wandering1
3b1d0308d8
Task #32 UI 看门狗停摆（docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md） P0 adc_task.c（已上板验证）: - 仅 r==1 才压环+重算；上板印证 ring==frames（修前 ring=frames+idle） - osDelayUntil 返回值重同步，落后拉回基准，解除永久空转死锁 P1-4a ui_task.c v1.3: task_wd_beat 提到 ui_net_sink_poll 之前 → 心跳测"UI 活着"而非"netTask 响应"，解开 §4.2 心跳依赖 → 未上 P1-3（提优先级会掩盖 §4.2/§4.4）；P1-5 暂缓 P2 新增 App/util/task_prof.c/.h: DWT 常开探针，测各任务周期/耗时/ 推流往返/ADC 轮询/控制台排空/syslog 落盘/net_poll 最坏值；心跳位图 1→0 边沿裸 UART 直发 [PROF]/[PROF2] 快照；uvprojx 已登记 doc: 分析 doc §7 补良性启动 episode 与复位非诊断项；§8 加处置落地 验证: P0+P1 累计 32 次上板启动 0/32 复现（原 L2 基线 3/10），构建 0/0
283 lines
16 KiB
C
283 lines
16 KiB
C
/*
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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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* （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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* 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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* 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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* 1ms 轮询（osDelayUntil）仅作消费节奏。详见
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* docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md。
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* **L1 采集层（v2.3，2026-10-10）**：取数改走 App/algo/adc_input.c——
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* 本任务每拍调 adc_input_poll()（TPAFE 快照 + STM32 ADC1 9 通道扫描），
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* 经 adc_input_raw() **按语义**读通道（L1-3/L1-4），不再直接触碰驱动缓冲。
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* V0.1 上只有 TPAFE 三路（UA/UN/IA）测量有效；本任务只取数，不做保护运算。
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* 接入前必读：取数只用 adc_input_raw() / tpafe5160_snapshot()（临界区原子快照，
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* 仅任务上下文；旧的 get_buf/data_ready/clear_ready 已删除）；接消费者前的
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* 强制门禁见根 AGENTS.md「接 ADC / RS-485 消费者前的强制门禁」+ 建任务前后
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* 各跑 scripts/stack_report.py 做栈预算。
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + TPAFE5160
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-19
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
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* v1.1 2026-10-05 王建锋 P3-11：注明"预留桩（未启用）"，避免误认为已实现
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* v2.0 2026-10-10 王建锋 B1：实现真实消费者（1ms 节拍 + 原子快照 + 帧统计 +
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* 看门狗心跳），由 Src/freertos.c 创建为 adcTask
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* v2.1 2026-10-10 王建锋 日志门控：首帧/周期统计仅在 dbg_console_writer_ready()
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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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* 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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* 心跳日志增 adc1_rc / adc1_err 观测 STM32 侧健康度。
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* v2.4 2026-10-10 王建锋 L2：接入相量层——每拍把 9 路语义值压入采样环
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* （sample_ring）并重算全部相量实例（phasor_run）；
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* 攒满一周波后**首拍即落一次相量日志**（开机证据，不等
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* 10 s 心跳），心跳日志增 ring / skip 计数与各实例相量
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* （Re/Im/有效值，×0.1 定点打印，因 MicroLIB 的 snprintf
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* 无 %f）。
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* ⚠ L1-5 通道标定未实现（缺标准源）→ 暂以**原始码值**
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* 充作工程量（系数 = 1），故相量读数只证明**链路通**，
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* 不可作幅值精度判据（同 L1-3 的替代口径）。
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* v2.5 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P2 测量埋点：单拍加常开耗时探针
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* （task_prof ADC_BEAT），用于判定本任务是否超拍
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* （名义节拍 1 ms = 168000 周期）而挤占低优先级任务
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* v2.6 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P0 修复（两处）：
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* §5 无新帧仍压环 → 改为**仅 r == 1 时**压环 + 重算
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* （消除重复采样污染 20 点 DFT 窗的系统性误差）；
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* §4.3 osDelayUntil 返回值被丢弃 → 落后时一次性重同步
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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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*/
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#include "adc_task.h"
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#include "cmsis_os.h"
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#include "adc_input.h" /* L1 采集层：adc_input_poll()/adc_input_raw()（按语义取数） */
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#include "sample_ring.h" /* L2 输入：sample_ring_push_frame()（采样环缓冲） */
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#include "phasor.h" /* L2 相量层：phasor_run()/phasor_get()（全周傅氏） */
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#include "tpafe5160.h"
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#include "task_watchdog.h"
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#include "console_log.h"
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#include "task_prof.h" /* P2 常开探针：单拍耗时（Task #32） */
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#define DBG_TAG "[ADC_TASK]"
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#include "dbg_log.h"
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/* 消费轮询周期（ms）。采样节拍由 TIM6（1 kHz）提供，本周期仅作消费节奏 */
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#define ADC_TASK_BEAT_MS 1U
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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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#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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* 原始码值缓冲由 L1 层 App/algo/adc_input.c 持有（消费侧按语义取数，不写死下标） */
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static uint32_t s_frames_consumed;
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static uint32_t s_frames_idle;
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/* 因通道尚未首次成功而**整拍跳过入环**的次数（不向相量窗注入 0 点） */
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static uint32_t s_frames_skip;
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/*
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* 函数功能：打印全部相量实例（×0.1 定点）
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* 入口参数：tag - 前缀标记（"first" 首次产出 / "hb" 周期心跳）
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* 返 回 值：无
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||
* 限定条件：仅任务上下文；调用方须保证 dbg_console_writer_ready() 为真
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* 函数说明：MicroLIB 的 snprintf **不支持 %f** → 以 ×0.1 定点整数打印
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* （打印值 = 实际值 × 10，分辨率 0.1）。逐实例数据驱动输出，
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* 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**。
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||
*/
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static void log_phasors(const char *tag) {
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uint8_t k;
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for (k = 0u; k < phasor_inst_count(); k++) {
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const phasor_inst_t *d = phasor_inst(k);
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phasor_t p;
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||
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||
if ((d != NULL) && (phasor_get(k, &p) == 0)) {
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||
DBG_INFO("phasor(%s) %s: Re=%ld Im=%ld rms=%ld (x0.1)",
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tag, d->name,
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||
(long)(p.fRe * 10.0f),
|
||
(long)(p.fIm * 10.0f),
|
||
(long)(p.fAmSQ * 10.0f));
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||
}
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||
}
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||
}
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||
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/*
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* 函数功能：ADC 任务初始化
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：0 - 成功，-1 - 失败
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||
* 限定条件：tpafe5160_init() 已在 app_main_init()（内核启动前）完成
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||
* 函数说明：驱动初始化不在本任务（见限定条件）；此处仅清帧统计。
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||
*/
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||
int adc_task_init(void) {
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||
s_frames_consumed = 0u;
|
||
s_frames_idle = 0u;
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||
s_frames_skip = 0u;
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||
DBG_INFO("adc_task_init");
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||
return 0;
|
||
}
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：ADC 任务主函数
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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 1ms 采集一拍（adc_input_poll()：TPAFE 原子快照 + STM32 ADC1 9 通道
|
||
* 顺序扫描）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。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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||
*/
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||
void adc_task_func(void *arg) {
|
||
uint32_t next = osKernelGetTickCount();
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||
uint32_t report_at = next + ADC_TASK_REPORT_MS;
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||
uint8_t first_logged = 0u;
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||
uint8_t first_phasor_logged = 0u;
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||
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||
(void)arg;
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||
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||
for (;;) {
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||
int r;
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||
|
||
/* P2 探针：单拍起点。名义节拍 1 ms = 168000 周期；若实测远超，
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||
* 本任务（osPriorityNormal）会持续抢占 uiTask（osPriorityBelowNormal），
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||
* 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
|
||
* （仅任务上下文；TPAFE 侧 1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）。
|
||
* 采样节拍由 TIM6 更新中断提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不触发。
|
||
* P2 探针：本段单独计时——ADC 超时是 2ms 不让出的忙等（HAL_ADC_
|
||
* PollForConversion），是单拍耗时的主要来源，必须与压环/相量分开看 */
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||
task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_POLL);
|
||
r = adc_input_poll();
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||
task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_POLL);
|
||
if (r == 1) {
|
||
s_frames_consumed++;
|
||
} else if (r == 0) {
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||
s_frames_idle++;
|
||
} else {
|
||
/* r == -1：参数错。调用点 count 为常量，不可达；不计入 idle 以区分异常 */
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||
}
|
||
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||
/* 2) L2 输入 + 相量重算：把本拍 9 路语义值转浮点帧压入采样环，再重算全部
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||
* 相量实例（L2-6 滑动窗：每拍以"当前时刻为终止的前一周波"整窗重算）。
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||
*
|
||
* ⚠ P0 修复（2026-10-10，Task #32 §5）：**仅在本拍确有新帧（r == 1）时**才压环。
|
||
* 原实现在 r == 0（TPAFE 无新帧）时**仍然**压环 + phasor_run()，只有 r == -1
|
||
* 才跳过 —— 于是把**上一拍的重复采样值**塞进 20 点 DFT 窗，等效采样间隔被拉长。
|
||
* 证据是日志里的恒等式 `ring = frames + idle`（09:36:21: 9957+44=10001 ✓；
|
||
* 09:36:31: 19352+649=20001 ✓）。本例 idle 占 3.2% → 窗长从 20.0 ms 漂到约
|
||
* 20.6 ms → 对 50 Hz 信号相当于约 3% 的频率失配 → 幅值/相位**系统性**误差
|
||
* （不是随机噪声）。修好后 `ring` 只在真实新帧上增长（ring == frames）。
|
||
*
|
||
* 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。 */
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||
if (r == 1) {
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||
float frame[ADC_SEM_COUNT];
|
||
uint8_t s;
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uint8_t all_ok = 1u;
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||
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||
for (s = 0u; s < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; s++) {
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||
int32_t code = 0;
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||
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||
if (adc_input_raw((adc_semantic_t)s, &code) != 0) {
|
||
all_ok = 0u;
|
||
break;
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||
}
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||
/* ⚠ 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）。 */
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||
frame[s] = (float)code;
|
||
}
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||
|
||
if (all_ok != 0u) {
|
||
(void)sample_ring_push_frame(frame, (uint8_t)ADC_SEM_COUNT);
|
||
phasor_run();
|
||
} else {
|
||
s_frames_skip++;
|
||
}
|
||
}
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||
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||
/* 3) 首帧码值上报：**写者就绪后**才落日志。写者未注册时 con_append 走
|
||
* 无锁直发路径，与 defaultTask 的存储初始化日志会字节级交错
|
||
* （2026-10-10 台架实测）；此时挂起上报，就绪后补报最近一帧。
|
||
* 8 路电气量 + 温度全部经 adc_input_raw() **按语义**取数（L1-4），
|
||
* 用于验证"语义 → 物理通道"映射与两片转换器取数契约 */
|
||
if ((first_logged == 0u) && (s_frames_consumed != 0u) &&
|
||
(dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
int32_t ua = 0, ub = 0, uc = 0, un = 0;
|
||
int32_t ia = 0, ib = 0, ic = 0, in = 0, temp = 0;
|
||
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &ua);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &ub);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UC, &uc);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UN, &un);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &ia);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IB, &ib);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IC, &ic);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IN, &in);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_TEMP, &temp);
|
||
|
||
first_logged = 1u;
|
||
DBG_INFO("first: UA=%ld UB=%ld UC=%ld UN=%ld IA=%ld IB=%ld IC=%ld IN=%ld T=%ld",
|
||
(long)ua, (long)ub, (long)uc, (long)un,
|
||
(long)ia, (long)ib, (long)ic, (long)in, (long)temp);
|
||
}
|
||
|
||
/* 4) 首拍相量上报：攒满一周波（20 ms）后立即落一次，作为 L2 链路的开机证据。
|
||
* 不依赖 10 s 心跳 → 台架 @test 的 settle 窗口内即可见（否则会被静默判据
|
||
* 截断，见 docs/测试说明/自动化测试流程.md 的 settle 口径）。 */
|
||
if ((first_phasor_logged == 0u) && (dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
phasor_t p;
|
||
|
||
if (phasor_get(0u, &p) == 0) {
|
||
first_phasor_logged = 1u;
|
||
log_phasors("first");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 5) 看门狗心跳（本任务已纳入 required_mask） */
|
||
task_wd_beat(TASK_WD_ADC);
|
||
|
||
/* 6) 周期心跳日志：帧统计 + 驱动侧 FRSTDATA 错误计数 + L2 相量。
|
||
* 写者就绪前抑制（同 3) 的交错理由）；到点无论是否落日志都推进下个上报点 */
|
||
{
|
||
uint32_t now = osKernelGetTickCount();
|
||
|
||
if ((int32_t)(now - report_at) >= 0) {
|
||
if (dbg_console_writer_ready() != 0u) {
|
||
DBG_INFO("frames=%lu idle=%lu skip=%lu seq=%lu frst_err=%u adc1_rc=%d adc1_err=%lu ring=%lu",
|
||
(unsigned long)s_frames_consumed,
|
||
(unsigned long)s_frames_idle,
|
||
(unsigned long)s_frames_skip,
|
||
(unsigned long)tpafe5160_frame_seq(),
|
||
(unsigned)tpafe5160_frstdata_err(),
|
||
adc_input_stm32_rc(),
|
||
(unsigned long)adc_input_stm32_errs(),
|
||
(unsigned long)sample_ring_frames());
|
||
|
||
log_phasors("hb");
|
||
}
|
||
report_at = now + ADC_TASK_REPORT_MS;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 7) 等下一个节拍（固定周期；落后则立即补齐，不累积漂移）
|
||
* ⚠ P0 修复（2026-10-10，Task #32 §4.3）：osDelayUntil 在**目标时刻已过**
|
||
* 时返回 osErrorParameter 并立即返回（cmsis_os2.c 的 "No delay or already
|
||
* expired" 分支）。若像原实现那样只写 `(void)` 丢弃返回值，一次超拍会让
|
||
* next 相对当前时刻**永久落后** → 本任务从此不再阻塞、以 Normal 优先级
|
||
* 空转，直到某个"快拍"把差额追平（连续慢拍则锁死，全程抢占低优先级的
|
||
* uiTask）。返回值是现成的重同步钩子：落后就一次性把基准拉回当前时刻。 */
|
||
task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_BEAT); /* P2 探针：单拍耗时结算（不含睡眠） */
|
||
next += ADC_TASK_BEAT_MS;
|
||
if (osDelayUntil(next) != osOK) {
|
||
next = osKernelGetTickCount();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|