adc: 节拍源 TIM6->TIM3 + ADC1 走 DMA 乒乓双缓冲，消除 2 ms 忙等（P1-5 单拍硬上界办结）
用户选定最彻底方案（B2）：DMA + 定时器 TRGO 硬件触发 + 消费上一拍 已完成的半区。对应 P1-5 拆出的"单拍硬上界"，现已办结。 硬件事实更正（查 CubeMX 器件库 + 本仓 HAL 头证实）：F4 上 ADC1 的 外部触发清单里没有 TIM6/TIM7 TRGO（只接 DAC）。故 1 kHz 节拍源由 TIM6 改为 TIM3（PSC 83 / ARR 999，TRGO=UPDATE），同一个更新事件 同时 ① ISR 脉冲 TPAFE CONVST ② 经 TRGO 触发 ADC1 一轮 9 通道 ③ 置位 ADC_WAKE_FLAG 唤醒 adcTask。TIM6 从 .ioc 整体移除。 代码： - Src/tim.c/h：新增 MX_TIM3_Init（含 MasterSlaveMode），删 htim6 - Src/adc.c：ExternalTrigConv=T3_TRGO + EDGE_RISING + DMAContinuousRequests=ENABLE；MspInit 挂 hdma_adc1（DMA2_Stream4 循环模式）。DDS 位关掉 = 一轮只发一次请求，静默丢 8 路 - Src/dma.c：DMA2_Stream4 NVIC 优先级 6（CubeMX 换流会把它重置为 0， 优先级 0 会抢占 FreeRTOS 临界区，违反"外设中断 ≥5"） - Src/main.c：周期回调加 TIM3 分支；stm32f4xx_it.c 向量同步 - App/algo/adc_input.c：stm32_scan() → stm32_take()，逐通道 PollForConversion 全删；乒乓半区由完成计数奇偶推出（只读一个 32 位量 → 与 ISR 无竞态）；STM32 侧数据固定滞后 1 拍 - App/task/adc_task.c：心跳日志拆出四类计数 观测性：adc1_seq（完成计数）/ adc1_gap（seq 前进 >1 = 丢帧）/ adc1_err（连续 ≥2 拍无新帧 = 停摆）/ adc1_hw（HAL 错误回调）。 单拍无新帧是消费者相位伪影（DMA 完成落在唤醒后 ≈67 µs），不计故障。 验证： - 主机单测 79 → 101 全绿；反向验证四连均咬（半区奇偶取反 11 条、 停摆拍置 valid 4 条、STALL_RUN_MAX 改 1 为 6 条、gap 阈值 1 条） - @build 0 错 0 警，Code 256872 → 257660 - @test PASS：adcp 122 µs → 8 µs、adc1_err=0、adc1_hw=0、 adc1_gap=27/20002 拍、adc1_seq 与 seq 恒定偏移 2 - stack_report 7/7 PASS，adcTask 832 B / 余 59%（不变） - cubemx-survival 新增 5 项审计（TIM3 分支 / T3_TRGO / DDS / DMA 挂载 / 流优先级），28 通过 0 失败 文档：ADC 采样节拍设计说明新增 §11；看门狗停摆分析 §4.4 与 §8 收口； 算法规划 L1-1/L1-3、通道映射、测试说明、各 README 同步。
This commit is contained in:
+1
-1
@@ -10,7 +10,7 @@
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| `default_task.c/h` | defaultTask | Normal | FTL + FatFS 挂载、配置引擎属主、syslog 唯一写者、LED 指示 |
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| `net_task.c/h` | netTask | Normal | `net_stack_bring_up` → 置 NET_READY → 循环 `net_poll` + `net_process_messages` |
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| `ui_task.c/h` | uiTask | BelowNormal | LVGL 界面（菜单 / 内容页 / 待机）+ 推流 |
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| `adc_task.c/h` | （ADC 任务） | — | ADC 采集消费：TPAFE5160 快照 + STM32 ADC1 顺序扫描，经 [`../algo/adc_input.c`](../algo/README.md) **按语义**取数（采样节拍由 TIM6 硬件触发） |
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| `adc_task.c/h` | adcTask | AboveNormal | ADC 采集消费：TPAFE5160 快照 + 消费 STM32 ADC1 DMA 乒乓缓冲一帧，经 [`../algo/adc_input.c`](../algo/README.md) **按语义**取数（采样节拍由 TIM3 硬件触发） |
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| `rs485_task.c/h` | （RS-485 任务） | — | 半双工 RS-485 协议通信 |
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| `../sync/time_sync.c` | timeSyncTask | Normal | 墙钟时间同步（实现不在本目录，见 [`../sync/README.md`](../sync/README.md)） |
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+45
-27
@@ -1,17 +1,17 @@
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/*
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* 模块名称：ADC Sampling Task
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* 模块功能：ADC 采集消费 + L2 相量计算——TPAFE5160 快照 + STM32 ADC1 顺序扫描
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* 模块功能：ADC 采集消费 + L2 相量计算——TPAFE5160 快照 + STM32 ADC1 DMA 乒乓帧消费
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* （经 L1 层 App/algo/adc_input.c 按语义取数）→ 压入采样环
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* （App/algo/sample_ring.c）→ 全周傅氏相量重算（App/algo/phasor.c）
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* + 帧统计（节拍由 TIM6 硬件定时器提供）
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* + 帧统计（节拍由 TIM3 硬件定时器提供）
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* 状态说明：**B1 已落地（2026-10-10）**——本任务从空桩转为真实消费者：
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* 用 tpafe5160_snapshot() 原子取数（AGENTS 铁律），统计帧数/无新帧次数，
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* 并纳入看门狗 required_mask（TASK_WD_ADC）。
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* **采样节拍（v2.2，2026-10-10）**：由 **TIM6 更新中断（1 kHz）** 硬件触发——
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* **采样节拍（v2.2，2026-10-10）**：由 **TIM3 更新中断（1 kHz）** 硬件触发——
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* ISR 内调 tpafe5160_start_conv_irq()（Src/main.c 的
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* HAL_TIM_PeriodElapsedCallback）；本任务**不再自行触发**，退化为**纯消费者**。
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* **消费唤醒（v2.7，2026-10-10，Task #32 P1-5 方案 a）**：由 1 ms `osDelayUntil`
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* 轮询改为 **TIM6 ISR 置位 `ADC_WAKE_FLAG` 的事件驱动**——唤醒与生产同源锁定，
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* 轮询改为 **TIM3 ISR 置位 `ADC_WAKE_FLAG` 的事件驱动**——唤醒与生产同源锁定，
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* 消除 0~1 ms 的 tick 量化相位抖动与"超拍永久落后 → 空转"风险；本任务优先级
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* 同步由 Normal 提到 **AboveNormal**（唤醒即抢占）。详见
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* docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md §10。
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@@ -35,7 +35,7 @@
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* 为真后落日志。写者未注册时控制台走无锁直发，与
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* defaultTask 的存储初始化日志字节级交错（台架实测）；
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* 就绪前挂起上报，就绪后补报最近一帧。
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* v2.2 2026-10-10 王建锋 采样节拍改由 TIM6 更新中断（1 kHz）硬件触发；本任务
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* v2.2 2026-10-10 王建锋 采样节拍改由 TIM3 更新中断（1 kHz）硬件触发；本任务
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* 删除自行触发，退化为纯消费者（见文件头"采样节拍"）。
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* v2.3 2026-10-10 王建锋 L1-3/L1-4：取数改走 App/algo/adc_input.c（语义映射 +
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* STM32 ADC1 9 通道扫描）；首帧日志补全 8 路电气量 + 温度，
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@@ -59,12 +59,17 @@
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* （原写法会永久落后 → 不再阻塞 → 空转抢占 uiTask）
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* v2.7 2026-10-10 王建锋 Task #32 P1-5 方案 a（事件驱动消费）：
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* 消费唤醒 osDelayUntil(1ms) → osThreadFlagsWait(ADC_WAKE_FLAG,
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* osWaitForever)，标志由 TIM6 ISR 经 adc_tick_irq_notify() 置位；
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* osWaitForever)，标志由 TIM3 ISR 经 adc_tick_irq_notify() 置位；
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* 删除 ADC_TASK_BEAT_MS 与 next（P0-2 的重同步因此不再需要）；
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* 新增"消费者就绪"门 s_consumer_ready——TIM6 在 app_main_init()
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* 新增"消费者就绪"门 s_consumer_ready——TIM3 在 app_main_init()
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* 就启动，**远早于** MX_FREERTOS_Init()/osKernelStart()，
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* ISR 不得在此之前对内核动手（同 Src/main.c 里 TIM7 的
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* 2026-10-02 实测坑）。优先级 Normal → AboveNormal（见 freertos.c）
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* v2.8 2026-10-10 王建锋 节拍源 TIM6 → **TIM3**（F4 上 ADC1 的外部触发没有
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* TIM6 TRGO，只有 TIM2/TIM3/TIM8 系 → 换 TIM3 才能让
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* 两片转换器由同一硬件事件驱动）；STM32 侧改 DMA 双缓冲
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* 消费，adc_input_poll() 不再忙等；心跳日志增
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* adc1_seq / adc1_hw（adc1_err 语义改为"本拍无新帧"）
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*/
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#include "adc_task.h"
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@@ -82,7 +87,7 @@
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/* 心跳日志周期（ms）：周期性上报帧统计，作为采集链路存活的观测面。
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* （原 ADC_TASK_BEAT_MS = 1U 的消费轮询周期已随 v2.7 事件驱动改造删除——
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* 消费节拍改由 TIM6 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 提供，与生产同源，不再自定周期） */
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* 消费节拍改由 TIM3 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 提供，与生产同源，不再自定周期） */
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#define ADC_TASK_REPORT_MS 10000U
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/* 统计：已消费帧数 / 无新帧次数（首拍必为无新帧，之后应稳定为 0 增量）。
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@@ -96,7 +101,7 @@ static uint32_t s_frames_skip;
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extern osThreadId_t adcTaskHandle;
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/* 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。
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* ⚠ 为什么必须有这道门：TIM6 在 app_main_init()（Src/main.c:140）里就
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* ⚠ 为什么必须有这道门：TIM3 在 app_main_init()（Src/main.c:140）里就
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* HAL_TIM_Base_Start_IT 启动，**远早于** osKernelInitialize()/MX_FREERTOS_Init()/
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* osKernelStart()（Src/main.c:144/145/148）→ "节拍源已在跑"与"消费者已存在"之间有
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* 约 100 ms 窗口，其间 adcTaskHandle 还是 NULL、调度器也还没起。
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@@ -108,10 +113,10 @@ extern osThreadId_t adcTaskHandle;
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static volatile uint8_t s_consumer_ready;
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/*
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* 函数功能：TIM6 采样节拍的 ISR 入口——置位唤醒 adcTask 消费一拍
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* 函数功能：TIM3 采样节拍的 ISR 入口——置位唤醒 adcTask 消费一拍
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：无
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* 限定条件：仅 ISR 上下文。TIM6 抢占优先级 = 6 ≥ configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
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* 限定条件：仅 ISR 上下文。TIM3 抢占优先级 = 6 ≥ configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
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* (=5) → osThreadFlagsSet 走 xTaskNotifyFromISR + portYIELD_FROM_ISR，合法且立即切换
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* 函数说明：Task #32 P1-5 方案 a——ISR **只发唤醒**，全部计算留在任务里（拒绝"ISR 内计算"：
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* adc_input_poll() 内含 2 ms 忙等，绝不可入 ISR）。线程标志粘滞 → 单拍偶超 1 ms 时
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@@ -170,12 +175,12 @@ int adc_task_init(void) {
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* 入口参数：arg - FreeRTOS 传入参数（未使用）
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* 返 回 值：无
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* 限定条件：adc_task_init() 已调用；内核已启动
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* 函数说明：每拍采集一次（adc_input_poll()：TPAFE 原子快照 + STM32 ADC1 9 通道顺序扫描）
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* 并统计。采样节拍由 TIM6 硬件定时器提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不再触发；
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||||
* **本任务的唤醒同样由该 TIM6 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 驱动**（v2.7 事件驱动，
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* 函数说明：每拍采集一次（adc_input_poll()：TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1 DMA 乒乓缓冲）
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||||
* 并统计。采样节拍由 TIM3 硬件定时器提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不再触发；
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||||
* **本任务的唤醒同样由该 TIM3 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 驱动**（v2.7 事件驱动，
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||||
* 不再自定 1 ms 周期）。稳态下 consumed 每拍 +1、idle 不再增长；idle 持续增长 =
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||||
* EXTI 未在读帧或 TIM6 未启动（异常），由周期心跳日志暴露。
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||||
* ⚠ 若 TIM6 停摆，本任务会**永久阻塞**在 osThreadFlagsWait → TASK_WD_ADC 缺席 →
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||||
* EXTI 未在读帧或 TIM3 未启动（异常），由周期心跳日志暴露。
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||||
* ⚠ 若 TIM3 停摆，本任务会**永久阻塞**在 osThreadFlagsWait → TASK_WD_ADC 缺席 →
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* IWDG 复位。这是刻意的 fail-safe（"节拍源缺失"不被静默放过），不是缺陷。
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*/
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void adc_task_func(void *arg) {
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@@ -197,12 +202,13 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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* （osPriorityBelowNormal），是"UI 心跳缺席"的候选占用者之一 */
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task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_BEAT);
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/* 1) 采集一拍：L1 层 adc_input_poll() = TPAFE 原子快照 + STM32 ADC1 顺序扫描
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* （仅任务上下文；TPAFE 侧 1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）。
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* 采样节拍由 TIM6 更新中断提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不触发。
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* P2 探针：本段单独计时。实测常态 adcp = 122 us（9 通道 x 7.4 us + TPAFE 快照）；
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* 只有 STM32 侧超时才跳到 ~2.2 ms——HAL_ADC_PollForConversion 是 2 ms 不让出的忙等，
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* 而 stm32_scan() 在**首个**超时处即 Stop+return，故单拍上界是**一次**超时（不是 9 次）。
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/* 1) 采集一拍：L1 层 adc_input_poll() = TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1
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* DMA 双缓冲（仅任务上下文；TPAFE 侧 1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）。
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* 采样节拍由 TIM3 更新事件提供（ISR 内触发 CONVST + TRGO 触发 ADC1），
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* 本任务既不触发也不等待转换。
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* P2 探针：本段单独计时。v2.0（DMA）起本段**零忙等**——原轮询版常态
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* adcp=122 us、超时拍最坏 2~3 ms（HAL_ADC_PollForConversion 是不让出的
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* 忙等），现在两档都降到 us 量级（只剩 TPAFE 快照临界区 + 拷 9 个半字）。
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* ⚠ adcm（整拍）的 ~2.1 ms 峰值来自每 10 s 一次的心跳日志，不是本段，勿混读 */
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task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_POLL);
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r = adc_input_poll();
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@@ -301,15 +307,27 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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if ((int32_t)(now - report_at) >= 0) {
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||||
if (dbg_console_writer_ready() != 0u) {
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DBG_INFO("frames=%lu idle=%lu skip=%lu seq=%lu frst_err=%u adc1_rc=%d adc1_err=%lu ring=%lu",
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/* STM32 侧观测量（v2.0 DMA 版），四类各有独立成因：
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* adc1_rc = 最近一拍取帧状态（0 OK / -2 本拍无新帧）
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||||
* adc1_seq = DMA 整帧完成计数（正常时 ≈ seq，恒定小偏移）
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* adc1_gap = 丢帧：seq 一次前进 >1 → 本任务超拍（单拍 > 1 ms）
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||||
* adc1_err = 停摆：连续 >=2 拍无新帧 → 节拍源/DMA 真停
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||||
* adc1_hw = HAL ADC/DMA 错误回调
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||||
* 判读：adc1_seq 停增而 seq 仍涨 → STM32 侧停摆；
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* adc1_gap 增长 → 本任务耗时超拍（看 adcm/adcn） */
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||||
DBG_INFO("frames=%lu idle=%lu skip=%lu seq=%lu frst_err=%u ring=%lu"
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||||
" adc1_rc=%d adc1_err=%lu adc1_seq=%lu adc1_gap=%lu adc1_hw=%lu",
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||||
(unsigned long)s_frames_consumed,
|
||||
(unsigned long)s_frames_idle,
|
||||
(unsigned long)s_frames_skip,
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||||
(unsigned long)tpafe5160_frame_seq(),
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||||
(unsigned)tpafe5160_frstdata_err(),
|
||||
(unsigned long)sample_ring_frames(),
|
||||
adc_input_stm32_rc(),
|
||||
(unsigned long)adc_input_stm32_errs(),
|
||||
(unsigned long)sample_ring_frames());
|
||||
(unsigned long)adc_input_stm32_seq(),
|
||||
(unsigned long)adc_input_stm32_gaps(),
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||||
(unsigned long)adc_input_stm32_hw_errs());
|
||||
|
||||
log_phasors("hb");
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||||
}
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||||
@@ -319,13 +337,13 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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/* 7) 等下一次节拍唤醒（v2.7 事件驱动，Task #32 P1-5 方案 a）
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* 原实现是 osDelayUntil(next += 1ms)：把消费唤醒**钉在 FreeRTOS tick（1 ms）边界**
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||||
* → 与 TIM6 生产之间有 0~1 ms 随机相位抖动（日志里的 idle 正是这么来的），
|
||||
* → 与 TIM3 生产之间有 0~1 ms 随机相位抖动（日志里的 idle 正是这么来的），
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||||
* 且一旦超拍，next 就永久落后 → 任务不再阻塞 → 空转抢占低优先级 uiTask
|
||||
* （P0-2 修的正是它）。现在唤醒与生产**同源**：TIM6 ISR 触发 CONVST 后置位
|
||||
* （P0-2 修的正是它）。现在唤醒与生产**同源**：TIM3 ISR 触发 CONVST 后置位
|
||||
* ADC_WAKE_FLAG，本任务被唤醒的延迟 = ISR + 调度（µs 级；本任务已提至
|
||||
* AboveNormal → 立即抢占），无 tick 量化、无累积漂移，也就不再需要重同步钩子。
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||||
* 标志是命令位（等待即消费）→ osFlagsWaitAny，不加 osFlagsNoClear；
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||||
* osWaitForever 无超时 = 刻意的 fail-safe（TIM6 停摆 → 无心跳 → IWDG 复位）。 */
|
||||
* osWaitForever 无超时 = 刻意的 fail-safe（TIM3 停摆 → 无心跳 → IWDG 复位）。 */
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task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_BEAT); /* P2 探针：单拍耗时结算（不含等待） */
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||||
(void)osThreadFlagsWait(ADC_WAKE_FLAG, osFlagsWaitAny, osWaitForever);
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||||
}
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+3
-3
@@ -8,7 +8,7 @@
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* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
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* v1.1 2026-10-10 王建锋 Task #32 P1-5 方案 a：新增 ADC_WAKE_FLAG 与
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* adc_tick_irq_notify()——消费节拍由 osDelayUntil(1ms)
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||||
* 轮询改为 TIM6 ISR 事件驱动唤醒
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* 轮询改为 TIM3 ISR 事件驱动唤醒
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*/
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#ifndef ADC_TASK_H
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@@ -22,12 +22,12 @@ int adc_task_init(void);
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void adc_task_func(void *arg);
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/* Task #32 P1-5（方案 a，2026-10-10）：事件驱动消费。
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* TIM6 1 kHz 更新中断触发 CONVST 后，用本标志唤醒 adcTask 消费一拍。
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* TIM3 1 kHz 更新中断触发 CONVST 后，用本标志唤醒 adcTask 消费一拍。
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||||
* 线程标志在此是**命令位**（等待即消费），不是状态位 → 用 osFlagsWaitAny，
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||||
* 不加 osFlagsNoClear（AGENTS「就绪屏障位必须 osFlagsNoClear」只约束状态位） */
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#define ADC_WAKE_FLAG 0x0001U
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||||
/* ISR 入口：由 Src/main.c 的 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback（TIM6 分支）调用。
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/* ISR 入口：由 Src/main.c 的 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback（TIM3 分支）调用。
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||||
* 内部自带"消费者就绪"门与句柄判空 → 调度器启动前调用也安全（理由见 .c 注释）。
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||||
* 收在 adc_task.c 而非 main.c 内联：main.c 不碰任何内核句柄，与 task_wd_tick_probe() 同构 */
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||||
void adc_tick_irq_notify(void);
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Reference in New Issue
Block a user