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STM32F4-Base/App/algo/meas.h
T
wandering1 04997e48aa refactor(编号): test/host 与 App/Drivers 注释去测试层级号(73 站点 / 64 文件)
同族第二道:代码注释面。41 个 run_unit_test.py 文件头与引用行、common harness 与两份
README、4 个 *_test.c 文件头、App/** 14 处(含 BOM 文件 App/cfg/cfg_file.c)、
GD5F nand_ftl.c 1 处,共 73 站点 / 64 文件;措辞取「主机侧纯逻辑单元测试运行器
(纯标准库)」避免同行「主机侧」重复。

零行为改动(机器证据,不是口头):
- 17 个 .c/.h 剥掉注释后与 HEAD **逐字节相同**;
- 42 个 .py 走 ast.dump 比较、仅归一 docstring(真实字符串字面量参与比较,故旗标或
  输出文本被动过必然报红)→ 全部相等;behaviour_changed=0。
- py_compile 42/42;抽跑 watchdog 47/47、freq 46/46(动手前先取基线,改后同数);
  CR 字节 0、EF BF BD 0、BOM 与 HEAD 逐一一致、check_bom_drift rc=0。

刻意未动:6 处字符串字面量(FTP 应答 "215 UNIX Type: L8"、lftpd_test.c SYST 断言、
console_log_test.c 的 "L1\r\n"、phasor_test.c 的 "L2-in ring" 文案与 printf 标题)——
改了就是改测试输出/行为;UI 设计令牌层 L0(ui_tokens.h、ui_content_page.c)与
test/host/README.md 的算法层号是**另外的族**。

两条 SyntaxWarning(ftp_cfg / net_cfg 文件头 \S 转义)**HEAD 同样存在**,已对 HEAD 副本
复现证明非本次引入,未顺手改。
2026-10-28 17:52:55 +08:00

138 lines
8.7 KiB
C
Raw Blame History

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/*
* 模块名称:遥测快照发布层(全周傅氏相量派生·发布侧,「数据可信」§4.5)
* 模块功能:每 **200 ms** 从 全周傅氏相量层取一次基波有效值 + 品质,产出一份全仓唯一的
* 遥测快照(meas_snap_t,布局权威 = docs/任务规划/数据可信.md §4.5),
* 让 104 与 UI **共用同一份上游**——"什么时候算新值、品质怎么判"只此
* 一处决定(M5 遥测链的地基;104 侧消费见「数据可信」104 改读快照,UI 侧 ui_data_feed 属
* 「UI 扩展」波次,两者都只是本快照的读者)。
* 值口径(批 2「遥测快照发布」的 A-lite 裁决,2026-10-25):**基波有效值瞬时透传**
* (同拍 phasor 使用区口径,系数已在 标定折算折算进帧值——现单位 = ADC
* 引脚电压 V,二次值语义等 adc_cal_flags() 出 VALID,见
* docs/算法/采集与算法层设计说明.md §10 红线③);**不做** 4 点平均 /
* 谐波方和根——docs/任务规划/数据可信.md §4.5 明示"200 ms 是上送节拍
* 不是平均窗,再平均引入滞后";谐波 k-bin 轨(docs/算法/继电保护功能
* 复现规划.md 遥测谐波轨(可选))将来扩展时只许在本结构**尾部追加**或留在发布侧
*(保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md)
* 内部状态,既有字段序不得变更。
* TEMP 通道(「数据可信」决策 5:不参与线性标定):yc = 最新一拍原始
* 帧值透传,qds 恒置 NT——值在场但非交流量语义,UI 按「数据可信」§4.2
* 三态表显示占位符,104 无对应点。
* 并发(docs/任务规划/数据可信.md §4.5 原文口径):沿用 phasor 的
* **双区 + 单字节活跃索引翻转**(双区指针原子交换 同型,不是新机制)——写侧填满
* 计算区后一次 store 翻转,读者先取索引再整体拷贝,全程无锁;
* seq 只增,消费者据此判"是否换帧"。
* 本层**纯算法**:不碰寄存器、不碰 RTOS、不自己取数(窗自 sample_ring、
* 频率/品质由调用方注入)→ 主机侧免桩纯逻辑单测 test/host/meas/。
* 发布纪律:唯一发布者 = adcTask(在 phasor_run()/freq_run() 之后 200 ms 分频
* 调 meas_tick())。评审判据 = 全仓 meas_tick 调用点数 == 1(「数据可信」
* §8 风险表"快照双写"行);其余任务/模块**只读**。
* 适用平台:STM32F407ZGTx(Cortex-M4F,硬件 FPU)
* 作者:DTU 项目组
* 创建日期:2026-10-25(道D 遥测快照发布)
* 修改记录:
* v1.0 2026-10-25 DTU 项目组 创建:200 ms 遥测快照 + 双区无锁读
*/
#ifndef MEAS_H
#define MEAS_H
#include <stdint.h>
#include "adc_input.h" /* adc_semantic_t / ADC_SEM_COUNT:yc/qds 下标 = 语义通道 */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 上送节拍(ms):adc_task 按本宏对 1 kHz 拍做**经过时间**分频(非拍计数——
* idle/skip 拍会把拍计数口径拉得比名义值长),落点见 App/task/adc_task.c */
#define MEAS_PERIOD_MS 200u
/* 每点品质位(uint16)。**低字节与线上 104 QDS 字节同值**(OV/NT/IV,数值
* 口径同 App/protocol/iec104/iec104_asdu.h 的 IEC104_QDS_*)——但本层**不得**
* include 协议层头(分层方向:算法层在协议层之下,反向依赖禁止),故在此自
* 定义同值常量;104 侧消费(104 改读快照)直接截低字节上送,一致性由本目录单测与
* test/host/iec104/ 既有断言双向钉住。高字节为 meas 域扩展位(线上不直接
* 出现,由消费者映射): */
#define MEAS_QDS_OV (0x0001u) /* 溢出(留位,本项不产出——判据待运行参数化) */
#define MEAS_QDS_NT (0x0020u) /* 非当前值:未就绪 / 语义未处理(TEMP) */
#define MEAS_QDS_IV (0x0080u) /* 无效:该路取窗失败,无有效读数 */
#define MEAS_QDS_CLIPPED (0x0100u) /* 硬件削顶(adc_cal_flags 位图直通,
* 「数据可信」§4.2 三态表;AC 量不可信,
* 消费者应映射为品质无效,如 104 改读快照侧的 IV) */
/* 遥测快照(docs/任务规划/数据可信.md §4.5 权威布局;实测 72 B,2×72 ≈ 144 B
* 双区 = 本项 DoD 预算口径,由 test/host/meas/ 的布局钉死用例锁字段偏移——
* 改字段 = 破协议,须同步 104 改读快照 / UI) */
typedef struct {
uint32_t seq; /* 只增;消费者据此判断是否换帧 */
uint32_t tick_ms; /* 发布拍时基(osKernelGetTickCount 原值) */
uint8_t valid; /* 整帧有效:本拍 8 电气路取窗全部成功 */
uint8_t rsv[3]; /* 对齐填充,恒 0 */
float yc[ADC_SEM_COUNT]; /* 工程量(引脚电压 V 域;二次值等 VALID 标定) */
uint16_t qds[ADC_SEM_COUNT]; /* 每点品质 MEAS_QDS_*(值本身不因品质清零) */
uint8_t freq_valid; /* 频率读数新鲜度(freq_valid() 注入) */
float freq_hz; /* 频率读数(freq_last() 注入,未收敛为 0) */
} meas_snap_t;
/*
* 函数功能:遥测快照层初始化(清双区 / 索引 / 序号 / 就绪标志)
* 入口参数:无
* 返 回 值:0 - 成功 int
* 限定条件:内核启动前或任务上下文皆可(纯 .bss 状态,无 RTOS 依赖);
* 本仓落点 = adc_task_init()(每开机一次,幂等可重复调)
* 函数说明:init 后 meas_get() 返 -2、meas_seq() 返 0,直到首次 meas_tick()
* 发布——消费者据 -2 走"未就绪"分支,不读半初始化数据。
*/
int meas_init(void);
/*
* 函数功能:一拍遥测发布(200 ms 分频由调用方把关,本函数被调即发布一帧)
* 入口参数:tick_ms - 本拍时基(毫秒) uint32_t
* freq_valid_in - 频率读数新鲜度(freq_valid() 值) uint8_t
* freq_hz_in - 频率读数(freq_last() 值;从未收敛为 0.0) float
* clip_mask - 削顶通道位图(bit s = 语义通道 s;来源唯一 =
* adc_cal_flags() 的 ADC_CAL_F_CLIPPED,编排方注入,
* 本层不链 adc_cal——可用性属主在折算侧) uint32_t
* 返 回 值:无
* 限定条件:**仅 adcTask 上下文、全仓唯一调用点**(发布纪律见文件头);
* 须在 sample_ring_push_frame()/phasor_run() 之后调用,本拍窗才含最新点
* 函数说明:8 电气路逐路取"以本拍为终止的一周波"做基波 DFT(复用 phasor_calc
* 纯函数核,与 phasor 使用区同窗同核 → 同拍同值,见单测钉死),
* 任一路窗不足 → 该路 yc=0 + qds=IV|NT、整帧 valid=0(不产出半新半旧
* 混合帧;与 phasor_run 的差异:phasor 宁可不切区,meas **照常发布**
* 让品质位可见——消费者需要节拍性的品质刷新,seq 亦随之只增)。
* TEMP = 最新一点透传 + NT(见文件头)。末尾单字节翻转使用区,
* 读者无锁。
*/
void meas_tick(uint32_t tick_ms, uint8_t freq_valid_in, float freq_hz_in,
uint32_t clip_mask);
/*
* 函数功能:读当前使用区快照(无锁整体拷贝)
* 入口参数:out - 输出快照;失败(含 -2 未就绪)时**清零填充**,调用方可安全读
* 返 回 值:0 - 成功;-1 - 参数错;-2 - 从未发布过(out 已清零,seq=0) int
* 限定条件:任意上下文(任务级读者:iec104Task / uiTask / protectTask)
* 函数说明:先取一次使用区索引再索引拷贝——拷贝期间写者最多改"**非使用区**",
* 本帧无撕裂(双区不变量,同 phasor_get 口径;写者两帧间隔 200 ms
* 远大于 72 B 拷贝耗时,读者被压超 200 ms 的竞态窗口按 §4.5 设计接受)。
* 判"新不新"用 seq:与上次不同则换帧。
*/
int meas_get(meas_snap_t *out);
/*
* 函数功能:读已发布帧数(只增)
* 入口参数:无
* 返 回 值:seq(0 = 从未发布;单字 32 位读,Cortex-M 原子) uint32_t
* 限定条件:任意上下文
* 函数说明:轻量观测入口(104 周期上送可先比 seq 省 72 B 拷贝);
* 与 meas_get 之间无原子性配对要求(读者以 get 返回的 seq 为准)。
*/
uint32_t meas_seq(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* MEAS_H */