用户裁定原文:「**时基先本地为准**」。这条定的是**冲突时谁赢**:面板时钟页与 8888 对时把「本地钟面当 epoch」写入,而 104 的 `C_CS NA` 对时命令携的是 UTC,两条写入口**后写者赢** ⇒ 装置墙钟与主机本地时刻 恒差 8 小时。裁定结束「后写者赢」:**内部真源 = 本地钟面**,任何来源写入前都先换算成本地钟面再落库。 **顺手挖出这条 8 小时的真正根因:本文自己就是矛盾的**——§2 的术语表把 epoch 定义成「自 1970-01-01 00:00:00 **UTC** 起的秒数」,而 §15 网络校时协议字段写的是「**本地** Unix 时间戳,与电脑显示一致」;代码 按后者实现。所以「恒差 8 小时」不只是两条写入口打架,**规范文本也没统一过**。现在 §2 改成「本地时间戳: 把本地钟面按 UTC 记法数出来的秒数,内部不加任何时区偏移」,§13 那行旧建议「如需 UTC/时区可在 API 层 加偏移参数」一并标作废(它会把「装置不存时区」这个优点拆掉)。 **为什么选本地**:日志时标、UI 显示、FAT 文件时间三者都是**给现场电气工程师读的**,跟装置所在地钟面 一致才没有解释成本;装置不存时区、不做夏令时,也就没有「时区参数配错」这一类故障。 ⚠ **本笔刻意不做的一件事,也是本笔唯一需要人看的地方**:104 **上行**时标 `CP56Time2a` 按标准应发 UTC, 而 `iec104_epoch_ms_to_cp56()` 现在是把内部值**直接按 UTC 分解**发出——即发出去的是本地钟面值。两条出路 要么给装置一个时区常量并上行前减偏移(标准符合,但与「不存时区」相冲),要么维持发本地值(同时区现场 看着正确,第三方主站按 UTC 解读会差 8 小时)。**这不是 bug 修复,是产品对外语义决定,牵动送检与第三方 主站验收**,所以本轮**一行代码都不改**,只把分岔与后果写进 §1.1 末,等单独裁定。 自查:`check_doc_links --all` exit 0(198 篇)、本篇 `--sections-strict` 通过、noBOM / LF / U+FFFD=0 / 结尾 换行齐、不可判定绝对数 979 未变;本笔**纯文档**,零代码零编号。此刻另有五条道在飞(通讯页 / 计数器 / 对时留痕 / 台架判据文档 / 记录页设计),故只提交这一只文件,其余按道分笔。
25 KiB
系统墙钟时间维护 设计说明
模块:
App/util/sys_clock.c/App/util/sys_clock.h依赖:SD2506API-G RTC 驱动(Drivers/BSP/SD2506/)、HAL(HAL_GetTick()) 适用平台:STM32F407ZGTx(Cortex-M4,168MHz),I2C1 接 SD2506 作者:王建锋 创建日期:2026-07-19
1. 概述
系统需要一个"墙钟时间"(wall clock,即真实日历时间 YYYY-MM-DD HH:MM:SS),用于:
- 日志/调试信息打时间戳;
- 文件系统的文件创建/修改时间(FatFS 需要);
- 业务逻辑中基于真实时间的判定(定时、超时、调度等);
- 对外接口(如 FTP
LIST返回的文件时间、SNTP/NTP 校时等)。
本模块在 SD2506 硬件 RTC(掉电保持) 与 HAL 系统节拍(运行期计时) 之间做桥接:
- 启动时从 SD2506 读取一次真实时间,换算为 Unix 时间戳,建立"墙钟基准";
- 运行期间不再频繁访问 I2C RTC,而是以 HAL Tick 流逝量 推算当前时间,避免每次取时都走 I2C 总线;
- 仅在
sys_clock_set()被调用(如用户校时、SNTP 同步)时,才把时间写回 SD2506 实现掉电保持。
1.1 时基口径:内部一律本地钟面(用户裁定 2026-10-27)
裁定原文:「时基先本地为准」。 定的是冲突时谁赢:面板时钟页与 8888 对时把「本地钟面当 epoch」写入,
而 104 的 C_CS NA(对时命令)携的是 UTC,两条写入口后写者赢 ⇒ 装置墙钟与主机本地时刻恒差 8 小时。
本裁定结束「后写者赢」:内部真源 = 本地钟面,任何来源写入前都要先换算成本地钟面再落库。
这条同时也纠正了本文自己的矛盾(这才是 8 小时的根):§2 曾写 epoch = 「自 1970-01-01 00:00:00 UTC 起的秒数」,而 §15 的网络校时协议字段写的是「本地 Unix 时间戳,与电脑显示一致」——两处口径不同,代码 按后者走。现在 §2 已改成「本地时间戳」口径。
为什么选本地:日志时标、UI 显示、FAT 文件时间三者都是给现场电气工程师读的,跟装置所在地钟面一致 才没有解释成本;装置不存时区、不做夏令时,也就没有「时区参数配错」这一类故障。
⚠ 本裁定没有回答的部分(送检前必须单独定):104 上行时标 CP56Time2a 按标准应发 UTC,而现在
iec104_epoch_ms_to_cp56() 是把内部值直接按 UTC 分解发出(即发出去的是本地钟面值)。两条出路:
① 上行前 −时区偏移转 UTC(标准符合,但要给装置一个时区常量,与「不存时区」相冲);② 维持现状发本地
值(现场与主站同时区时看着正确,第三方主站按 UTC 解读会差 8 小时)。在送检/第三方主站验收方向定下来
之前,本仓不改 iec104_asdu.c 的分解逻辑——它不是 bug 修复,是产品对外语义决定。
2. 角色与依赖
| 角色 | 提供方 | 说明 |
|---|---|---|
| 硬件实时钟(RTC) | SD2506API-G | 温补晶振,带备份电池,掉电后继续走时;I2C1(PB6-SCL/PB7-SDA) |
| 系统节拍 | HAL_GetTick() |
毫秒级计数,HAL 时基由 TIM7 提供(168MHz 主频派生,精度远高于走时需求) |
| Unix 时间戳 | 本模块计算 | 本地时间戳:把本地钟面按 UTC 记法数出来的秒数(uint32_t),内部不加任何时区偏移(口径见 §1.1) |
| 时间结构 | sd2506_time_t |
SD2506 驱动定义,year 为完整年份(2000~2099),含 week |
调用顺序(见 Src/main.c):
app_main_init(); /* 外设/日志等前置初始化 */
sd2506_init(); /* 初始化 RTC(I2C 通信、24h 制、充电配置) */
sys_clock_init(); /* 读取 RTC → 建立墙钟基准 */
必须在
sd2506_init()之后调用sys_clock_init();其余sys_clock_*接口必须在sys_clock_init()之后使用。
3. 核心思想:基准法(drift-free 维持)
为什么不每次都读 RTC?
- SD2506 走 I2C,单次读取有总线开销与阻塞延迟;
- RTC 自身已足够精确,无需运行时反复校准;
- 运行期真正变化的只是"过了多少时间",由 HAL Tick 提供。
因此模块只在初始化(sys_clock_init)与显式设置(sys_clock_set)时接触 RTC,其余时刻用以下公式维持时间:
当前 Unix 秒数 = s_base_unix_secs + (HAL_GetTick() - s_base_tick) / 1000
其中 (now_tick - s_base_tick) 为 unsigned 模减法:Tick 每 ~49.7 天(2³² ms)回绕一次时,单次回绕本身被模运算无缝吸收。但差值窗口必须始终小于一整圈——否则连续运行超过 49.7 天后差值混叠,"过了 2.5 天" 与 "过了一整圈 + 2.5 天" 无法区分,墙钟整体倒退一圈。因此 sys_clock_get() 内置惰性再基准化(§7):窗口达到 30 天时把基准向前平移(墙钟值不变、窗口清零,亚秒余数结转,无损),窗口恒 < 49.7 天,任意长连续运行均无回绕。
4. 内部数据结构
App/util/sys_clock.c 中定义两个静态变量作为墙钟基准:
static volatile uint32_t s_base_tick = 0; /* HAL_GetTick() 基准(建立基准时的 Tick 值) */
static volatile uint32_t s_base_unix_secs = UINT32_MAX; /* 基准对应的 Unix 秒数;初始为 UINT32_MAX 表示"未建立" */
s_base_tick:sys_clock_init()/sys_clock_set()时采样;运行期另由sys_clock_get()的惰性再基准化(§7)每 30 天平移一次。s_base_unix_secs:与s_base_tick同一时刻的 Unix 秒数;sys_clock_get()以它为锚推算当前值。- 二者均带
volatile(跨任务共享:更新只发生在sys_clock_init/sys_clock_set/ 再基准化临界区,读取可能发生在任意任务/中断上下文)。
注:
app_main.c(app_main_init)调用sys_clock_init();使用方含dbg_log(日志时间戳)、ffsystem(文件时间戳)、time_sync(对时)等。
5. 对外 API
| 函数 | 功能 | 返回值 | 限定条件 |
|---|---|---|---|
int sys_clock_init(void) |
从 SD2506 读取初始时间,建立墙钟基准(含可选校时) | 0 - 成功;-1 - RTC 不可用(启用默认值宏时降级为默认时间基准,墙钟仍可用) |
sd2506_init() 已调用 |
uint32_t sys_clock_get(void) |
获取当前 Unix 时间戳(秒) | 当前秒数;未初始化返回 UINT32_MAX |
sys_clock_init() 已调用 |
char *sys_clock_get_str(char *buf, size_t buf_size) |
获取格式化字符串 YYYY-MM-DD HH:MM:SS |
buf 指针;未初始化输出 ----/--/-- --:--:-- |
buf 有效且 buf_size ≥ 20 |
int sys_clock_set(uint32_t unix_secs, const sd2506_time_t *sd_time) |
更新基准,可写回 SD2506 | 0(始终成功) |
unix_secs 为合法时间戳 |
sys_clock_init()返回-1表示 RTC 芯片不可用:RTC_DEFAULT_INIT_ENABLE=1时墙钟降级为编译期默认时间基准(日志时间戳仍有效),app_main记录"时钟芯片异常"自检;禁用时墙钟保持"未初始化"(各取时接口返回无效哨兵)。sys_clock_set()只更新基准(写回 RTC 尽力而为),恒返回0。
6. 初始化流程(sys_clock_init)
sequenceDiagram
autonumber
participant SC as sys_clock_init
participant RTC as SD2506 RTC
participant HAL as HAL Tick
Note over SC,RTC: Step 1 从 SD2506 读取初始时间(检查返回值)
SC->>RTC: sd2506_get_time(sd_time)
RTC-->>SC: sd_time(year 已是完整年份)+ 返回值
Note right of SC: 后续换算【不得】再加 2000<br>否则年份虚增 → Unix 秒数超 uint32 回绕
Note right of SC: 可选校时(见第 9 节):读失败/越界 →<br>写默认时间 → 重读(检查返回值)→ 复验范围
alt RTC 仍不可用
Note over SC: 降级:ENABLE=1 → 以编译期默认时间建基准(仅 RAM)并返回 -1;<br>ENABLE=0 → 不建基准(墙钟保持"未初始化")并返回 -1<br>app_main 记录"时钟芯片异常"自检
end
Note over SC: Step 2 将 RTC 时间换算为 Unix epoch 秒数
SC->>SC: 累计 1970 至当前年份的整年天数(含闰年 366 天判定)
SC->>SC: 加上当年 1 月至当前月的累计天数
SC->>SC: 加当月已过天数、时/分/秒
SC->>SC: 用 int64_t 累加,避免中间溢出;结果截断存入 uint32_t(受 2038 限制,见第 12 节)
Note over SC,HAL: Step 3 建立基准
SC->>HAL: HAL_GetTick()
HAL-->>SC: 当前 tick
Note right of SC: s_base_tick = HAL_GetTick()<br>s_base_unix_secs = (uint32_t)unix_secs
初始化后,所有后续取时都基于 Step 3 的基准推算,不再访问 RTC。
7. 时间获取与漂移维持(sys_clock_get)
uint32_t now_tick = HAL_GetTick();
uint32_t diff = now_tick - s_base_tick; /* 32 位模减,跨 Tick 回绕无缝 */
if (s_base_unix_secs != UINT32_MAX && diff > SYS_CLOCK_REBASE_MS) {
/* 惰性再基准化:窗口达 30 天,基准前移(墙钟值不变),余数结转 */
taskENTER_CRITICAL();
diff = now_tick - s_base_tick; /* 复核:防双任务重复累加 */
if (diff > SYS_CLOCK_REBASE_MS) {
s_base_unix_secs += diff / 1000u;
s_base_tick = now_tick - (diff % 1000u); /* 新窗自 (now − 余数) 起算 */
diff = diff % 1000u;
}
taskEXIT_CRITICAL();
}
if (s_base_unix_secs == UINT32_MAX) return UINT32_MAX; /* 未初始化(显式哨兵判断) */
return (uint32_t)((int64_t)s_base_unix_secs + diff / 1000u);
要点:
- 用 整除 1000 把毫秒 Tick 折算为秒,不做每毫秒累加,避免累加误差累积与频繁除法;
now_tick - s_base_tick为模差:Tick 每 ~49.7 天回绕被无缝吸收,但窗口必须恒 < 一整圈(见下方再基准化);- 惰性再基准化(30 天):差值窗口达到
SYS_CLOCK_REBASE_MS时,基准前移流逝秒数并清零窗口——墙钟值逐位不变,亚秒余数结转入新窗(base_tick = now − rem),与"从不重基"数学等价,零损失; - 再基准化为自我参照:纯内存操作、零 I2C、非阻塞——不重读 RTC 重锚(RTC 漂移 ±20ppm ≈ ±1.7 s/天,远大于 Tick 漂移,重锚反而降低精度;RTC 只承担冷启动锚点 + 掉电保持);
- 触发为惰性:墙钟读取高频(每条日志/文件操作/待机屏),阈值越过后的下一次读取即完成再基准化,无需定时器任务;30 天阈值留 19.7 天余量,设备完全静默也不会越界;
- 再基准化在临界区 + 区内复核中执行,防双任务并发重复累加;
- 基准未建立(
s_base_unix_secs仍为UINT32_MAX哨兵)时返回UINT32_MAX作为"无效"(显式哨兵判断,替代旧版对正 int64 永不成立的< 0检查)。
7.1 字符串格式化(sys_clock_get_str)
内部先 sys_clock_get(),若无效则输出占位串 ----/--/-- --:--:--;否则用 unix_to_sd2506() 转回 sd2506_time_t 后,以 snprintf(buf, buf_size, "%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", ...) 格式化(年份显示时 +2000 还原为完整年份)。使用 snprintf 防止缓冲区溢出,调用方需保证 buf_size ≥ 20。
8. 时间设置与回写(sys_clock_set)
s_base_tick = HAL_GetTick();
s_base_unix_secs = unix_secs;
if (sd_time != NULL) {
sd2506_set_time(sd_time); /* 写回 RTC,实现掉电保持 */
}
- 仅更新"基准",之后
sys_clock_get()即以此为准; - 若传入
sd_time != NULL,同步写回 SD2506,使断电后时间不丢失; sd_time为NULL时只改运行期基准、不动 RTC(适用于临时/网络校时尚未落盘的场景)。
典型应用:SNTP/NTP 同步得到 Unix 秒数 → 转成 sd2506_time_t → sys_clock_set(secs, &sd_time) 一次性更新运行基准与掉电保持。
9. 开发期校时宏(sys_clock.c 顶部)
#define RTC_DEFAULT_INIT_ENABLE 1
#define RTC_DEFAULT_INIT_FORCE 1
#define RTC_DEFAULT_YEAR 2026
#define RTC_DEFAULT_MONTH 8
#define RTC_DEFAULT_DAY 24
#define RTC_DEFAULT_HOUR 0
#define RTC_DEFAULT_MINUTE 0
#define RTC_DEFAULT_SECOND 0
行为(sys_clock_init 内,#if defined(RTC_DEFAULT_INIT_ENABLE) 包裹):
- 判定 RTC"不可用":
sd2506_get_time()返回值非 OK(I2C 读失败)、year越界(<2000 或 >2099)、month/day越界; RTC_DEFAULT_INIT_FORCE == 1:强制每次启动都用上述宏写入默认时间;- 否则仅在 RTC 不可用时写入;
- 写入后重新
sd2506_get_time()读取校准后的值(同样检查返回值)并复验范围,再进入 Step 2 换算; - RTC 仍不可用时:
ENABLE=1则以编译期默认时间建基准(仅 RAM 的降级基准,墙钟仍可用)且sys_clock_init返回-1;ENABLE=0则不建基准,返回-1。
⚠️ 使用注意:
FORCE=1会每次开机覆盖用户/网络已设的时间,仅用于首次烧录或硬件时钟丢失时的开发期校时。校时完成后应将RTC_DEFAULT_INIT_FORCE置0(或注释ENABLE),否则会抹掉正常运行中通过 SNTP 等写入的正确时间。
10. 时间换算算法
10.1 Unix 秒 ↔ SD2506(unix_to_sd2506)
- 时分秒:对
unix_secs连续%60 /60 /24拆分; - 年月日:先算总天数
unix_secs / 86400,再从 1970 年起逐年减去平/闰年天数,定位到具体年;再按月累减定位月、日; - 星期:由 Zeller 公式(见 10.2)计算,结果
0=Sunday; - SD2506 年份字段为 0~99(+2000),故回写时
year - 2000。
10.2 星期计算(Zeller 公式)
rtc_calc_week() 与 unix_to_sd2506() 内使用同一套算法:
week = (century_term + month_term + day_term) % 7 /* 0=Sunday */
1、2 月视作上一年的 13、14 月(公式要求),对应代码里wm<=2时wy--, wm+=12;- 计算与闰年无关,纯日历代数,结果稳定。
11. 集成与调用示例
Src/main.c 中的初始化顺序(节选):
HAL_Delay(100);
app_main_init();
sd2506_init(); /* 先初始化 RTC */
sys_clock_init(); /* 再建立墙钟基准:所有后续日志即带正确时间戳 */
应用层取时间示例:
char ts[24];
DBG_INFO("now: %s", sys_clock_get_str(ts, sizeof(ts)));
uint32_t now = sys_clock_get(); /* Unix 秒,可用于 FatFS 文件时间、超时判定等 */
12. 关键设计要点与陷阱
-
year已经+2000,禁止二次加 2000sd2506_get_time()返回的year是完整年份(如 2026)。sys_clock_init的 Step 2 直接把它当完整年份参与 Unix 换算;若再+2000会得到 4026 年,换算出的 Unix 秒数远超uint32_t上限,发生截断/回绕,时间彻底错乱。代码中相关注释已明确标注。 -
uint32_tUnix 时间戳的 2038 上限 基准与返回值均为uint32_t,时间范围约为1970-01-01 ~ 2038-01-19。超过 2038 年换算会回绕。当前设备生命周期内可接受;若需长期运行,需改用uint64_t或time_t。 -
Tick 回绕安全与 30 天再基准化
(now_tick - s_base_tick)为无符号模差:Tick 每 ~49.7 天(2³² ms)回绕被模运算无缝吸收,但差值窗口必须恒小于一整圈——否则连续上电超过 49.7 天后差值混叠,墙钟"倒退"一整圈(49.7 天)。因此sys_clock_get()在窗口达 30 天时惰性再基准化(基准前移 + 窗口清零,亚秒余数结转、无损、纯内存操作、零 I2C),详见 §7。 -
运行期不访问 RTC
sys_clock_get()无任何 I2C 操作,零阻塞、可随时在任意任务/中断上下文安全调用(仅读volatile基准)。 -
校时宏的副作用 见第 9 节
FORCE=1会覆盖既有正确时间,仅限开发期使用。 -
未初始化哨兵必须显式判断 "基准未建立"以
s_base_unix_secs == UINT32_MAX表示,sys_clock_get()须先显式判哨兵再推算。旧实现以"推算结果 < 0"判断,但哨兵转 int64 后是正数(4294967295),条件永不成立、会返回垃圾小值而非UINT32_MAX(使所有消费方的降级路径失效)——v1.3(2026-09-15)已修正。
13. 已知限制与可扩展方向
| 项目 | 现状 | 可扩展方向 |
|---|---|---|
| 时间范围 | 受 uint32_t 限制至 2038 |
改用 uint64_t/time_t 扩展 |
| 运行期校准 | 30 天惰性再基准化已实现(§7):纯自我参照、零 I2C;有意不周期性重读 RTC 重锚——RTC 漂移(±20ppm ≈ ±1.7 s/天)远大于 Tick 漂移,重锚反而降低精度;时间纠偏由时间同步(§15)负责 | |
| 网络校时 | 已实现(PC 推送 / TCP,见第 15 节) | SNTP/NTP 公网校时仍可作为后续扩展 |
| 时区 | 口径已定:内部一律本地钟面,不存时区(用户裁定 2026-10-27,见 §1.1) | 「API 层加偏移参数」这条旧建议作废;唯一待决的是 104 上行是否要转 UTC(§1.1 末,送检前定) |
13.1 用户 SRAM 的占用分配(共享资源,用之前先在这里登记)
SD2506 有 70 字节电池保持用户 SRAM(寄存器 2CH~71H,Drivers/BSP/SD2506/sd2506.h
的 SD2506_REG_SRAM_START/END)。它是全仓唯一"零 NAND 磨损、零卷锁、跨掉电保持"的
小介质,但没有任何机制防止两个消费者写同一段——所以占用只能靠本表登记,
新占用请在此加一行再动代码(偏移从低往高排,已用段永不复用)。
| 偏移(SRAM 内) | 寄存器 | 长度 | 属主与内容 | 失效判读 |
|---|---|---|---|---|
| 0..7 | 2CH~33H |
8 B | App/util/boot_stats.c:上电次数账本(magic 2B + 计数 4B + 格式版本 1B + 校验 1B) |
换电池 / 电池欠压 ⇒ 整段丢失属正常降级,故口径是「自 RTC 电池周期起」,不是终身次数 |
| 8..69 | 34H~71H |
62 B | 空闲(日后新占用从这里起,别在 0..7 里挤) | — |
- 为什么这一格归 RTC 而不是文件系统:上电次数每上电才变一次,落 NAND 要么每次开机
一次 FTL 写、要么做成周期近似写;两者都不如 8 字节 I2C 写干净。写点在内核启动前
(
App/app/app_main.c紧接sd2506_init()),所以既不占喂狗点、也不碰卷锁。 - ⚠ 同一条 I2C1 总线还挂着别的器件:不要把这里的读写搬进任何关键链或 ISR, 本表的属主全部只在启动段单线程访问一次。
- 机理与四态判读(不可信 / 首次启用 / 延续 / 电池域掉过电)的唯一出处是
App/util/boot_stats.h的文件头与函数头,本文不复制第二份。
14. 相关文件
| 路径 | 说明 |
|---|---|
App/util/sys_clock.c |
墙钟维护实现(基准法、换算、校时宏) |
App/util/sys_clock.h |
对外 API 声明 |
Drivers/BSP/SD2506/sd2506.c / .h |
SD2506 RTC I2C 驱动(sd2506_get_time / sd2506_set_time) |
App/app/app_main.c |
初始化调用顺序:sd2506_init() → boot_stats_init()(用户 SRAM 上电账本,§13.1)→ sys_clock_init() |
App/util/boot_stats.c / .h |
用户 SRAM 上电账本 + 本次开机复位原因快照(占用见 §13.1;单测 test/host/boot_stats/) |
App/sync/time_sync.c / time_sync.h |
时间同步实现(TCP Server,timeSyncTask) |
test/host/time_sync_server.py |
PC 端时间推送客户端(TCP) |
15. 时间同步(PC 推送 / TCP)
除 RTC 自身走时与开发期校时宏外,系统支持由 PC 通过 TCP 主动推送本地墙钟 来同步板子时间,使板子时间与开发电脑一致(无需公网 NTP)。
15.1 模块与角色
| 角色 | 提供方 | 说明 |
|---|---|---|
| 时间同步服务端(板子) | App/sync/time_sync.c / time_sync.h |
TCP Server,监听 TIME_SYNC_PORT(默认 8888) |
| 同步任务 | timeSyncTask(FreeRTOS 任务) |
独立任务,由 Src/freertos.c 创建(优先级 osPriorityNormal,栈 2KB) |
| 时间推送端(PC) | test/host/time_sync_server.py |
Python TCP 客户端,周期推送本机本地时间 |
| 落盘接口 | sys_clock_set_unix() |
收到时间包后调用,内部转 sd2506_time_t 并写回 SD2506 |
15.2 协议
PC 每轮发送固定 8 字节帧:
字节 0..3 : 魔术字 "TIME"(0x54 0x49 0x4D 0x45)
字节 4..7 : 本地 Unix 时间戳,uint32,大端(PC 本地时间,含时区,与电脑显示一致)
板子 time_sync_handle_conn() 读取后校验魔术字,取大端 uint32 调用 sys_clock_set_unix(epoch) 更新运行基准并写回 RTC。
15.3 任务流程
timeSyncTask 启动后先等待 SYS_EVT_NET_READY 事件标志(取代旧版 8s 魔法延时;网络不就绪则一直等待),进入循环:
/* osFlagsNoClear:就绪位是"状态"不是"事件",任何消费者都不得把它清掉
* (否则其它等待者永不唤醒——2026-09-21 FTP 永不监听事故的根因) */
osEventFlagsWait(sys_evtHandle, SYS_EVT_NET_READY, osFlagsWaitAny | osFlagsNoClear, osWaitForever);
for (;;) {
ls = time_sync_open_listener(); /* net_socket + net_bind + net_listen,失败重试 */
conn = net_accept(ls, NULL, NULL); /* 阻塞等待 PC 连接(无连接立即返回 -1,循环重试) */
time_sync_handle_conn(conn); /* net_recv 读到 8 字节 → sys_clock_set_unix → net_close */
/* conn(单连接模式下即 ls)被 net_close 释放,下次循环重建监听 */
}
单连接模式下监听 Socket 收到连接后即转为数据通道,连接关闭后被释放;因此每轮循环都重新创建监听 Socket(与
lftpd同模式),与 FTP 不冲突。
15.4 为什么用 TCP 而非 UDP
- 所有 socket 操作(
net_socket/net_bind/net_listen/net_accept/net_recv/net_close)均走net_socket的线程安全 API,内部经消息队列由netTask串行执行; - netTask 因此只需做
net_poll()+net_process_messages(),不掺杂任何应用层网络逻辑; - TCP 的全部 API 已经是基于消息队列的(已在
net_socket.c实现),而 UDP 的net_bind/net_sendto/net_recvfrom绕过队列。选用 TCP 即可让时间同步作为独立任务运行,且无需改动net_socket.c的 UDP 路径。
15.5 Socket 分配与冲突
net_socket()从 0 开始分配第一个空闲 Socket 控制块(alloc_socket()),并把硬件 Socket 号设为该下标;调用时的第三个参数(0)仅为协议占位,不影响分配。- 当前启动顺序:FTP 任务(
NET_READY+STORAGE_READY屏障满足后,无魔法延时)先监听 → 占用一个 Socket(单连接模式下监听通道复用为数据通道);时间同步任务(NET_READY后)后监听 → 占用另一个空闲 Socket。二者不冲突。 - 单连接模式允许任意 Socket 作为"监听 + 数据复用"通道,且总共 8 个 Socket,FTP 与时间同步各用 1 个,余量充足。
15.6 客户端实现要点(避坑)
PC 端 test/host/time_sync_server.py 发送 8 字节后必须保持连接打开,等待板子读取(或短延时)后再 close():
- 若发送后立刻关闭,CH395F 在收到 FIN 时会丢弃接收缓冲里尚未被板子读出的 8 字节;
- 板子
net_recv经消息队列异步执行(有 ~10ms+ 调度延迟),等它去读时连接已 DISCONNECT、缓冲已清空,net_recv走 CLOSED 分支返回 0,时间包丢失、同步失败; - 客户端改为
sendall后recv直到板子主动关闭(EOF)或 2s 超时,即可保证板子先读到数据。
15.7 验证
板子日志应出现:
[TIME_SYNC] time_sync: TCP listen on :8888 (sock=1)
[NET] sock1 standalone accept
[NET] recv sock1 len=8
[CLK] sys_clock_set: wall clock updated to <epoch>
[CLK] sys_clock_set: SD2506 RTC written
[TIME_SYNC] time_sync: wall clock updated (epoch=<epoch>)
PC 端 python test/host/time_sync_server.py 每 interval 秒推送一次,epoch 随电脑本地时间递增即表示同步正常。
变更记录
| 日期 | 变更 |
|---|---|
| 2026-10-27 | 时基口径定稿:内部一律本地钟面(用户裁定「时基先本地为准」):新增 §1.1;§2 的 epoch 行原写「自 1970 UTC 起」与 §15 网络校时字段「本地 Unix 时间戳」互相矛盾(代码按后者走),现统一为本地口径;§13 时区行的旧建议「API 层加偏移参数」作废。未决:104 上行 CP56Time2a 现把内部值直接按 UTC 分解发出(= 发的是本地钟面值),要不要上行前转 UTC 属产品对外语义决定,送检前单独裁定,本轮不改 iec104_asdu.c |
| 2026-09-15 | v1.3:① sys_clock_get 30 天惰性再基准化——修复 49.7 天墙钟回绕(§3/§7/§12);② sys_clock_init 检查 RTC 读返回值/写回复验,失败降级为默认时间基准并返回 -1——激活"时钟芯片异常"自检(§5/§6/§9);③ 修正未初始化哨兵判断(§12-6);④ 时间同步任务启动/Socket 占用描述同步为事件屏障 + 单连接实现(§15);⑤ 新增日志串用 ASCII——本机 ARMCC 按 CP936 解读无 BOM 源文件,奇数汉字字符串会吞掉结束引号致编译失败(见 AGENTS.md 编码铁律) |
文档依据 App/util/sys_clock.c / App/sync/time_sync.c 实现与《嵌入式C语言代码规范_V1.0》整理。