴轨门限由调用方
从 `adc_cal_rail_ths()` 取，本层仍零算法依赖）。
**除 `adc_input.c` 外全部零平台依赖**（只用 `stdint.h` / `math.h` / `stddef.h` 与本目录头）
→ 可被主机单测 `#include` 原样纳入、免桩跑。`adc_input.c` 另依赖 `adc.h`（`hadc1`）与
@@ -27,16 +30,20 @@
## 2. 一拍的数据流（一眼版）
`adc_input_poll()` → `adc_input_raw()` ×9 → `sample_ring_push_frame()` → `phasor_run()`
→ `freq_run()` → 消费者（`adcTask` 心跳与 L1 健康判定；`protectTask` 每 20 ms 取相量 / 频率跑
`adc_input_poll()` → `adc_input_raw()` ×9 → `adc_cal_apply()` ×9（L1.5 折算，现口径 =
ADC 引脚电压 V）+ `adc_health_rail_watch()` ×9（L5-2，码值域）→ `sample_ring_push_frame()`
→ `phasor_run()` → `freq_run()` → 消费者（`adcTask` 心跳与 L1 健康判定；`protectTask` 每 20 ms 取相量 / 频率跑
`prot_elm_run()`）。节拍 = TIM3 1 kHz 更新事件，两片转换器同源触发。
完整数据流图与初始化落点 → `docs/算法/采集与算法层设计说明.md` §2。
## 3. 逐文件要点（只留"改代码时必须知道"的；机制与理由见设计文档）
> **改本目录前先记四条红线**：① 取数只经 `adc_input_raw()`，不写死下标；② **禁止跨转换器**做
> 相位 / 功率 / 矢量运算（N-18）；③ 标定未落地，现以原始码值充当工程量，**幅值读数不可作精度判据**；
> ④ 本层不建任务、不等事件、不写日志，`*_init()` 才可在内核前调。
> **改本目录前先记五条红线**：① 取数只经 `adc_input_raw()`，不写死下标；② **禁止跨转换器**做
> 相位 / 功率 / 矢量运算（N-18）；③ 帧值已是 L1.5 工程量，但 **未标定（`adc_cal_flags()` 无
> VALID）时单位只是 ADC 引脚电压**，不是端子二次值——下游消费精度判据见「数据可信」§4.2 三态
> 表；④ 工程量 → 帧的唯一折算点是 `adc_cal_apply()`，禁止旁路再乘系数；⑤ 本层不建任务、
> 不等事件、不写日志（`adc_cal` 的 `[ERR]` 哨兵留痕是唯一例外，且每通道每开机一次），
> `*_init()` 才可在内核前调。
> 全文 → `docs/算法/采集与算法层设计说明.md` §10。
### 3.1 `adc_input.c` / `adc_input.h` — L1 语义取数
@@ -81,11 +88,28 @@
- 源切换即废相位基准重建（UA / IA 无共同相位基准，N-18）。
- 判据 **J1~J6** 与实测口径 → `docs/算法/采集与算法层设计说明.md` §7.2（与 `test/host/freq/freq_test.c` 文件头同源）。
### 3.8 `adc_cal.c` / `.h` — L1.5 通道标定折算（「数据可信」卡 2 / 卡 4）
- 折算模型：工程量 = (code + b) × k；**k 落盘用 int32 Q16（µV/码 × 65536）**、b 用
int32 码值（负零点靠 `CFG_VAL_INT`）——单位与定点格式的选型依据见
`docs/任务规划/数据可信.md` §4.1，勿改回 V/码 直存（Q16 只剩 20 个刻度）。
- **ROM 默认 = 卡 1 定死的引脚侧 LSB**（TPAFE 152.59 / STM32 805.66 µV/码，
`docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md` §7.1）；表下标 = 语义枚举（UA0…IN7），
V0.2 改版与本目录 `adc_input` 映射表同步改。
- 三态可用性 `adc_cal_flags()`：VALID（已按变比标定，二次值成立——卡 0b/12 前恒 0）
/ CLIPPED（运行期按来源派生，V0.2 后自动清零）。**消费者判「能不能信」只许查它**，
`adc_cal_apply()` 不返回可用性（「数据可信」§8 风险表）。
- 合法带哨兵：k ∉ ROM×[0.5,2.0] 或 |b| > 8192 → 折算回退 ROM + 每通道每开机一条
`[ERR]` + VALID 被压制（**即便文件位图说已标定**）；这层兜底同时挡坏文件与坏标定。
- `adc_cal_set()` / `adc_cal_two_point()`：整定与两点公式的算术核已齐备（单测还原合成
k/b）；**台架两点标定（卡 12）待实测**，本层不含注入。
- cfg 两段 `[adc_cal]` / `[adc_cal_ofs]` **不挂回调**（RAM 副本即生效值，引擎 load/poll
原地改写，逐点现读）；注册在 `app_main_init()` 内核前完成，必须先于 `cfg_file_load`。
## 4. 构建与测试
### 4.1 挂载与模拟器边界
- 七个 `.c` 已登记在 `MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx`；`../App/algo` 已在 `<IncludePath>` 内。
- 本层**不进** `simulator/CMakeLists.txt`（UI 模拟器不跑采集链路）：七个文件全部登记在
- 八个 `.c` 已登记在 `MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx`；`../App/algo` 已在 `<IncludePath>` 内。
- 本层**不进** `simulator/CMakeLists.txt`（UI 模拟器不跑采集链路）：八个文件全部登记在
`scripts/check_registration.py` 的 `SIM_EXEMPT`（附理由），`registration-check` 钩子反向校验（N-23）。
### 4.2 主机侧单测（L0.5）——生产源文件以 `#include` 原样纳入
@@ -98,14 +122,17 @@
| 定值模型 | `& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/prot_set/run_unit_test.py` | `prot-set-unit-test` |
| 元件框架 | `& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/prot_elm/run_unit_test.py` | `prot-elm-unit-test` |
| 频率测量 | `& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/freq/run_unit_test.py` | `freq-unit-test` |
| 通道标定（含真实 cfg_file 引擎集成） | `& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/adc_cal/run_unit_test.py` | `adc-cal-unit-test` |
改本目录任一 `.c/.h`，提交时对应钩子自动跑。**用例清单与判据数字的属主**是各
`test/host/<模块>/` 与 `docs/测试说明/` 下的单测说明，本文不复制（三处抄数字必然打架）。
### 4.3 板端
`@build` 0 错误 0 警告 → `@test` 看 `[ADC_TASK]` 首拍 / 心跳（`phasor(...)`、`freq(...)`、
`ring` / `skip` / `adc1_*` / `tgap`）；健康判据 = **零 `[ERR]`**（健康告警全以 `[ERR]` 开头，
误报会被闭环直接抓住）。→ `docs/算法/采集与算法层设计说明.md` §12。
`cal: ua_mv=… vl=0x00 cl=0xE6 rail=…`、`ring` / `skip` / `adc1_*` / `tgap`）；
健康判据 = **零 `[ERR]`**（健康告警与标定哨兵全以 `[ERR]` 开头，误报会被闭环直接抓住；
`vl` 在未标定默认构建必须为 0x00，卡 5 闭锁落地后 `cal:` 行就是台架期望的直接证据）。
→ `docs/算法/采集与算法层设计说明.md` §12。
## 5. 新增一个算法模块的固定动作
App/algo/adc_cal.c
+374
View File
@@ -0,0 +1,374 @@
/*
* 模块名称：通道标定与量纲折算（L1.5）——实现
* 模块功能：见 adc_cal.h。折算模型（工程量 = (code + b) × k × 1e-6，k 为 Q16
* µV/码）与两段 cfg 布局（[adc_cal]：k_* + valid 位图；[adc_cal_ofs]：
* b_*）照 docs/任务规划/数据可信.md §4.1 / §4.4 落地；系数口径
* （ROM 默认 = 卡 1 定死的引脚侧 LSB）见 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md
* §7.1。
* 并发契约：cfg RAM 副本属主 = 配置引擎（defaultTask 的 load/poll 原地
* 改写），本层逐点折算现读——int32 对齐字在 Cortex-M4 上读写原子，
* poll 重载「复位默认 + 逐键解析」存在 µs 级窗口，撞上则该拍该通道
* 为默认值/半新值（相量 20 点窗摊薄，且触发面 = 用户改文件后 4 s
* 沉降一次性事件）——「数据可信」§4.4 明载此设计（不挂回调）。
* 合法带哨兵（防损坏文件/错误标定把假电压送进下游）：k ∉ ROM×[0.5,2.0]
* 或 |b| > ADC_CAL_B_MAX → 该通道折算回退 ROM + b=0，flags 不报
* VALID，每通道每次开机首见沿打一条 [ERR]（adc_cal_init 重置留痕）。
* 适用平台：STM32F407ZGTx（Cortex-M4F，硬件 FPU）
* 作者：DTU 项目组
* 创建日期：2026-10-25（道A 卡 2/卡 4）
* 修改记录：
* v1.0 2026-10-25 DTU 项目组 创建：Q16 系数/零点两段落盘 + 折算 + 三态 flags
* + 合法带哨兵回退 + 两点标定公式（台架注入待跑）
*/
/* 头文件包含区 */
#include <stddef.h>
#include <string.h>
#include "adc_cal.h"
#include "cfg_file.h"
#define DBG_TAG "[CAL]"
#include "dbg_log.h"
/* 常量定义区 */
/* 段名（≤ CFG_FILE_MAX_NAME_LEN）与键名（k_ua…b_in，均 4/5 字符）
* ——「数据可信」§4.4 布局；键的书写顺序按该表，存储下标按语义枚举 */
#define ADC_CAL_SEC_K "adc_cal"
#define ADC_CAL_SEC_B "adc_cal_ofs"
/* Q16 → V 的合并比例因子：1e-6 / 65536（float 常量，精确到 1 ulp 以内即可：
* 系数本身 Q16 舍入误差 < 0.001 %，见「数据可信」§4.1） */
#define ADC_CAL_K_SCALE (1.52587890625e-11f)
/* 静态变量定义区 */
/* [adc_cal] 段 RAM 副本：k 按语义下标 0..7，valid 位图 bit=语义下标。
* data_size 取 offsetof(valid)+1 = 33（尾随对齐填充不属于引擎视图，
* 引擎「复位默认」按 data_size memcpy，必须覆盖 valid，见单测 TC-ADCCAL-001） */
typedef struct {
int32_t k[8];
uint8_t valid;
} adc_cal_kcfg_t;
/* [adc_cal_ofs] 段 RAM 副本：b 按语义下标 0..7（int32 有符号，卡 3 的
* CFG_VAL_INT 是负零点偏移能干净落盘的前提） */
typedef struct {
int32_t b[8];
} adc_cal_bcfg_t;
static adc_cal_kcfg_t s_kcfg; /* 生效系数副本（引擎原地更新） */
static adc_cal_bcfg_t s_bcfg; /* 生效零点副本 */
/* 工厂默认（ROM 理论系数，卡 1 定死，「数据可信」§4.4）：**下标 = 语义枚举**
* （UA0 / UB1 / UC2 / UN3 / IA4 / IB5 / IC6 / IN7）——UA/UN/IA 走 TPAFE
* （16 位 ±5 V 档），UB/UC/IB/IC/IN 走 STM32 ADC1；逐路对过
* docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §3（IN=ADC11/STM32，勿再按分组顺序误写）。
* ROM 表按**当前 V0.1 来源排布**显式书写（不查 desc 运行期派生），因为它是
* 卡 1 定稿的存档事实；V0.2（N-18）改版时本表与 adc_input 映射表同步改，
* 上层语义与 API 不动。CLIPPED 位则**运行期按来源派生**（见 adc_cal_flags） */
static const adc_cal_kcfg_t s_kcfg_rom = {
/* idx0 UA / idx1 UB / idx2 UC / idx3 UN */
{ ADC_CAL_K_Q16_TPAFE, ADC_CAL_K_Q16_STM32, ADC_CAL_K_Q16_STM32,
ADC_CAL_K_Q16_TPAFE,
/* idx4 IA / idx5 IB / idx6 IC / idx7 IN */
ADC_CAL_K_Q16_TPAFE, ADC_CAL_K_Q16_STM32, ADC_CAL_K_Q16_STM32,
ADC_CAL_K_Q16_STM32 },
0u /* 出厂未标定：VALID 全 0 */
};
static const adc_cal_bcfg_t s_bcfg_rom = { { 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L, 0L } };
/* 合法带哨兵留痕位（bit=语义下标；每通道每次开机只打一条 [ERR]，
* adc_cal_init 清零 = 新一轮观测窗） */
static uint8_t s_err_latched;
/* 键表：offset 用 offsetof 取真值（k[0]@0 / k[1]@4 … valid@32） */
static const cfg_key_def_t s_k_keys_tbl[9] = {
{ "k_ua", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[0]), 4u },
{ "k_un", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[3]), 4u },
{ "k_ia", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[4]), 4u },
{ "k_ub", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[1]), 4u },
{ "k_uc", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[2]), 4u },
{ "k_ib", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[5]), 4u },
{ "k_ic", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[6]), 4u },
{ "k_in", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, k[7]), 4u },
{ "valid", CFG_VAL_UINT, offsetof(adc_cal_kcfg_t, valid), 1u },
};
static const cfg_key_def_t s_b_keys_tbl[8] = {
{ "b_ua", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[0]), 4u },
{ "b_un", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[3]), 4u },
{ "b_ia", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[4]), 4u },
{ "b_ub", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[1]), 4u },
{ "b_uc", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[2]), 4u },
{ "b_ib", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[5]), 4u },
{ "b_ic", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[6]), 4u },
{ "b_in", CFG_VAL_INT, offsetof(adc_cal_bcfg_t, b[7]), 4u },
};
/* 函数定义区 */
/*
* 函数功能：判定语义通道是否 STM32 源（经 adc_input 权威映射表，不另立第二份表）
* 入口参数：sem - 语义通道 unsigned
* 返 回 值：1 - STM32；0 - TPAFE（含 desc 取不到时的保守分支） int
* 限定条件：无
*/
static int s_rom_k_stm32(unsigned sem) {
const adc_channel_desc_t *d = adc_input_desc((adc_semantic_t)sem);
return ((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32)) ? 1 : 0;
}
/*
* 函数功能：取语义通道的 ROM 默认系数（合法带/回退参照）
* 入口参数：sem - 语义下标（0..7） unsigned
* 返 回 值：Q16 系数 int32_t
* 限定条件：sem < 8（调用方已先行拦截 TEMP/越界）
* 函数说明：直接读出厂表本体——保证「哨兵合法带基准」与「引擎工厂默认」
* 永远同一份数（两者若靠重复表达式各算各的，改一处漏一处就是暗雷）
*/
static int32_t s_rom_k(unsigned sem) {
return s_kcfg_rom.k[sem];
}
/*
* 函数功能：k/b 合法带检查（ROM×[0.5,2.0] / |b| ≤ ADC_CAL_B_MAX）
* 入口参数：sem - 语义下标（0..7） unsigned
* k - 待检系数 Q16 int32_t
* b - 待检零点 码值 int32_t
* 返 回 值：1 - 合法；0 - 越带 int
* 限定条件：sem < 8
*/
static int s_kband_ok(unsigned sem, int32_t k, int32_t b) {
const int32_t rom = s_rom_k(sem);
if (k < (rom >> 1) || k > (rom << 1)) {
return 0;
}
if (b > ADC_CAL_B_MAX || b < -ADC_CAL_B_MAX) {
return 0;
}
return 1;
}
/*
* 函数功能：越带留痕（每通道每次开机首见沿一条 [ERR]，init 重置）
* 入口参数：sem - 语义下标 0..7；k/b - 现场值
* 返 回 值：无
* 限定条件：仅 adc_cal_apply/set 内部
*/
static void s_note_bad(unsigned sem, int32_t k, int32_t b) {
const uint8_t bit = (uint8_t)(1u << sem);
if ((s_err_latched & bit) == 0u) {
s_err_latched |= bit;
DBG_ERROR("ch=%u k_q16=%ld b=%ld out of ROM band [0.5x,2x]/|b|<=%ld -> ROM fallback",
(unsigned)sem, (long)k, (long)b, (long)ADC_CAL_B_MAX);
}
}
/*
* 函数功能：读通道「当前生效且合法」的 k/b（越带就地回退 ROM）
* 入口参数：sem - 语义下标 0..7；p_k/p_b - 输出
* 返 回 值：1 - 用了合法值；0 - 已回退 ROM
* 限定条件：sem < 8
*/
static int s_eff_kb(unsigned sem, int32_t *p_k, int32_t *p_b) {
const int32_t k = s_kcfg.k[sem];
const int32_t b = s_bcfg.b[sem];
if (s_kband_ok(sem, k, b) != 0) {
*p_k = k;
*p_b = b;
return 1;
}
s_note_bad(sem, k, b);
*p_k = s_rom_k(sem);
*p_b = 0L;
return 0;
}
/*
* 函数功能：标定层初始化——RAM 副本置 ROM 默认 + 注册两段进 cfg 引擎（幂等）
* 入口参数：无
* 返 回 值：无
* 限定条件：内核启动前调用（app_main_init）；注册必须先于 cfg_file_load
* 函数说明：完整契约见 adc_cal_init() 同名声明（adc_cal.h）；注册失败（段名重复/
* 段数超限）打 [ERR] 后继续——ROM 默认系数照常生效，仅文件整定失效
*/
void adc_cal_init(void) {
cfg_section_reg_t reg;
(void)memcpy(&s_kcfg, &s_kcfg_rom, sizeof(s_kcfg));
(void)memcpy(&s_bcfg, &s_bcfg_rom, sizeof(s_bcfg));
s_err_latched = 0u;
(void)memset(&reg, 0, sizeof(reg));
reg.name = ADC_CAL_SEC_K;
reg.p_data = &s_kcfg;
reg.p_defaults = &s_kcfg_rom;
reg.data_size = (offsetof(adc_cal_kcfg_t, valid) + 1u); /* 33：覆盖到 valid */
reg.p_keys = s_k_keys_tbl;
reg.key_count = 9u;
reg.p_cb = NULL; /* 不挂回调：RAM 副本即生效值（「数据可信」§4.4） */
if (cfg_file_register(&reg) != 0) {
DBG_ERROR("register '%s' FAIL (dup/full?) - calibration file values inactive",
ADC_CAL_SEC_K);
}
(void)memset(&reg, 0, sizeof(reg));
reg.name = ADC_CAL_SEC_B;
reg.p_data = &s_bcfg;
reg.p_defaults = &s_bcfg_rom;
reg.data_size = sizeof(s_bcfg); /* 32 */
reg.p_keys = s_b_keys_tbl;
reg.key_count = 8u;
reg.p_cb = NULL;
if (cfg_file_register(&reg) != 0) {
DBG_ERROR("register '%s' FAIL (dup/full?) - zero-offset file values inactive",
ADC_CAL_SEC_B);
}
}
/*
* 函数功能：码值 → 工程量折算（「数据可信」§4.1 模型）
* 入口参数：sem - 语义通道；code - 原始码值 adc_semantic_t / int32_t
* 返 回 值：工程量浮点（未标定 = ADC 引脚电压 V；TEMP/越界 = 原样透传码值） float
* 限定条件：无（任意上下文，纯读）
* 函数说明：见 adc_cal.h 同名声明；k/b 经 s_eff_kb 合法带哨兵（越带回退 ROM）
*/
float adc_cal_apply(adc_semantic_t sem, int32_t code) {
int32_t k;
int32_t b;
if ((unsigned)sem >= (unsigned)ADC_SEM_TEMP) {
return (float)code; /* TEMP/越界：不纳入线性标定（决策 5），原样透传 */
}
(void)s_eff_kb((unsigned)sem, &k, &b);
return ((float)(code + b)) * ((float)k) * ADC_CAL_K_SCALE;
}
/*
* 函数功能：读通道可用性标志（消费者判「能不能信」的唯一入口）
* 入口参数：sem - 语义通道 adc_semantic_t
* 返 回 值：ADC_CAL_F_VALID / ADC_CAL_F_CLIPPED 组合；TEMP/越界恒 0 uint32_t
* 限定条件：无
* 函数说明：VALID 需文件位图与 k 合法带**同时**成立（哨兵压制说谎位图，见文件头）
*/
uint32_t adc_cal_flags(adc_semantic_t sem) {
uint32_t f = 0u;
if ((unsigned)sem >= (unsigned)ADC_SEM_TEMP) {
return 0u;
}
/* VALID = 文件位图置位 且 k 合法（哨兵不落共享状态，随重载自愈） */
if (((s_kcfg.valid & (uint8_t)(1u << (unsigned)sem)) != 0u) &&
(s_kband_ok((unsigned)sem, s_kcfg.k[sem], s_bcfg.b[sem]) != 0)) {
f |= ADC_CAL_F_VALID;
}
/* CLIPPED 由**来源**派生（R5：STM32 侧单极性无偏置 → 负半周削顶）——
* V0.2 改版（N-18，8 路全接 TPAFE）后本位自动恒 0，无需改码，
* 对应「数据可信」§10「页面与 104 绑定零改动」的要求 */
if (s_rom_k_stm32((unsigned)sem) != 0) {
f |= ADC_CAL_F_CLIPPED;
}
return f;
}
/*
* 函数功能：读通道当前生效系数（µV/码，回退后口径）
* 入口参数：sem - 语义通道 adc_semantic_t
* 返 回 值：k[µV/码]；TEMP/越界返 0 float
* 限定条件：无
* 函数说明：Q16 现值 ÷ 65536 浮点还原；勿据其反推二次值（可用性看 flags）
*/
float adc_cal_k_uv(adc_semantic_t sem) {
int32_t k;
int32_t b;
if ((unsigned)sem >= (unsigned)ADC_SEM_TEMP) {
return 0.0f;
}
(void)s_eff_kb((unsigned)sem, &k, &b);
return ((float)k) / 65536.0f;
}
/*
* 函数功能：整定入口——写通道系数与零点，并置位 VALID（「数据可信」卡 4）
* 入口参数：sem - 语义通道；k_q16 - 系数（µV/码×65536）；b_codes - 零点（码值）
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 参数非法/越出合法带（RAM 不动，[ERR] 留痕） int
* 限定条件：属主上下文（defaultTask 整定/标定链）；落盘由属主经 cfg_file_save
* 函数说明：见 adc_cal.h 同名声明
*/
int adc_cal_set(adc_semantic_t sem, int32_t k_q16, int32_t b_codes) {
if ((unsigned)sem >= (unsigned)ADC_SEM_TEMP) {
return -1;
}
if (s_kband_ok((unsigned)sem, k_q16, b_codes) == 0) {
DBG_ERROR("set ch=%u rejected: k_q16=%ld b=%ld out of ROM band [0.5x,2x]/|b|<=%ld",
(unsigned)sem, (long)k_q16, (long)b_codes, (long)ADC_CAL_B_MAX);
return -1;
}
s_kcfg.k[sem] = k_q16;
s_bcfg.b[sem] = b_codes;
s_kcfg.valid |= (uint8_t)(1u << (unsigned)sem);
return 0;
}
/*
* 函数功能：两点标定公式（卡 12 的算术核，纯函数无状态）
* 入口参数：c_lo/c_hi、v_lo_uv/v_hi_uv、p_k_q16/p_b 见 adc_cal.h 同名声明
* 返 回 值：0 成功 / -1 参数或斜率非法 / -2 零点越 ±B_MAX int
* 限定条件：无（int64 中间量，主机可测；台架注入待跑）
*/
int adc_cal_two_point(int32_t c_lo, int32_t c_hi, int32_t v_lo_uv, int32_t v_hi_uv,
int32_t *p_k_q16, int32_t *p_b) {
long long dc;
long long dv;
long long kq;
long long bb;
if ((p_k_q16 == NULL) || (p_b == NULL)) {
return -1;
}
dc = (long long)c_hi - (long long)c_lo;
dv = (long long)v_hi_uv - (long long)v_lo_uv;
if ((dc <= 0LL) || (dv <= 0LL)) {
return -1; /* 斜率必须为正：码与电压同向，反向 = 映射/接线错 */
}
kq = ((dv << 16) + (dc >> 1)) / dc; /* (v_hi−v_lo)×65536/dc，四舍五入（dc>0） */
if ((kq <= 0LL) || (kq > 100000000LL)) {
return -1; /* 绝对合理域上界 1526 µV/code：越界 = 单位/量级错 */
}
bb = (((long long)v_lo_uv) << 16) / kq - (long long)c_lo;
if ((bb > (long long)ADC_CAL_B_MAX) || (bb < -(long long)ADC_CAL_B_MAX)) {
return -2; /* 零点异常 → 先查前端，别用系数凑（§8 风险表） */
}
*p_k_q16 = (int32_t)kq;
*p_b = (int32_t)bb;
return 0;
}
/*
* 函数功能：通道码值域贴轨带门限（L5-2 判定的门限来源，按 FS 百分比）
* 入口参数：sem - 语义通道；p_lo_th/p_hi_th - 输出下/上轨带界 int32_t *
* 返 回 值：0 - 已给出门限；-1 - TEMP/越界/参数空（不做贴轨监视） int
* 限定条件：无
* 函数说明：状态机在 adc_health_rail_watch()；本函数只供门限，无状态
*/
int adc_cal_rail_ths(adc_semantic_t sem, int32_t *p_lo_th, int32_t *p_hi_th) {
if ((p_lo_th == NULL) || (p_hi_th == NULL) ||
((unsigned)sem >= (unsigned)ADC_SEM_TEMP)) {
return -1; /* TEMP（热敏非线性，不判「轨」）与越界不做监视 */
}
if (s_rom_k_stm32((unsigned)sem) != 0) {
*p_hi_th = (int32_t)((4095L * 98L) / 100L); /* 4013 = 98 % FS */
*p_lo_th = (int32_t)((4095L * 2L) / 100L); /* 81 = 触底带（削顶签名） */
} else {
*p_hi_th = 32112L; /* +98 % 半量程 */
*p_lo_th = -32112L; /* -98 % 半量程 */
}
return 0;
}
App/algo/adc_cal.h
+144
View File
@@ -0,0 +1,144 @@
/*
* 模块名称：通道标定与量纲折算（L1.5，「数据可信」卡 2/卡 4）
* 模块功能：把 adc_input 的原始码值折算成工程量——模型与系数口径的唯一落点：
* 工程量 = (code + b) × k_f，k_f = k[µV/码] × 1e-6
* k 以 int32 **Q16**（µV/码 × 65536）落盘、b 以 int32 码值落盘，
* RAM 副本注册进 cfg_file 引擎（[adc_cal] / [adc_cal_ofs] 两段，
* 布局见 docs/任务规划/数据可信.md §4.4）；**不挂回调**——RAM 副本
* 即生效值，逐点折算现取现用（1 kHz × 9 通道 = 9k 次/秒浮点乘，可忽略）。
* 三态可用性：ADC_CAL_F_VALID（已按变比标定 → 工程量为二次值）与
* ADC_CAL_F_CLIPPED（V0.1 硬件削顶）由 adc_cal_flags() 单点查询，
* 104 / UI / 保护闭锁（卡 5）共用（docs/任务规划/数据可信.md §4.2）。
* ⚠ 输出单位口径 = **ADC 引脚电压 V**（eng=0）：ROM 默认系数按卡 1
* 定死的引脚侧 LSB（TPAFE 152.59 µV/码、STM32 805.66 µV/码，见
* docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；端子变比（卡 0b）与两点
* 标定（卡 12）完成前不得把输出当二次值消费。TEMP 不参与线性标定
* （决策 5），adc_cal_apply() 原样透传码值。
* 本层**纯算法 + 纯数据**：不碰寄存器、不等事件；adc_cal_init() 内核前
* 可调（注册进引擎必须先于 cfg_file_load，N-19 契约）；apply/flags
* 任意上下文可读（cfg RAM 副本 4 字节对齐字读写在 Cortex-M4 上原子，
* 与 defaultTask 的 load/poll 复位存在 µs 级混窗——设计接受，见 .c 头）。
* 适用平台：STM32F407ZGTx（Cortex-M4F）；主机侧 L0.5 单测 test/host/adc_cal/
* 作者：DTU 项目组
* 创建日期：2026-10-25（道A 卡 2/卡 4）
* 修改记录：
* v1.0 2026-10-25 DTU 项目组 创建：Q16 系数/零点 + 折算/flags/集
*/
#ifndef ADC_CAL_H
#define ADC_CAL_H
#include <stdint.h>
#include "adc_input.h" /* adc_semantic_t（语义通道编号 = 系数表下标口径） */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 通道可用性标志（adc_cal_flags() 返回值位） */
#define ADC_CAL_F_VALID (0x01u) /* k 已按变比标定 → 工程量为二次值（卡 12 后置位） */
#define ADC_CAL_F_CLIPPED (0x02u) /* 硬件削顶（V0.1 STM32 侧单极性无偏置）→ 交流量不可信 */
/*
* ROM 默认系数（int32 Q16 = µV/码 × 65536，卡 1 定死的引脚侧口径）：
* TPAFE ±5 V 档：10 V 跨度 / 65536 码 = 152.587890625 µV/码 → ×65536 = 10,000,000（整）
* STM32 0~3.3 V：3.3 V / 4096 码 = 805.6640625 µV/码 → ×65536 = 52,800,000（整）
* 两个默认值在 Q16 下**无舍入**（系数定点舍入项从误差预算里抹掉，
* 选型依据 → docs/任务规划/数据可信.md §4.1）
*/
#define ADC_CAL_K_Q16_TPAFE (10000000L)
#define ADC_CAL_K_Q16_STM32 (52800000L)
/* 系数合法带（「数据可信」§8 风险表）：k 必须落在板级 ROM 系数的 ×[0.5, 2.0]
* 区间内；带宽用 ROM 值移位实现（>>1 / <<1），不设独立宏防两处真相 */
/* 零点偏移幅值上限（码值）：超此即判文件损坏/异常标定，回退 ROM 并留痕 */
#define ADC_CAL_B_MAX (8192L)
/*
* 函数功能：标定层初始化——RAM 副本置 ROM 默认 + 注册两段进 cfg 引擎（幂等）
* 入口参数：无
* 返 回 值：无
* 限定条件：内核启动前调用（app_main_init）；注册必须先于 cfg_file_load
* （「所有受管段先注册、后 load」契约，见 Drivers/BSP/NETCFG/net_cfg.c 的
* net_cfg_load 注释）
* 函数说明：段属主为 defaultTask（配置引擎），本模块只提供 RAM 副本与默认值；
* 文件值由引擎 load/poll 原地写入 RAM 副本，本层逐点折算现读
*/
void adc_cal_init(void);
/*
* 函数功能：码值 → 工程量折算（「数据可信」§4.1 模型）
* 入口参数：sem - 语义通道（TEMP 透传不折算） adc_semantic_t
* code - 原始码值（TPAFE 16 位补码 / STM32 0..4095） int32_t
* 返 回 值：工程量浮点（未标定时单位 = ADC 引脚电压 V；VALID 后置位 = 二次值） float
* 限定条件：无（任意上下文，纯读）
* 函数说明：eng = (code + b) × k[µV/码] × 1e-6，由 Q16 现值派生，无缓存副本
* （避免无回调下的陈旧系数）；k/b 越合法带 → 该通道回退 ROM 默认 +
* 首见沿 [ERR] 留痕（adc_cal_init 重置留痕位），flags 同时不报 VALID
*/
float adc_cal_apply(adc_semantic_t sem, int32_t code);
/*
* 函数功能：读通道可用性标志（消费者判「能不能信」的唯一入口）
* 入口参数：sem - 语义通道 adc_semantic_t
* 返 回 值：ADC_CAL_F_VALID / ADC_CAL_F_CLIPPED 组合；TEMP 恒 0；sem 越界恒 0 uint32_t
* 限定条件：无
* 函数说明：VALID = 文件位图置位 **且** 该通道 k 在合法带内（哨兵不落状态，
* 天然跟随 load/poll 重载）；CLIPPED = V0.1 静态表（UB/UC/IB/IC/IN）
*/
uint32_t adc_cal_flags(adc_semantic_t sem);
/*
* 函数功能：读通道当前生效系数（µV/码，浮点）
* 入口参数：sem - 语义通道 adc_semantic_t
* 返 回 值：k[µV/码]（回退后口径）；TEMP / 越界返 0 float
* 限定条件：无
* 函数说明：L5-2 门限换算、日志与整定界面回显用；勿据其反推二次值（看 flags）
*/
float adc_cal_k_uv(adc_semantic_t sem);
/*
* 函数功能：整定入口——写通道系数与零点，并置位 VALID（「数据可信」卡 4）
* 入口参数：sem - 语义通道（电气 8 路） adc_semantic_t
* k_q16 - 系数，µV/码 × 65536 内 int32_t
* b_codes - 零点偏移，码值 内 int32_t
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 参数非法/越出合法带（RAM 不动，[ERR] 留痕） int
* 限定条件：**属主上下文**（defaultTask 的标定流程/整定链），勿在 adcTask 调用
* 函数说明：只写 RAM 副本；落盘由属主经 cfg_file_save 完成（卡 10 前整定链
* 未接，台架两点标定（卡 12）是首个消费者）
*/
int adc_cal_set(adc_semantic_t sem, int32_t k_q16, int32_t b_codes);
/*
* 函数功能：两点标定公式（「数据可信」卡 12 的算术核，纯函数无状态）
* 入口参数：c_lo/c_hi - 两点码值（c_hi > c_lo） int32_t
* v_lo_uv/v_hi_uv - 两点实测电压（µV，v_hi > v_lo，端子/引脚域均可） int32_t
* p_k_q16 / p_b - 输出：系数（Q16）与零点偏移（码值） int32_t *
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 参数/斜率非法；-2 - 零点越 ±ADC_CAL_B_MAX（先查前端，
* 不得用系数凑错斜率，「数据可信」§8 风险表） int
* 限定条件：无（纯整数运算，主机侧可直接单测）
* 函数说明：k = (v_hi−v_lo)×65536/(c_hi−c_lo)（四舍五入），b = v_lo×65536/k − c_lo；
* 实测注入未做（台架待跑），本函数即「公式齐备」的交付物
*/
int adc_cal_two_point(int32_t c_lo, int32_t c_hi, int32_t v_lo_uv, int32_t v_hi_uv,
int32_t *p_k_q16, int32_t *p_b);
/*
* 函数功能：通道码值域「贴轨带」门限（L5-2 越界检出的门限来源，按 FS 百分比）
* 入口参数：sem - 语义通道 adc_semantic_t
* p_lo_th - 下轨带上界（code ≤ 此值判触底） int32_t *
* p_hi_th - 上轨带下界（code ≥ 此值判触顶） int32_t *
* 返 回 值：0 - 已给出门限；-1 - TEMP/越界（不做贴轨监视） int
* 限定条件：无
* 函数说明：TPAFE 双极性 ±98% FS（±32112）；STM32 上轨 98% FS（4013）、
* 下轨 2% FS（81）；判定状态机在 adc_health_rail_watch()（L5-2）
*/
int adc_cal_rail_ths(adc_semantic_t sem, int32_t *p_lo_th, int32_t *p_hi_th);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* ADC_CAL_H */
App/algo/adc_health.c
+89 -1
View File
@@ -1,7 +1,8 @@
/*
* 模块名称：ADC 采样有效性校验（L1 采集与预处理，规划项 L1-6）
* 模块功能：见 adc_health.h 文件头。本文件为**纯逻辑实现**：输入计数快照、
* 输出故障位/事件位，零平台依赖（仅 stdint.h）→ 主机侧免桩单测。
* 输出故障位/事件位，零平台依赖（仅 stdint.h/string.h 标准 C）→
* 主机侧免桩单测。
* 适用平台：STM32F407ZGTx + TPAFE5160
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-10-11
@@ -10,10 +11,15 @@
* v1.1 2026-10-21 王建锋 新增 adc_health_age_stale()：无模块状态的帧年龄
* 纯判据（参照系由调用方自存），供 protectTask 的
* 兜底新鲜度门使用，见 adc_health.h 同名声明
* v1.2 2026-10-25 DTU 项目组 新增 L5-2 残余：码值越界（贴轨）观察器
* （rail_watch/rail_sticky/rail_init），判据与释放
* 沿理由见 adc_health.h L5-2 段注释
*/
#include "adc_health.h"
#include <string.h> /* memset（L5-2 贴轨观察器数组复位） */
/* ===================== 内部状态 ===================== */
/* 基线是否已建立：首次 check() 只记基线、不判定（开机首拍无参照系） */
@@ -36,6 +42,17 @@ static uint32_t s_flags; /* 电平位（stall 可自愈；backward 锁存在
static uint32_t s_sticky; /* 锁存位（含电平位历史并集） */
static uint32_t s_tpafe_gaps;
/* L5-2 贴轨观察器（每通道独立小状态机，单写者 = adcTask） */
typedef struct {
uint16_t run_hi; /* 连续贴上轨计数（饱和 0xFFFF） */
uint16_t run_lo; /* 连续贴下轨计数 */
uint8_t seen_mid; /* 见过中带样本（释放沿）——锁存的必要前提 */
uint8_t latched; /* 已报过边沿（不重复报） */
} adc_rail_t;
static adc_rail_t s_rail[ADC_RAIL_CH_NUM];
static uint32_t s_rail_sticky;
/* ===================== 对外接口 ===================== */
/*
@@ -46,6 +63,7 @@ static uint32_t s_tpafe_gaps;
* 函数说明：清全部内部状态；判定从下一次 check() 的首拍基线重新开始。
*/
void adc_health_init(void) {
adc_health_rail_init();
s_primed = 0u;
s_tpafe_seq = 0u;
s_tpafe_frst = 0u;
@@ -238,3 +256,73 @@ uint32_t adc_health_sticky(void) {
uint32_t adc_health_tpafe_gaps(void) {
return s_tpafe_gaps;
}
/* ===================== L5-2 贴轨观察器实现 ===================== */
/*
* 函数功能：贴轨观察器复位（幂等；adc_health_init() 已内含）
* 入口参数：无
* 返 回 值：无
* 限定条件：与 check() 同为单写者任务上下文
*/
void adc_health_rail_init(void) {
(void)memset(s_rail, 0, sizeof(s_rail));
s_rail_sticky = 0u;
}
/*
* 函数功能：单通道单拍贴轨观察（判据与释放沿前提见 adc_health.h 同名声明）
* 入口参数：ch / code / lo_th / hi_th - 见 adc_health.h
* 返 回 值：1 - 本拍新锁存（边沿）；0 - 无新事件（含 ch 越界忽略） uint32_t
* 限定条件：每拍每通道至多一次；纯算术、零平台依赖
*/
uint32_t adc_health_rail_watch(uint8_t ch, int32_t code, int32_t lo_th, int32_t hi_th) {
adc_rail_t *p;
if (ch >= (uint8_t)ADC_RAIL_CH_NUM) {
return 0u;
}
p = &s_rail[ch];
if (code >= hi_th) { /* 贴上轨带：清对侧计数 */
p->run_lo = 0u;
if (p->run_hi < 0xFFFFu) {
p->run_hi++;
}
if ((p->run_hi >= (uint16_t)ADC_RAIL_N_RUN) && (p->seen_mid != 0u)
&& (p->latched == 0u)) {
p->latched = 1u;
s_rail_sticky |= (1uL << ch);
return 1u;
}
return 0u;
}
if (code <= lo_th) { /* 贴下轨带（对称） */
p->run_hi = 0u;
if (p->run_lo < 0xFFFFu) {
p->run_lo++;
}
if ((p->run_lo >= (uint16_t)ADC_RAIL_N_RUN) && (p->seen_mid != 0u)
&& (p->latched == 0u)) {
p->latched = 1u;
s_rail_sticky |= (1uL << ch);
return 1u;
}
return 0u;
}
/* 中带：记释放沿（锁存的必要前提），并清两侧连续计数 */
p->seen_mid = 1u;
p->run_hi = 0u;
p->run_lo = 0u;
return 0u;
}
/*
* 函数功能：读贴轨锁存位图
* 入口参数：无
* 返 回 值：bit ch = 曾检出贴轨（低 9 位有效） uint32_t
* 限定条件：无
*/
uint32_t adc_health_rail_sticky(void) {
return s_rail_sticky;
}
App/algo/adc_health.h
+51 -1
View File
@@ -20,7 +20,13 @@
* check() 时才可能置起，节拍源停摆会把本任务卡在
* osThreadFlagsWait 上 → 那些位永远是 0，而相量冻在
* 最后一帧仍被 protectTask 用于判据。该纯判据让保护侧
* 能用**自己的时基 + 中断侧计数器**独立判"数据还新不新"
* 能用**自己的时基 + 中断侧计数器**独立判"数据还新不新" * v1.2 2026-10-25 DTU 项目组 新增 L5-2 残余「码值越界（贴轨）检出」：
* adc_health_rail_watch()/rail_sticky()/rail_init()
* ——连续 N 拍贴满量程带且该通道见过释放沿才锁存
* （空载恒 0 / 开机恒 0 是合法工况，不误报）；
* 判据动因 docs/问题记录/采集与数据处理短板评测.md
* §6.2，门限来源 adc_cal_rail_ths()（按 FS 百分比）
*/
#ifndef ADC_HEALTH_H
@@ -159,6 +165,50 @@ uint32_t adc_health_sticky(void);
*/
uint32_t adc_health_tpafe_gaps(void);
/* ===================== L5-2 残余：码值越界（贴轨）检出，2026-10-25 ===================== */
/* 贴轨锁存的连续拍数：20 拍 = 1 kHz 节拍下一个 50 Hz 周波。削顶/触轨波形的
* 贴带段持续 ≥ 半周波；噪声毛刺不可能连续 20 拍钉在同侧轨带内（短板评测 §6.2
* 判据①「连续 N 点贴满量程」的定标）。 */
#define ADC_RAIL_N_RUN 20u
/* 贴轨监视的通道数上限（9 = 8 电气量 + 温度；温度是否监视由调用方经
* adc_cal_rail_ths() 返回 -1 决定，本层不内嵌语义知识） */
#define ADC_RAIL_CH_NUM 9u
/*
* 函数功能：贴轨观察器复位（adc_health_init() 已内含，单独暴露供编排层复用）
* 入口参数：无
* 返 回 值：无
* 限定条件：与 check() 同——仅任务上下文（单写者）
*/
void adc_health_rail_init(void);
/*
* 函数功能：单通道单拍贴轨观察（L5-2 码值越界检出，纯算术）
* 入口参数：ch - 通道号（0..ADC_RAIL_CH_NUM-1，越界忽略） uint8_t
* code - 本拍原始码值（**码值域**，与标定无关） int32_t
* lo_th - 下轨带上界（code ≤ 此值算贴底） int32_t
* hi_th - 上轨带下界（code ≥ 此值算贴顶） int32_t
* 返 回 值：1 - 本拍**新锁存**该通道（边沿，供编排层落日志）；0 - 无新事件 uint32_t
* 限定条件：每拍每通道至多一次（与采样帧同节奏，单写者）
* 函数说明：锁存条件 = 连续 ADC_RAIL_N_RUN 拍贴**同一侧**轨带，且该通道此前
* 出现过中带样本（「释放沿」）。释放沿要求的理由：空载信号恒 0、
* 开机未采到帧恒 0 都是**合法工况**（短板评测 §6.2：空载与零值都是
* 合法工况）——只有「动过又钉死在轨上」才是削顶/越界签名。锁存后
* 不再重复报边沿，直到 rail_init/health_init 重置。
*/
uint32_t adc_health_rail_watch(uint8_t ch, int32_t code, int32_t lo_th, int32_t hi_th);
/*
* 函数功能：读贴轨锁存位图
* 入口参数：无
* 返 回 值：bit ch = 该通道曾检出贴轨（1 kHz × 9 路 → 低 9 位有效） uint32_t
* 限定条件：无
* 函数说明：供心跳日志 / 后续品质位映射（卡 8/9 的 qds 消费者）只读。
*/
uint32_t adc_health_rail_sticky(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
App/app/app_main.c
+11
View File
@@ -23,6 +23,7 @@
#include "gd5f2gq5ue.h"
#include "tpafe5160.h"
#include "adc_input.h" /* L1 采集层：adc_input_init()（语义映射 + STM32 ADC1 扫描） */
#include "adc_cal.h" /* L1.5 标定层：adc_cal_init()（ROM 系数 + cfg 两段注册，道A 卡2/4） */
#include "phasor.h" /* L2 相量层：phasor_init()（系数表 + 实例 + 双区交换） */
#include "freq.h" /* L2 派生量：freq_init()（相位解缠绕测频，B8） */
#include "prot_set.h" /* L3 定值模型：prot_set_init()（B5，内核前封存） */
@@ -250,6 +251,16 @@ int app_main_init(void) {
(void)freq_init();
DBG_INFO("freq layer init: OK");
/* 4c-3) 通道标定层（L1.5，「数据可信」卡 2/卡 4）初始化：RAM 系数副本置
* ROM 默认（卡 1 定死的引脚侧 LSB，docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）
* + 向配置引擎注册 [adc_cal] / [adc_cal_ofs] 两段。注册必须先于
* defaultTask 的 cfg_file_load（「先注册后 load」契约）→ 只能落内核前；
* 折算消费在 adcTask 每拍（adc_cal_apply），标定文件值随 load/poll 原地
* 生效，无回调。 */
adc_cal_init();
DBG_INFO("adc cal init: OK (k_q16 tpafe=%ld stm32=%ld)",
(long)ADC_CAL_K_Q16_TPAFE, (long)ADC_CAL_K_Q16_STM32);
/* 4d) 保护定值 + 元件层初始化（B5）：出厂默认定值封存校验和 + 元件状态
* 复位并解析相量索引（须在 phasor_init 之后）。内核前完成 → iec104
* 定值读/protectTask 首拍前定值必已装载。判据消费在 protectTask。 */
App/task/adc_task.c
+99 -10
View File
@@ -84,6 +84,14 @@
* 者；该入口同时不再打日志——它落在本任务静态最坏链上，
* 每条 DBG_* 约 216 B 栈，而这一行毫无诊断价值（本任务
* 存活由首帧日志与 TASK_WD_ADC 心跳证明）
* v3.1 2026-10-25 DTU 项目组 L1.5 折算 + L5-2 贴轨观测（「数据可信」卡 2，道A）：
* frame[s] 由 (float)code 改 adc_cal_apply()——工程量 =
* (code+b)×k，现口径 = ADC 引脚电压 V（eng=0，卡 1 冻结的
* ROM 系数，docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；同拍
* 经 adc_health_rail_watch() 逐通道贴轨观察（L5-2 残余，
* 门限 adc_cal_rail_ths，码值域与标定正交），锁存边沿 →
* DBG_ERROR + 每开机一次 SYSLOG；心跳增 cal: 行（mV 定点
* + valid/clipped 位图 + rail 锁存），台架注入口径见该行判读
*/
#include "adc_task.h"
@@ -93,7 +101,8 @@
#include "sample_ring.h" /* L2 输入：sample_ring_push_frame()（采样环缓冲） */
#include "phasor.h" /* L2 相量层：phasor_run()/phasor_get()（全周傅氏） */
#include "freq.h" /* L2 派生量：freq_run()/freq_get()（测频，B8） */
#include "adc_health.h" /* L1-6：采样有效性校验（静默/丢帧/单调性/错误增量） */
#include "adc_health.h" /* L1-6：采样有效性校验（静默/丢帧/单调性/错误增量/贴轨） */
#include "adc_cal.h" /* L1.5：通道标定折算（「数据可信」卡 2；flags 供 cal 心跳行） */
#include "tpafe5160.h"
#include "task_watchdog.h"
#include "console_log.h"
@@ -122,6 +131,12 @@ static uint32_t s_frames_skip;
static uint32_t s_health_prev;
static uint32_t s_health_logged;
/* L5-2 贴轨编排状态（锁存本体在 adc_health 内，这里只留编排层视角）：
* s_rail_edge_latched - 本开机以来出现过锁存边沿的通道位图（心跳 cal: 行展示）
* s_rail_syslogged - SYSLOG 留痕只写一次的闸门（init 重置） */
static uint32_t s_rail_edge_latched;
static uint8_t s_rail_syslogged;
/* 消费者就绪门：由 adcTask 自己在进入等待前置 1；单写者 = 本任务，ISR 只读。
* ⚠ 为什么必须有这道门：TIM3 在 app_main_init()（Src/main.c:140）里就
@@ -159,7 +174,9 @@ void adc_tick_irq_notify(void) {
* 限定条件：仅任务上下文；调用方须保证 dbg_console_writer_ready() 为真
* 函数说明：MicroLIB 的 snprintf **不支持 %f** → 以 ×0.1 定点整数打印
* （打印值 = 实际值 × 10，分辨率 0.1）。逐实例数据驱动输出，
* 实例表加行即自动覆盖。⚠ L1-5 标定未实现 → 读数单位是**原始码值**。
* 实例表加行即自动覆盖。输入自 v3.1 起为 L1.5 折算后的工程量
* （现口径 = ADC 引脚电压 V，见 cal: 心跳行与文件头 v3.1 记录）；
* 二次值语义仅在 adc_cal_flags() 出 VALID 后成立。
*/
static void log_phasors(const char *tag) {
uint8_t k;
@@ -246,7 +263,9 @@ int adc_task_init(void) {
s_frames_consumed = 0u;
s_frames_idle = 0u;
s_frames_skip = 0u;
adc_health_init();
s_rail_edge_latched = 0u;
s_rail_syslogged = 0u;
adc_health_init(); /* 内含 L5-2 贴轨观察器复位（rail_init） */
return 0;
}
@@ -319,20 +338,35 @@ void adc_task_func(void *arg) {
* 任一通道读不到（尚未首次成功）→ 本拍**整帧跳过**：不向窗内注入 0 点
* （单个 0 点会显著污染 20 点窗），并计入 skip 观测。 */
if (r == 1) {
float frame[ADC_SEM_COUNT];
uint8_t s;
uint8_t all_ok = 1u;
float frame[ADC_SEM_COUNT];
uint8_t s;
uint8_t all_ok = 1u;
uint32_t rail_edge = 0u;
for (s = 0u; s < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; s++) {
int32_t code = 0;
int32_t code = 0;
int32_t lo_th = 0;
int32_t hi_th = 0;
if (adc_input_raw((adc_semantic_t)s, &code) != 0) {
all_ok = 0u;
break;
}
/* ⚠ L1-5 通道标定尚未实现（缺标准源）→ 暂以**原始码值**充作工程量
* （系数 = 1）。标定落地后此处改为 工程量 = (code + b) × k（定点 2^10）。 */
frame[s] = (float)code;
/* L1.5 折算（「数据可信」卡 2，§4.1 模型）：工程量 = (code + b) × k。
* 现口径 = **ADC 引脚电压 V**（eng=0，卡 1 冻结的 ROM 系数，见
* docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；卡 0b/卡 12 写入标定
* 系数（adc_cal_flags() 出 VALID）后才按二次值消费。TEMP 透传码值
* 不折算（决策 5）。*/
frame[s] = adc_cal_apply((adc_semantic_t)s, code);
/* L5-2 码值越界（贴轨）观察：在**码值域**判定，与标定正交——
* 连续一周波贴轨带且此前见过释放沿才锁存（空载恒 0 不误报）。
* TEMP 无「轨」语义，adc_cal_rail_ths() 返 -1 自然跳过。*/
if (adc_cal_rail_ths((adc_semantic_t)s, &lo_th, &hi_th) == 0) {
if (adc_health_rail_watch(s, code, lo_th, hi_th) != 0u) {
rail_edge |= (1uL << s);
}
}
}
if (all_ok != 0u) {
@@ -344,6 +378,22 @@ void adc_task_func(void *arg) {
} else {
s_frames_skip++;
}
/* 贴轨锁存边沿留痕：帧循环后统一处理（skip 拍也已在循环内逐通道
* 观察过，不因取数半途失败而漏报已观察的通道）。SYSLOG 每开机只
* 留痕一次——贴轨是持续工况，逐拍写会把 selftest.log 刷满 */
if (rail_edge != 0u) {
s_rail_edge_latched |= rail_edge;
if (dbg_console_writer_ready() != 0u) {
DBG_ERROR("rail: edge=0x%lx sticky=0x%lx (code-domain, 20-run+release)",
(unsigned long)rail_edge,
(unsigned long)adc_health_rail_sticky());
}
if (s_rail_syslogged == 0u) {
s_rail_syslogged = 1u;
(void)syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "adc code rail fault");
}
}
}
/* 2b) L1-6 采样有效性校验（每拍，常数次整数运算）：把驱动侧观测计数交给
@@ -436,6 +486,45 @@ void adc_task_func(void *arg) {
(unsigned long)adc_health_tpafe_gaps());
log_phasors("hb");
/* L1.5/L5-2 台架观测面（×1000 mV 定点，MicroLIB 无 %f）：
* ua/un/ia_mv = 三路 TPAFE 引脚电压毫伏（未标定域，**不是**
* 二次值；卡 12 注入验证的读数落点，偏差判据 ≤2 %）
* vl = VALID 位图（默认构建应恒 0x00——未标定即未标定，
* 卡 5 的闭锁判据在 protect 侧同源消费这个位）
* cl = CLIPPED 位图（V0.1 应恒 0xE6 = UB/UC/IB/IC/IN）
* rail/edge = 贴轨锁存/历史边沿位图（注入饱和电平后应起）*/
{
int32_t c = 0;
long ua_mv = 0L, un_mv = 0L, ia_mv = 0L;
uint32_t vl = 0u, cl = 0u;
uint8_t i;
if (adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &c) == 0) {
ua_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_UA, c) * 1000.0f);
}
if (adc_input_raw(ADC_SEM_UN, &c) == 0) {
un_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_UN, c) * 1000.0f);
}
if (adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &c) == 0) {
ia_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_IA, c) * 1000.0f);
}
for (i = 0u; i < 8u; i++) {
const uint32_t f = adc_cal_flags((adc_semantic_t)i);
if ((f & ADC_CAL_F_VALID) != 0u) {
vl |= (1uL << i);
}
if ((f & ADC_CAL_F_CLIPPED) != 0u) {
cl |= (1uL << i);
}
}
DBG_INFO("cal: ua_mv=%ld un_mv=%ld ia_mv=%ld vl=0x%02lx cl=0x%02lx rail=0x%03lx edge=0x%03lx",
ua_mv, un_mv, ia_mv,
(unsigned long)vl, (unsigned long)cl,
(unsigned long)adc_health_rail_sticky(),
(unsigned long)s_rail_edge_latched);
}
}
report_at = now + ADC_TASK_REPORT_MS;
}