refactor(adc): 最小二乘拟合移出固件,只留 PC 侧唯一实现

用户裁定(2026-11-13):设备本体只需要校正后的参数,不需要自己拟合
标定曲线,故固件侧最小二乘拟合整体移出,拟合的唯一实现留在 PC 侧
test/host/cal_fit.py。

删除的死代码(生产零调用、上一轮 map 里已被 linker 标 Removing):
- adc_cal.h:adc_cal_fit() 声明、8 个拒绝码、5 个常量
- adc_cal.c:s_div_round() / s_fit_accum() / adc_cal_fit() 共 224 行
- adc_cal_test.c:tc_00b_fit 226 行(184 -> 150 条)

原样保留的设备侧安全闸:
- adc_cal_apply() 折算、adc_cal_set() / adc_cal_set_ratio() 参数合法
  带拦截(防工具写坏参数)、adc_cal_flags() / adc_cal_prot_blocked() /
  adc_cal_rail_ths()。设备不「算」,但必须「用」和「验」。

测试面:
- cal_fit.py 转为唯一实现,新增 --selftest:承接原 C 侧金标向量
  (r_q16=39322000 / b=12)与 4 条拒绝路径,共 11 条断言;已做变异
  测试证明它会红(改坏圆整口径 -> 2 条 FAIL)
- cal_two_point.py 删除,两点工具由多点拟合取代

文档口径统一为「求参在 PC、设备只做折算与合法带校验」,6 篇 docs 同步;
执行卡改名 ADC多点标定执行流程.md(正文同步 5 点最小二乘口径)。

cfg 热重载吞段缺陷的解析器契约与 TC-CONFIG-063 机器钉一并入库。
Program Size 不变(Code=256196):删掉的是从未链接进镜像的死代码。

验证:Keil 0 errors 0 warnings;adc_cal 150/150;selftest 11/11;
ci_local.py RC=0(static 48/48、manual 三根、size-gate、host-unit
4341/4341);doc-links / mermaid / mojibake 全 0。
This commit is contained in:
2026-11-13 08:09:09 +08:00
parent 1355dbe1b1
commit 7c505b2457
27 changed files with 945 additions and 608 deletions
+2 -2
View File
@@ -31,8 +31,8 @@
| `ch395f_reuse_host.py` | Socket 复用/中止形态 PC 对端(bench 配套) |
| `ftp_auth_bench.py` | FTP 鉴权/锁定台架腿 |
| `iec104_master.py` | **IEC 60870-5-104 主站客户端(台架复测/保护定值持久化)**:连设备 :2404(工厂默认,`--port` 可指别的)跑 STARTDT → 总召(actcon/四组背景扫描/actterm)→ 经 C_SE 两段写临时压低 OC1 定值确定性触发 YX16 变位(COT=3)→ 恢复 → YK11 两段式 → C_RD 读回;**保护定值持久化模式 `--b7-pre/--b7-post/--b7-mark/--b7-check`**(中间 ST-LINK 复位):YK12 两段投退→保护退出/联动、定值与压板态跨复位保持(含非默认 7.5 往返);纯标准库,输出纯 ASCII 可直接重定向归档为台架证据(判据 exit 0/1/2) |
| `cal_two_point.py` | **两点标定离线计算器**:`--from-doc` 直接读执行卡 §3 `CALDATA` 标记表批量解所有已填路(空行跳过、合并 `WRITE-ALL` 命令);单路 `--sem/--lo-mv/--hi-mv/--known-*` 亦可——镜像 `adc_cal_two_point()` 整数算术(已对拍 `test/host/adc_cal/` 单测 TC-ADCCAL-015 合成参数零偏差);执行卡 `docs/测试说明/专项验证/ADC两点标定执行流程.md` §3;exit 0 可写 / 2 越带拒绝或未填 |
| `cal_write.py` | **两点标定写入器**(库层复用 `iec104_master.py`):C_SE 两段写下发定值段 `0x8050~`(变比 r)/`0x8048~`(零点 b,落笔置 VALID),C_RD 读回复核;每路先 r 后 b,输出纯 ASCII 可归档;执行卡 `docs/测试说明/专项验证/ADC两点标定执行流程.md` §4;exit 0 全过 / 1 有失败 / 2 连接或协议错误 |
| `cal_fit.py` | **N 点最小二乘标定参数求解(全仓唯一实现,v2.2 起固件侧拟合已删除)**(**3~8 点**,推荐 5 点):`--selftest` 跑金标向量回归(原 C 侧 `r_q16=39322000 / b=12` + 4 条拒绝路径,exit 0 全过 / 1 有失败,改动算法后必跑);`--from-doc` 直接读执行卡 §3 `CALDATA` 长表(每行一个点:路 \| 序号 \| 屏上读数 \| 注入已知量)按路分组拟合,输出合并 `WRITE-ALL` 命令;单路 `--sem/--x/--y` 亦可(`--x` = `meas:` 行 mV/mA 原样、`--y` = V/A 内部 ×1000,`--r-old/--b-old` 指读数采集时的设备参数);执行卡 `docs/测试说明/专项验证/ADC多点标定执行流程.md` §3;exit 0 可写 / 2 拒绝(入参越界 `bad argument`、点数越界、点位没拉开、单调性反转、斜率非正、r/b 越带、残差 >2%、表还是旧 6 列)或未填 |
| `cal_write.py` | **标定参数写入器**(库层复用 `iec104_master.py`):C_SE 两段写下发定值段 `0x8050~`(变比 r)/`0x8048~`(零点 b,落笔置 VALID),C_RD 读回复核;每路先 r 后 b,输出纯 ASCII 可归档;执行卡 `docs/测试说明/专项验证/ADC多点标定执行流程.md` §4;exit 0 全过 / 1 有失败 / 2 连接或协议错误 |
### 时间 / 时延
+3 -61
View File
@@ -22,9 +22,9 @@
* TC-ADCCAL-009 合法带哨兵回退:坏 k/坏 b → ROM 值 + 每通道一次 [ERR] +
* flags 不报 VALID(即便位图置位)+ init 重置观测窗
* TC-ADCCAL-014 零点 b 生效(set 路径):(code+b)×k×r 逐项可算
* TC-ADCCAL-015 两点标定公式:合成 r/b 回算(独立推导、相对误差 1e-6)+
* 写回往返(set k/b + set_ratio 后两点复现端子值)+ 参数/斜率/
* k 合法域/v 越 ±1e9/r < 1.0(-1)/零点越界(-2)守卫
* TC-ADCCAL-015 (已移除)N 点最小二乘拟合:v2.2 起拟合移出固件,算术核唯一实现
* 在主机侧 test/host/cal_fit.py,其 --selftest 承接原金标向量
* (r_q16=39322000 / b=12)与拒绝路径断言。本文件不再覆盖。
* TC-ADCCAL-016 rail_ths 门限:TPAFE ±32112 / STM32 4013·81 / TEMP 不监视
* TC-ADCCAL-017 init 幂等:重复调用 RAM 复位默认 + 重新注册
* —— 以下走真实 cfg_file 引擎(标定落盘与整定入口 DoD)——
@@ -430,63 +430,6 @@ static void tc_00a_b_effect(void) {
"IA apply = (code-77)*ROMk*r_curr");
}
/* TC-ADCCAL-015:两点标定公式 + 写回往返 */
static void tc_00b_two_point(void) {
int32_t rq = 0, bb = 0;
const int32_t k0 = 10000000L; /* 该路生效 k(TPAFE 152.587890625 uV/code) */
const double r0 = 1000.0; /* 待标定的端子 vs 引脚变比(电压族量级) */
const int32_t b0 = -30L; /* 真零点,码值 */
const int32_t c1 = 300, c2 = 800; /* 两点码值(合端子 41 V / 117 V 量级) */
int32_t v1, v2;
int rc;
printf("[TC-ADCCAL-015] two-point formula recovers synthetic r/b\n");
/* 合成测量:v = (c + b0) * k0/65536 µV(lround 模拟量化读数) */
/* 合成测量:端子 uV = (c + b0) x (k0/65536) uV/code x r0(lround 模拟量化读数) */
v1 = (int32_t)my_lround(((double)c1 + (double)b0) * ((double)k0 / 65536.0) * r0);
v2 = (int32_t)my_lround(((double)c2 + (double)b0) * ((double)k0 / 65536.0) * r0);
rc = adc_cal_two_point(c1, c2, v1, v2, k0, &rq, &bb);
CHECK(rc == 0, "two_point ok");
CHECK(((double)rq > (r0 * 65536.0 * (1.0 - 1.0e-6))) &&
((double)rq < (r0 * 65536.0 * (1.0 + 1.0e-6))),
"r recovered within 1e-6 relative");
CHECK(bb > (b0 - 3) && bb < (b0 + 3), "b recovered within +-3 codes");
/* 写回往返:set(k,b) 置位 + set_ratio 定量纲,两点都应复现端子值 */
reset_all();
adc_cal_init();
CHECK(adc_cal_set(ADC_SEM_UA, k0, bb) == 0, "set recovered k/b");
CHECK(adc_cal_set_ratio(ADC_SEM_UA, rq) == 0, "set recovered ratio");
CHECK((adc_cal_flags(ADC_SEM_UA) & ADC_CAL_F_VALID) != 0u,
"VALID needs both writes (k/b band + ratio configured)");
CHECK(near_d(adc_cal_apply(ADC_SEM_UA, c1), (double)v1 / 1.0e6),
"roundtrip v(c_lo) = measured");
CHECK(near_d(adc_cal_apply(ADC_SEM_UA, c2), (double)v2 / 1.0e6),
"roundtrip v(c_hi) = measured");
printf("[TC-ADCCAL-015] two_point guards\n");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 100, 0L, 100000L, k0, &rq, &bb) == -1, "dc=0 rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 50000L, 50000L, k0, &rq, &bb) == -1, "dv=0 rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 100000L, 50000L, k0, &rq, &bb) == -1, "inverted slope rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 0L, 1000L, 0L, &rq, &bb) == -1, "k_q16 = 0 rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 0L, 1000L, 100000001L, &rq, &bb) == -1, "k_q16 > 1e8 rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 0L, 1000L, k0, NULL, &bb) == -1, "NULL r rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 0L, 1000L, k0, &rq, NULL) == -1, "NULL b rejected");
/* v 超 +-1e9 uV(= +-1000 V):几乎必然把 mV/码值当 uV 填了 */
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 1000000000L, 1000100000L, k0, &rq, &bb) == -1,
"v beyond +1e9 rejected");
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, -1000100000L, -1000000000L, k0, &rq, &bb) == -1,
"v beyond -1e9 rejected");
/* 算出的变比 < 1.0(dc=100、k=1e7 时 dv 仅 1000 uV -> r 约 0.065)-> -1 */
CHECK(adc_cal_two_point(100, 200, 0L, 1000L, k0, &rq, &bb) == -1, "computed r < 1.0 -> -1");
/* 真零点 +9000 码 > B_MAX:斜率对(r = 1.5)但 b 越界 -> -2(先查前端,不用系数凑) */
v1 = (int32_t)my_lround((100.0 + 9000.0) * ((double)k0 / 65536.0) * 1.5);
v2 = (int32_t)my_lround((2000.0 + 9000.0) * ((double)k0 / 65536.0) * 1.5);
CHECK(adc_cal_two_point(100, 2000, v1, v2, k0, &rq, &bb) == -2, "b beyond +-8192 -> -2");
/* 真零点 +9000 码 > B_MAX:斜率对(r = 1.5)但 b 越界 -> -2(先查前端,不用系数凑) */
v1 = (int32_t)my_lround((100.0 + 9000.0) * ((double)k0 / 65536.0) * 1.5);
v2 = (int32_t)my_lround((2000.0 + 9000.0) * ((double)k0 / 65536.0) * 1.5);
CHECK(adc_cal_two_point(100, 2000, v1, v2, k0, &rq, &bb) == -2, "b beyond +-8192 -> -2");
}
/* TC-ADCCAL-016:贴轨门限表 */
static void tc_00c_rail_ths(void) {
@@ -791,7 +734,6 @@ int main(void) {
tc_008_set();
tc_009_sanitize();
tc_00a_b_effect();
tc_00b_two_point();
tc_00c_rail_ths();
tc_00d_idempotent();
tc_010_file_apply();
+523
View File
@@ -0,0 +1,523 @@
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""N 点最小二乘标定求解器:**全仓唯一实现**(v2.2 起固件侧拟合已删除)。
为什么是唯一实现:标定是台架一次性离线动作——注入已知量 → 读屏上 `meas:` →
在 PC 上解出 r/b → 经 104 写入设备。设备本体只需要接受校正后的参数,不需要
自己拟合曲线。固件里曾有过一份 C 实现,生产代码零调用(被 linker 移除),
留着只会变成第二个真相源,v2.2 已整段删除。所以**本脚本的整数算术就是口径**,
`--selftest` 是它的回归锚点(原 C 侧金标向量已搬进来)。
把台架注入的一串 (屏上读数, 注入已知量) 点拟合成 y = a*x + c(普通最小二乘),
再折回标定层能落盘的 (r_q16, b):
r_new_q16 = round(a * r_old_q16) # 一次项 = 端子↔引脚变比
c_pin_mV = c * 65536 / r_new_q16 # 截距从二次值域折回引脚域
b_new = b_old + round(c_pin_mV * 65536 * 1000 / k_q16)
推导(disp 单位 mV):折算模型 disp = (code + b) × (k_q16/65536) × 1e-3 ×
(r_q16/65536),把 disp_new = a×disp_old + c 的 code 一次项与常数项分别对齐,
一次项给出 r_new = a·r_old,常数项给出上式 b_new(b_old = 写之前设备里的零点,
必须作为入参传进来,因为读数是在那个零点下读的)。
为什么用两点之外的算法:两点没有冗余,单点读数一抖解出的 r 就整条平移;N 点最小二乘
把残差摊到所有点上,并且能顺手判「非线性/削顶/接线反」——这正是两点的盲区。
全程 int64 定点(不用 float 做累加):结果确定、可跨平台复现,同一组输入永远
解出同一个 r_q16。整数路径的圆整次序是本脚本语义的一部分,改一处就要同步
--selftest 的期望值。
用法(仓库根目录,解释器用 .venv):
自检(回归锚点,改动算法后必跑):
.venv/Scripts/python.exe test/host/cal_fit.py --selftest
单路(x = `meas:` 行原样读数 mV/mA;y = 继保仪注入值 V/A,内部 ×1000):
.venv/Scripts/python.exe test/host/cal_fit.py --sem ua \\
--x 5021.5,10041.77,25000,50024.09,99933.02 --y 5,10,25,50,100
批量(读执行卡 <!-- CALDATA:BEGIN/END --> 之间的长表,每行一个点):
.venv/Scripts/python.exe test/host/cal_fit.py --from-doc \\
docs/测试说明/专项验证/ADC多点标定执行流程.md
公共参数:
--r-old 本次读数采集时设备里的变比(浮点):默认 ua/un=1000.0、ia=29.4118;
也可 ua=1000,un=1000,ia=29.4118 形式逐路给
--b-old 本次读数采集时设备里的零点(整数码值,默认 0):裸值或 ua=0,ia=-2 形式
⚠ **同一路的 x 必须在同一个 r 下采集**:拿旧 r 时代的读数和新 r 时代的读数混着
做直线拟合,斜率会被系统性掰弯(表现是解出的 r 差几十个百分点,而合法带仍然放行)。
|r_new/r_old - 1| > 10% 时打 WARN 就是给这件事提个醒。
判据(任一不满足即 REJECT,打印原因,不算可写):
n 不在 [3, 8] 冗余不足或超上限
den <= 0 示值全同 / 点位没拉开
x 与 y 相邻增量方向相反 接线反、通道串、削顶的典型征兆
a <= 0 零斜率/负斜率
r_new_q16 不在 [1.0, 32767.99] 与 run_par_cal_r_set() 的粗守同带
|b_new| > 8192 零点越带(先查前端,不用系数凑)
最大残差 > 满量程跨度 2% 非线性/削顶
输出纯 ASCII(中文只在本注释里);exit 0 = 全部解出且合法,2 = 有拒绝/未填行;
--selftest 的 exit 0 = 全部断言通过,1 = 有失败。
创建日期:2026-11-13(两点 → N 点最小二乘;同日 v2.2 固件侧拟合删除,本脚本转为唯一实现)
"""
import argparse
import re
import sys
# ---- 判据参数(本脚本是唯一实现,这些值即为口径;改动会使 GOLDEN 期望值失效)----
# ⚠ 前 5 个是**独立于固件**的算法参数(原先与已删除的 ADC_CAL_FIT_* 同值,
# 现在以本文件为准);后 4 个是设备侧合法带,必须与 App/algo/adc_cal.h /
# run_par.c 保持一致——那两处仍是设备侧安全闸(写参数时的拦截),不随拟合删除。
K_Q16 = 10000000 # 该路前端斜率(UA/UN/IA 三路同源,同值)
B_MAX = 8192 # 设备侧 ADC_CAL_B_MAX(零点幅值上限,码值)
R_MIN = 65536 # 设备侧 ADC_CAL_R_MIN(比值 1.0)
R_MAX = 2147483647 # 设备侧 ADC_CAL_R_MAX(int32 上限)
MILLI_MAX = 200000 # 单点值域上界(mV / mA),±200 V / ±200 A
C_MAX = 100000 # 截距 c 上界(mV),±100 V
N_MIN = 3 # 点数下限(少于 3 点无冗余)
N_MAX = 8 # 点数上限
RES_PCT = 2 # 最大残差 ÷ 满量程跨度上限(百分比)
# 比值上界的两位小数**向下取整**得 32767.99,不能用 R_MAX/65536.0 直接 %.2f:
# 2147483647/65536 = 32767.99998474,四舍五入会印成 32768.00,与 adc_cal.h /
# run_par.c 的"1.0 ~ 32767.99"口径差一个数(提示文案里的带边界必须和真带一致)。
R_RATIO_MAX = (R_MAX * 100 // 65536) / 100.0 # 32767.99(仅用于提示文案)
# 语义槽位(App/algo/adc_input.h 枚举序:UA0/UB1/UC2/UN3/IA4/IB5/IC6/IN7)
SEM = {
"ua": dict(slot=0, r_old=1000.0), # 电压族 TPAFE
"un": dict(slot=3, r_old=1000.0), # 电压族 TPAFE
"ia": dict(slot=4, r_old=29.4118), # 电流族 TPAFE
}
# 拒绝原因码(负数):本脚本的对外契约,--selftest 与 REASON 文案都按这张表
ERR_ARG = -1
ERR_POINTS = -2
ERR_DEN = -3
ERR_MONO = -4
ERR_SLOPE = -5
ERR_R_BAND = -6
ERR_B_BAND = -7
ERR_RESID = -8
REASON = {
ERR_ARG: "bad argument (|x|,|y| < " + str(MILLI_MAX) +
", k_q16 in (0,1e8], r_old in band)",
ERR_POINTS: "n outside [%d,%d]: got %%d point(s)" % (N_MIN, N_MAX),
ERR_DEN: "x span collapsed (den<=0): readings not spread",
ERR_MONO: "non-monotonic: adjacent x/y increments oppose",
ERR_SLOPE: "slope <= 0: readings flat or reversed vs injected value",
ERR_R_BAND: "r_new out of band [1.0, %.2f]" % R_RATIO_MAX,
ERR_B_BAND: "|b_new| beyond %d codes" % B_MAX,
ERR_RESID: "residual > %d%% of y span (non-linearity / clipping)" % RES_PCT,
}
# ------------------------------------------------------------ 整数算术(唯一实现)
# v2.2 起这里不再是"镜像":App/algo/adc_cal.c 的拟合算术已整段删除,本文件就是口径。
def div_trunc(num, den):
"""整数除法:向零截断(Python // 向负无穷取整,不能直接用)。"""
q = abs(num) // abs(den)
return q if (num < 0) == (den < 0) else -q
def div_round(num, den):
"""四舍五入(half away from zero);den 恒 > 0。
这是本仓库拟合算术**唯一的圆整口径**,不要换成 `(num + den/2)//den` 那种
写法:Python 的 // 对负数是向负无穷取整,负数会在 -0.5 处折向 0,
与期望的 half-away-from-zero 不同。先判符号再取绝对值,不依赖语言行为。
"""
if num >= 0:
return (num + den // 2) // den
return -((-num + den // 2) // den)
def round_int(v):
"""浮点 → 整数:二分之一远离零圆整(入参量化口径,与 to_milli 配对)。"""
return int(v + 0.5) if v >= 0 else -int(-v + 0.5)
def to_milli(v):
"""读数 → 整数毫单位(mV / mA 域,即 fit() 的直接入参)。"""
return round_int(v)
def fit(xs, ys, k_q16=K_Q16, r_old_q16=None, b_old=0):
"""N 点最小二乘标定求解(唯一实现)。返回 (rc, info);rc == 0 时 info 是解。
xs / ys 已是整数 mV / mA;r_old_q16 = 本轮读数采集时的变比 Q16 原值。
整数路径决定 rc 与 r_q16/b;info 里的 a/res%/R2 是报告用浮点量,不参与判定。
"""
n = len(xs)
if r_old_q16 is None:
return ERR_ARG, None
if (k_q16 <= 0) or (k_q16 > 100000000):
return ERR_ARG, None
if (r_old_q16 < R_MIN) or (r_old_q16 > R_MAX):
return ERR_ARG, None
if (n < N_MIN) or (n > N_MAX):
return ERR_POINTS, None
for v in list(xs) + list(ys):
if abs(v) >= MILLI_MAX:
return ERR_ARG, None
# 一趟:累加 + 单调性(相邻点方向必须一致)
sx = sy = sxy = sxx = 0
for i in range(n):
x = xs[i]
y = ys[i]
sx += x
sy += y
sxy += x * y
sxx += x * x
if i > 0:
dx = x - xs[i - 1]
dy = y - ys[i - 1]
if (dx > 0 and dy < 0) or (dx < 0 and dy > 0):
return ERR_MONO, None
num = n * sxy - sx * sy
den = n * sxx - sx * sx
if den <= 0:
return ERR_DEN, None
a_q16 = div_round(num * 65536, den)
if a_q16 <= 0:
return ERR_SLOPE, None
# 先按除法把 a_q16 夹到"r_new 不会越上界"的范围,再做 a_q16 × r_old——
# 顺序反了会在极端点位下把 int64 顶穿(a_q16 可到 1e17 量级)
if a_q16 > (R_MAX * 65536) // r_old_q16:
return ERR_R_BAND, None
r_new_q16 = (a_q16 * r_old_q16 + 32768) >> 16
if (r_new_q16 < R_MIN) or (r_new_q16 > R_MAX):
return ERR_R_BAND, None
# 截距 c:y = a·x + c ⇒ c = (Σy − a·Σx) / n。两遍式(用已算好的 a_q16)。
# 若改成从 num/den 代数展开的 (Σy·den − num·Σx)/(n·den),分子峰值到 1.2e19,
# 超出 int64 上界——Python 的大整数不会溢出,但这条路径要能直接照抄成
# 定点实现,所以这里**刻意保持 int64 可容纳的两遍式**,别改成展开式
c_milli = div_trunc(sy * 65536 - a_q16 * sx, n * 65536)
if c_milli > C_MAX or c_milli < -C_MAX:
return ERR_B_BAND, None # 截距域离谱 = b 必然越带(且护住下一步的 ×2^32)
# 截距折回引脚域,保留 Q16 亚毫伏精度(截到整 mV 会带来约 6.5 码 / mV 的 b
# 量化,把真正的细分零点修正抹平);两步走,别一次乘完(会顶穿 int64)
c_pin_q16 = div_round(c_milli * 65536 * 65536, r_new_q16)
db = div_round(c_pin_q16 * 1000, k_q16)
b_new = b_old + db
if (b_new > B_MAX) or (b_new < -B_MAX):
return ERR_B_BAND, None
# 残差:|y_i − (a·x_i + c)| 与满量程跨度比
y_min = min(ys)
y_max = max(ys)
y_span = y_max - y_min
res_max = 0
for i in range(n):
pred = div_round(a_q16 * xs[i], 65536) + c_milli
res = ys[i] - pred
if res < 0:
res = -res
if res > res_max:
res_max = res
if (res_max * 100) > (y_span * RES_PCT):
return ERR_RESID, None
# 报告用浮点量(不参与判定)
a_f = a_q16 / 65536.0
y_mean = float(sy) / n
ss_res = 0.0
ss_tot = 0.0
for i in range(n):
d = ys[i] - (a_f * xs[i] + c_milli)
t = ys[i] - y_mean
ss_res += d * d
ss_tot += t * t
r2 = (1.0 - ss_res / ss_tot) if ss_tot > 0.0 else 0.0
return 0, dict(n=n, a_q16=a_q16, a=a_f, c_milli=c_milli,
r_new_q16=r_new_q16, r_new=r_new_q16 / 65536.0,
c_pin_mV=c_pin_q16 / 65536.0, db=db, b=b_new,
res_max=res_max,
res_pct=(100.0 * res_max / y_span) if y_span else 0.0,
r2=r2, y_span=y_span,
dev_pct=100.0 * (r_new_q16 / float(r_old_q16) - 1.0))
# ---------------------------------------------------------------- 输入解析
def parse_floats(text):
return [float(s) for s in text.split(",") if s.strip() != ""]
def parse_map(text, defaults, conv):
"""--r-old / --b-old:裸值作用于所有路,或 "ua=…,ia=…" 逐路给。"""
if text is None:
return dict(defaults)
if "=" not in text:
v = conv(text)
return {k: v for k in defaults}
out = dict(defaults)
for part in text.split(","):
part = part.strip()
if not part:
continue
k, v = part.split("=", 1)
k = k.strip().lower()
if k not in defaults:
raise ValueError("unknown sem %r (use ua/un/ia)" % k)
out[k] = conv(v)
return out
def parse_cal_table(path):
"""提取 <!-- CALDATA:BEGIN --> ~ <!-- CALDATA:END --> 之间的长表。
列序:路 | 序号 | 屏上读数(mV/mA) | 注入已知量(V/A),每行一个点。
返回 {sem: [(idx, x_s, y_s), ...]};标记不存在返回 None。
两格全空 = 该点本轮没测(调用方跳过);只填一格 = 半填错误(报 INCOMPLETE)。
"""
with open(path, encoding="utf-8") as f:
text = f.read()
m = re.search(r"<!--\s*CALDATA:BEGIN\s*-->(.*?)<!--\s*CALDATA:END\s*-->",
text, re.S)
if m is None:
return None
groups = {}
for line in m.group(1).splitlines():
line = line.strip()
if not line.startswith("|"):
continue
cells = [c.strip() for c in line.strip("|").split("|")]
sem = cells[0].lower()
if sem not in SEM:
continue # 表头行 / 分隔行自然跳过
if len(cells) < 4:
raise ValueError("row for %r has %d columns; need 4 "
"[sem|idx|reading|injected]" % (sem, len(cells)))
if len(cells) > 4:
# 典型来源:没清空的**旧两点表**(6 列)。静默按前四列解会解出垃圾,
# 所以这里明说——比让用户去猜"怎么 REJECT 了"省一轮台架
raise ValueError("row for %r has %d columns (>4): that is the old "
"two-point table; the N-point table needs exactly "
"4 columns [sem|idx|reading|injected]"
% (sem, len(cells)))
groups.setdefault(sem, []).append((cells[1], cells[2], cells[3]))
return groups
def parse_cell(s):
if s in ("", "-", "—"):
return None
return float(s)
# ---------------------------------------------------------------- 求解与输出
def solve_and_print(sem, xs, ys, r_old_q16, b_old):
"""解一路并打印判读;成功返回 (sem, slot, r_new, b),拒绝返回 None。"""
ch = SEM[sem]
rc, info = fit(xs, ys, K_Q16, r_old_q16, b_old)
if rc != 0:
reason = REASON[rc]
if rc == ERR_POINTS:
reason = reason % len(xs)
print("sem=%s slot=%d n=%d REJECT %s" % (sem, ch["slot"], len(xs), reason))
return None
print("sem=%s slot=%d n=%d OK r=%.6f r_q16=%d b=%d a=%.9f res%%=%.3f "
"R2=%.8f" % (sem, ch["slot"], info["n"], info["r_new"],
info["r_new_q16"], info["b"], info["a"],
info["res_pct"], info["r2"]))
if abs(info["dev_pct"]) > 10.0:
print("sem=%s WARN r_new dev %+.2f%% vs r_old=%.6f - all points must be "
"read at the same r, and units are mV vs V"
% (sem, info["dev_pct"], r_old_q16 / 65536.0))
return (sem, ch["slot"], info["r_new"], info["b"])
def write_all(done):
"""末尾合并写入命令:先全部 r,再全部 b(cal_write.py 的两段顺序契约)。"""
parts = ["--r 0x%04X=%.6f" % (0x8050 + s, r) for _, s, r, _ in done]
parts += ["--b 0x%04X=%d" % (0x8048 + s, b) for _, s, _, b in done]
print("WRITE-ALL: test/host/cal_write.py " + " ".join(parts))
def run_single(a):
missing = [n for n, v in (("--sem", a.sem), ("--x", a.x), ("--y", a.y))
if v is None]
if missing:
print("ERROR: single-route mode needs %s (or use --from-doc)"
% ",".join(missing))
return 2
try:
xv = parse_floats(a.x)
yv = parse_floats(a.y)
r_map = parse_map(a.r_old, {s: SEM[s]["r_old"] for s in SEM}, float)
b_map = parse_map(a.b_old, {s: 0 for s in SEM}, int)
except ValueError as exc:
print("ERROR: %s" % exc)
return 2
if len(xv) != len(yv):
print("ERROR: --x has %d points, --y has %d" % (len(xv), len(yv)))
return 2
xs = [to_milli(v) for v in xv] # 屏上读数本来就是 mV/mA
ys = [to_milli(v * 1000.0) for v in yv] # 注入已知量 V/A → mV/mA
r_old_q16 = round_int(r_map[a.sem] * 65536.0)
res = solve_and_print(a.sem, xs, ys, r_old_q16, b_map[a.sem])
if res is None:
return 2
write_all([res])
return 0
def run_from_doc(a):
try:
groups = parse_cal_table(a.from_doc)
except OSError as exc:
print("BAD-DOC: %s" % exc)
return 2
except ValueError as exc:
print("BAD-TABLE: %s" % exc)
return 2
if groups is None:
print("NO-MARKER: no <!-- CALDATA:BEGIN/END --> table in %s" % a.from_doc)
return 2
if not groups:
print("EMPTY: CALDATA table has no ua/un/ia rows")
return 2
try:
r_map = parse_map(a.r_old, {s: SEM[s]["r_old"] for s in SEM}, float)
b_map = parse_map(a.b_old, {s: 0 for s in SEM}, int)
except ValueError as exc:
print("ERROR: %s" % exc)
return 2
done = []
failed = 0
for sem in sorted(groups):
xs, ys = [], []
for idx, x_s, y_s in groups[sem]:
xv = parse_cell(x_s)
yv = parse_cell(y_s)
if xv is None and yv is None:
continue # 整行空 = 本轮没测这个点
if xv is None or yv is None:
print("sem=%s idx=%s INCOMPLETE: need both reading and injected "
"value (or leave both empty); skipped" % (sem, idx))
failed += 1
continue
xs.append(to_milli(xv))
ys.append(to_milli(yv * 1000.0))
if not xs:
print("sem=%s SKIP: no filled points" % sem)
continue
r_old_q16 = round_int(r_map[sem] * 65536.0)
res = solve_and_print(sem, xs, ys, r_old_q16, b_map[sem])
if res is None:
failed += 1
else:
done.append(res)
if done:
write_all(done)
return 0 if (not failed and done) else 2
# ---------------------------------------------------------------- selftest 回归
# 金标向量:原固件单测(v2.1 的 tc_00b_fit)里的那一组,v2.2 固件侧拟合删除后
# 搬到这里。输入与期望值**全部写死**,不在这里现算——现算等于自证,锚点就没意义了。
#
# 数据怎么来的(推导留档,便于将来重构时重新生成):
# code = 500/700/900/1100/1300,真值 r_true=600.0、b_true=+12,
# k_q16=1e7(TPAFE 152.587890625 µV/码),r_old=1000.0,b_old=0
# 引脚电压 = code × 0.152587890625 mV → x(旧 r 下的屏上读数)= 该值 × 1000/1
# y(注入已知量)= (code + 12) × 0.152587890625 × 600.0
GOLDEN = {
"x": [76294, 106812, 137329, 167847, 198364],
"y": [46875, 65186, 83496, 101807, 120117],
"k_q16": K_Q16,
"r_old_q16": 1000 * 65536,
"b_old": 0,
"expect_rc": 0,
"expect_r_q16": 39322000,
"expect_b": 12,
}
# 拒绝路径断言:(名称, xs, ys, r_old_q16, b_old, 期望 rc, 期望原因前缀)
NG_CASES = [
("n<3", [1000, 2000], [1000, 2000], 1000 * 65536, 0, ERR_POINTS, "[3,8]"),
("x all same", [5000, 5000, 5000], [1000, 2000, 3000],
1000 * 65536, 0, ERR_DEN, "x span collapsed"),
("mono reversed", [1000, 2000, 3000, 4000, 5000],
[1000, 2000, 3000, 2000, 1000], 1000 * 65536, 0, ERR_MONO, "non-monotonic"),
("r out of band", [1000, 101000, 199999], [1000, 1001, 1002],
1000 * 65536, 0, ERR_R_BAND, "out of band"),
]
def run_selftest():
"""跑金标向量 + 拒绝路径断言。exit 0 = 全过,1 = 有失败。"""
fails = 0
total = 0
def chk(cond, label):
nonlocal fails, total
total += 1
if cond:
print("[PASS] %s" % label)
else:
print("[FAIL] %s" % label)
fails += 1
g = GOLDEN
rc, info = fit(g["x"], g["y"], g["k_q16"], g["r_old_q16"], g["b_old"])
chk(rc == g["expect_rc"], "golden: rc == %d (got %d)" % (g["expect_rc"], rc))
if info is None:
chk(False, "golden: solver returned no solution")
else:
chk(info["r_new_q16"] == g["expect_r_q16"],
"golden: r_q16 == %d (got %d)" % (g["expect_r_q16"], info["r_new_q16"]))
chk(info["b"] == g["expect_b"],
"golden: b == %d (got %d)" % (g["expect_b"], info["b"]))
for name, xs, ys, ro, bo, want_rc, want_txt in NG_CASES:
rc, _ = fit(xs, ys, K_Q16, ro, bo)
chk(rc == want_rc, "reject %-14s rc == %d (got %d)" % (name, want_rc, rc))
chk(want_txt in REASON.get(want_rc, ""),
"reject %-14s message mentions %r" % (name, want_txt))
print("=== cal_fit selftest: %d/%d PASSED (failed=%d) ===" %
(total - fails, total, fails))
return 0 if fails == 0 else 1
def main():
ap = argparse.ArgumentParser(
description="N-point least-squares calibration solver "
"(sole implementation; firmware no longer fits)")
ap.add_argument("--selftest", action="store_true",
help="run the golden-vector regression (exit 0 = all passed)")
ap.add_argument("--sem", choices=sorted(SEM), default=None)
ap.add_argument("--x", default=None,
help="comma-separated on-screen readings (mV or mA)")
ap.add_argument("--y", default=None,
help="comma-separated injected values (V or A; x1000 inside)")
ap.add_argument("--r-old", default=None,
help="r in the device while readings were taken "
"(default ua/un=1000.0, ia=29.4118; or ua=..,ia=..)")
ap.add_argument("--b-old", default=None,
help="b in the device while readings were taken "
"(codes, default 0; or ua=..,ia=..)")
ap.add_argument("--from-doc", default=None,
help="read the CALDATA-marked long table from a doc")
a = ap.parse_args()
if a.selftest:
return run_selftest()
if a.from_doc is not None:
return run_from_doc(a)
return run_single(a)
if __name__ == "__main__":
sys.exit(main())
-224
View File
@@ -1,224 +0,0 @@
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""两点标定离线计算器:镜像 App/algo/adc_cal.c adc_cal_two_point() 的整数算术。
台架执行卡:docs/测试说明/专项验证/ADC两点标定执行流程.md §3;
公式与量化误差属主:docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.2;
精度目标拍板前置:docs/算法/采集与算法层设计说明.md §13.13。
读数来源(见执行卡 §2):交流工况读串口 `meas:` 行 ua_mv/un_mv/ia_mv(= 端子域显示
×1000;IA 一路该字段实为 mA);直流工况直接读 `adc:` 行码值并自行换算。
用法(两点量级 = 用户裁定 2026-11-12 安全优先,执行卡 §2):
python test/host/cal_two_point.py --sem ua --lo-mv 5003 --hi-mv 50018 \
--known-lo 5 --known-hi 50 [--zero-mv 4]
python test/host/cal_two_point.py --sem ia --lo-mv 502 --hi-mv 2005 \
--known-lo 0.5 --known-hi 2 [--zero-mv 3]
批量模式:把读数填进执行卡 §3 的标记表(<!-- CALDATA:BEGIN/END --> 之间),
一条命令解所有已填路并给合并写入命令:
python test/host/cal_two_point.py --from-doc \
docs/测试说明/专项验证/ADC两点标定执行流程.md
表列序:路(ua/un/ia) | 零点 meas | 低点 meas | 高点 meas | 已知低点 | 已知高点;
空单元格=该路未填(跳过并提示),零点列可空。
--sem ua/un:电压族(r_old=1000.0 V/V,--known 填伏);ia:电流族
(r_old=29.4118 A/V,--known 填安;µV 域按 µA 同域处理)。
三路都是 TPAFE 源,k_q16 恒取 ROM 值 ADC_CAL_K_Q16_TPAFE。
输出纯 ASCII。exit 0 = 解出可写入;2 = 求解器拒绝(越带/方向错,先排查勿写)。
"""
import argparse
import re
import sys
# 语义槽位(App/algo/adc_input.h 枚举序:UA0/UB1/UC2/UN3/IA4/IB5/IC6/IN7)
SEM = {
"ua": dict(slot=0, r_old_q16=65536000), # 电压族 TPAFE
"un": dict(slot=3, r_old_q16=65536000), # 电压族 TPAFE
"ia": dict(slot=4, r_old_q16=1927532), # 电流族 TPAFE
}
K_Q16 = 10000000 # ADC_CAL_K_Q16_TPAFE(UA/UN/IA 三路同值)
B_MAX = 8192 # ADC_CAL_B_MAX
R_MIN = 65536 # ADC_CAL_R_MIN(=1.0)
R_MAX = 2147483647 # ADC_CAL_R_MAX(Q16 上界)
V_MAX = 1000000000 # ADC_CAL_V_MAX(±1000 域,严格不等号)
# 工程合法带:run_par_cal_r_set() 粗守 [1.0, 32767.99](App/algo/run_par.c),
# 求解侧同带,防「两点太近 / 没信号」解出天文数字直接写进设备。
R_MIN_F = R_MIN / 65536.0
R_MAX_F = 32767.99
def to_uv(known):
uv = int(round(known * 1.0e6))
if uv <= -V_MAX or uv >= V_MAX:
raise ValueError("known value outside +/-1000 domain (V or A)")
return uv
def two_point(c_lo, c_hi, v_lo, v_hi, k_q16):
"""adc_cal_two_point() 的整数镜像(<<16、+half、截断除逐字一致)。"""
dc = c_hi - c_lo
dv = v_hi - v_lo
if dc <= 0 or dv <= 0:
return -1, 0, 0 # 两点必须同向递增
t = ((dv << 16) + (k_q16 >> 1)) // k_q16 # = dc * r
rq = ((t << 16) + (dc >> 1)) // dc # = r * 65536
if rq < R_MIN or rq > 2147483647:
return -1, 0, 0 # 变比越带:多半把 mV 当 V 填了
tl = ((v_lo << 16) + (k_q16 >> 1)) // k_q16
bb = ((tl << 16) // rq) - c_lo
if bb > B_MAX or bb < -B_MAX:
return -2, 0, 0 # 零点越 ±8192:先查前端,不用系数凑
return 0, rq, bb
def parse_cal_table(path):
"""提取执行卡里 <!-- CALDATA:BEGIN --> ~ <!-- CALDATA:END --> 的 markdown 表。
返回 [(sem, [零点, 低点, 高点, 已知低, 已知高])](原始单元格字符串);
标记不存在返回 None。表头行与分隔行按首列是否 ua/un/ia 自然跳过。
"""
with open(path, encoding="utf-8") as f:
text = f.read()
m = re.search(r"<!--\s*CALDATA:BEGIN\s*-->(.*?)<!--\s*CALDATA:END\s*-->",
text, re.S)
if m is None:
return None
rows = []
for line in m.group(1).splitlines():
line = line.strip()
if not line.startswith("|"):
continue
cells = [c.strip() for c in line.strip("|").split("|")]
if len(cells) < 6 or cells[0].lower() not in SEM:
continue
rows.append((cells[0].lower(), cells[1:6]))
return rows
def cell_num(s):
if s in ("", "-", "—"):
return None
return float(s)
def solve_and_print(sem, zero, lo, hi, knlo, knhi):
"""解一路并打印判读;成功返回 (sem, slot, r_new, b),拒绝返回 None。
直接在 meas 域比较(`meas:` 行已是乘过当前 r 的端子域读数,单位 mV/mA,
低于 1 个码值时转码值会全 round 到 0,两点差为 0 无法求解)。
公式:r_new = r_old × (known_hi - known_lo) × 1000 / (meas_hi - meas_lo)
—— 读数与注入成正比,比例偏差全部由 r 吸收,故新 r = 旧 r × 真值比/读数比。
b 由零点估计:b ≈ -zero_mv / (k_V × r_old × 1000)(code 域;零点是在旧 r
下读的,故用 r_old 换算回码值,与 r 的新旧无关)。
"""
ch = SEM[sem]
dm = hi - lo
dk = knhi - knlo
if dm <= 0 or dk <= 0:
print("sem=%s slot=%d REJECT: hi>lo required (meas_hi=%.3f, known_hi=%s)" %
(sem, ch["slot"], hi, knhi))
return None
r_old = ch["r_old_q16"] / 65536.0
r_new = r_old * dk * 1000.0 / dm
if r_new < R_MIN_F or r_new > R_MAX_F:
print("sem=%s slot=%d REJECT: r_new=%.3f out of band [%.2f, %.2f] "
"- two points too close or no signal (meas span=%.3f)" %
(sem, ch["slot"], r_new, R_MIN_F, R_MAX_F, dm))
return None
dev = (r_new / r_old - 1.0) * 100.0
# b:零点读数 → code 域偏移
k_V = K_Q16 / 65536.0 * 1e-6 # V/code
b = 0
if zero is not None:
b = -zero / (k_V * r_old * 1000.0)
b = int(round(b))
if abs(b) > B_MAX:
print("sem=%s slot=%d REJECT: b=%d out of band +/-%d codes "
"(zero reading off - check wiring/offset)" %
(sem, ch["slot"], b, B_MAX))
return None
rq = int(round(r_new * 65536.0))
print("sem=%s slot=%d meas_lo=%.3f meas_hi=%.3f known_lo=%s known_hi=%s" %
(sem, ch["slot"], lo, hi, knlo, knhi))
print("OK r_q16=%d r=%.6f b=%d codes (r_old=%.6f dev=%+.3f%%)" %
(rq, r_new, b, r_old, dev))
if abs(dev) > 50.0:
print("WARN |dev|>50%%: suspect unit conversion or wiring, do not "
"write yet")
if zero is not None:
print("ZERO CHECK: zero_mv=%.3f -> b=%d (should be small)" % (zero, b))
return (sem, ch["slot"], r_new, b)
def run_from_doc(path):
rows = parse_cal_table(path)
if rows is None:
print("NO-MARKER: no <!-- CALDATA:BEGIN/END --> table in %s" % path)
return 2
if not rows:
print("EMPTY: CALDATA table has no ua/un/ia rows")
return 2
done = []
failed = 0
for sem, cells in rows:
try:
zero, lo, hi, knlo, knhi = [cell_num(c) for c in cells]
except ValueError:
print("sem=%s bad-number cell %r: keep plain digits" % (sem, cells))
failed += 1
continue
if lo is None or hi is None or knlo is None or knhi is None:
print("sem=%s INCOMPLETE: need low/high meas + known-lo/known-hi "
"(zero optional); skipped" % sem)
failed += 1
continue
try:
res = solve_and_print(sem, zero, lo, hi, knlo, knhi)
except ValueError as e:
print("sem=%s REJECT: %s" % (sem, e))
res = None
if res is None:
failed += 1
else:
done.append(res)
if done:
parts = ["--r 0x%04X=%.6f" % (0x8050 + s, r) for _, s, r, _ in done]
parts += ["--b 0x%04X=%d" % (0x8048 + s, b) for _, s, _, b in done]
print("WRITE-ALL: test/host/cal_write.py " + " ".join(parts))
return 2 if (failed or not done) else 0
def main():
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("--sem", choices=sorted(SEM), default=None)
ap.add_argument("--lo-mv", type=float, default=None)
ap.add_argument("--hi-mv", type=float, default=None)
ap.add_argument("--known-lo", type=float, default=None)
ap.add_argument("--known-hi", type=float, default=None)
ap.add_argument("--zero-mv", type=float, default=None)
ap.add_argument("--from-doc", default=None,
help="read CALDATA-marked table from execution doc")
a = ap.parse_args()
if a.from_doc is not None:
return run_from_doc(a.from_doc)
missing = [n for n, v in (("--sem", a.sem), ("--lo-mv", a.lo_mv),
("--hi-mv", a.hi_mv), ("--known-lo", a.known_lo),
("--known-hi", a.known_hi)) if v is None]
if missing:
ap.error("need %s (or use --from-doc)" % ",".join(missing))
res = solve_and_print(a.sem, a.zero_mv, a.lo_mv, a.hi_mv,
a.known_lo, a.known_hi)
if res is None:
return 2
_, slot, r_new, b = res
print("WRITE: test/host/cal_write.py --r 0x%04X=%.6f --b 0x%04X=%d" %
(0x8050 + slot, r_new, 0x8048 + slot, b))
return 0
if __name__ == "__main__":
sys.exit(main())
+1 -1
View File
@@ -5,7 +5,7 @@
复用台架已验收主站库 test/host/iec104_master.py(不重写协议层)。
地址(App/algo/run_par.c run_par_104_write):r = 0x8050+slot,
b = 0x8048+slot;slot UA0/UN3/IA4。执行卡:
docs/测试说明/专项验证/ADC两点标定执行流程.md §4。
docs/测试说明/专项验证/ADC多点标定执行流程.md §4。
用法:
python test/host/cal_write.py --r 0x8050=995.99 --b 0x8048=-1 \