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STM32F4-Base/App/protocol/iec104/iec104_pts.c
T
wandering1 90db528032 W1 功能主线完成:内存台账三件套(W1-0) + IEC104 上行(B4) + protectTask 板端接线(B5)
W1-0 台账三件套:scripts/ram_baseline.py(四模式)+ ram_baseline.tsv 趋势 +
docs/内存管理/RAM预算台账.md + pre-commit mem-budget 钩子(RW_IRAM1/RW_CCM >92%
即 FAIL + Top-10 附表);审查报告 §5.5 三条闭环。

B4 IEC 60870-5-104 上行(被控站,TCP 2404):App/protocol/iec104/ 三模块
(asdu 编解码 / pts 点表+数据源 vtable / link APCI+FSM,纯逻辑零 I/O)+
App/task/iec104_serv.c(iec104Task,NET_READY 屏障 100ms 分片喂位)。
82 断言 L0.5 全绿 + iec104-unit-test 钩子(第 31 钩子);
设计说明 docs/子系统设计/IEC104上行设计说明.md 全量回填。

B5 protectTask(L3 板端接线):App/task/protect_task.c——20ms 判据节拍
prot_elm_run + L5-4 采样故障闭锁(adc_health 电平位→元件复位)+ L5-1 定值
校验和巡检;新增 prot_elm_request_reset() 收口跨上下文复归(104 YK11 落请求、
eval 头部消费);定值/元件初始化移入 app_main_init(内核前)。TC-PE-010
(prot_elm 28 用例)。

门禁与内存:TASK_WD_PROTECT=8 入 required_mask(产品 0x77→0x1F7、HW 层
0x1F5,看门狗单测 39 断言同步);FreeRTOS 堆 48→56KB(.ioc L1 参数 +
FreeRTOSConfig.h 同步,RAM预算台账 §6 登记配额 48→56KB)。
ZI 144,008→152,204(+8,196 B = 堆 +8KB,B5 扩容);Code=204,348。
stack_report:protectTask 512 words 静态链 872 B/余 57%、iec104Task
640 words 1456 B/余 43% 均 PASS;RW_IRAM1 73.1% / RW_CCM 87.9%(<92%)。

验证:@build 0 错 0 警;ci_local 全绿(31 钩子 + 13 主机侧单测);
doc-links 135 文档 PASS。登记簿 B4/B5 销项、W1 波次完成;保护规划/看门狗
说明/AGENTS(9 任务)/RAM 三文档全部同步。

遗留(验收窗口,非代码空洞):台架第三方 104 主站往返(送检窗口)、
标准源注入动作判据、@test PROT 锚点 + protect 栈水位 + 新堆 min_ever 复测。
2026-10-12 12:36:23 +08:00

427 lines
13 KiB
C
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/*
* 模块名称:IEC 60870-5-104 点表与数据源适配(实现)
* 模块功能:实现 iec104_pts.h——YC/YX/YK/定值点表(ROM)、板端默认源
* (phasor / prot_elm / prot_set)、COV 快照比对(遥信变位 +
* 遥测死区)。点表口径见 iec104_pts.h 文件头与设计文档 §3。
* 线程约定:init/bind 建服务前;其余仅 104 服务任务上下文(快照非原子)。
* 创建日期:2026-10-12(B4)
*/
#include "iec104_pts.h"
#include <string.h>
#include "iec104_asdu.h" /* QDS/DIQ 品质位常量 */
#include "phasor.h" /* 板端源:遥测 = 基波有效值 */
#include "prot_elm.h" /* 板端源:遥信 = 元件状态 */
#include "prot_set.h" /* 板端源:定值 + 闭锁 */
#include "adc_input.h" /* adc_semantic_t(phasor 实例按语义绑定) */
/* ---------------- YC 表(§1.5 点号 4011+;死区 = 拟定码值,L1-5 后复核) -- */
typedef struct {
uint32_t ioa;
int8_t sem; /* 绑定的 phasor 语义通道(-1 = 无 phasor 源,恒无效) */
float deadband; /* 死区(工程量绝对值) */
} pts_yc_def_t;
static const pts_yc_def_t k_yc[] = {
{ 0x4011u, (int8_t)ADC_SEM_UA, 10.0f }, /* 1Ua */
{ 0x4012u, -1, 10.0f }, /* 1Ub:V0.1 削顶 → IV */
{ 0x4013u, -1, 10.0f }, /* 1Uc:同上 */
{ 0x4014u, (int8_t)ADC_SEM_UN, 10.0f }, /* 1U0(外部零序专用通道) */
{ 0x4015u, (int8_t)ADC_SEM_IA, 10.0f }, /* 1Ia */
{ 0x4016u, -1, 10.0f }, /* 1Ib */
{ 0x4017u, -1, 10.0f }, /* 1Ic */
{ 0x4018u, -1, 10.0f }, /* 1I0 */
{ 0x401Du, -1, 0.5f }, /* 1f:L1-7 未实现 → IV */
};
#define YC_N ((uint8_t)(sizeof(k_yc) / sizeof(k_yc[0])))
/* phasor 实例下标缓存(init 时按 sem+harm==1 查表;-1 = 未找到) */
static int8_t s_yc_phasor_idx[YC_N];
/* ---------------- YX 表(IOA = 1..33;双点 = 开关位置类) ------------------ */
#define YX_N 33u
#define YX_DP_N 4u /* idx 0..3 = 双点(开关位置,V0.1 无硬件 → IV) */
/* 有效位图:YX15~18(idx14~17)+ YX23(idx22)+ YX31(idx30) */
#define YX_VALID_MASK (((1uLL << 14u) | (1uLL << 15u) | (1uLL << 16u) \
| (1uLL << 17u) | (1uLL << 22u) | (1uLL << 30u)))
/* ---------------- 数据源(默认 = 板端;bind_src 可整体替换) -------------- */
static int s_src_yc_read(uint8_t idx, float *out);
static uint64_t s_src_yx_bits(void);
static uint64_t s_src_yx_valid(void);
static int s_src_yk_exec(uint32_t ioa, uint8_t dpc, uint8_t select);
static int s_src_set_read(uint32_t addr, float *out);
static int s_src_set_write(uint32_t addr, float v, uint8_t select);
static const iec104_pts_src_t k_default_src = {
s_src_yc_read, s_src_yx_bits, s_src_yx_valid,
s_src_yk_exec, s_src_set_read, s_src_set_write
};
static const iec104_pts_src_t *s_src;
/* ---------------- COV 快照 ---------------- */
static float s_yc_last[YC_N];
static uint16_t s_yc_have; /* bit i = 已有上次快照 */
static uint64_t s_yx_last;
static uint8_t s_yx_snap_ok;
/* ============================ 公开接口 ================================== */
/*
* 函数功能:初始化点表模块(扫 phasor 基波实例映射、恢复默认源、清快照)
*/
void iec104_pts_init(void) {
uint8_t i;
uint8_t n;
(void)memset(s_yc_phasor_idx, -1, sizeof(s_yc_phasor_idx));
n = phasor_inst_count();
for (i = 0u; i < YC_N; i++) {
uint8_t j;
if (k_yc[i].sem < 0) {
continue;
}
for (j = 0u; j < n; j++) {
const phasor_inst_t *inst = phasor_inst(j);
if ((inst != NULL) && ((uint8_t)inst->sem == (uint8_t)k_yc[i].sem)
&& (inst->harm == 1u)) {
s_yc_phasor_idx[i] = (int8_t)j;
break;
}
}
}
s_src = &k_default_src;
s_yc_have = 0u;
s_yx_snap_ok = 0u;
s_yx_last = 0u;
}
/*
* 函数功能:替换数据源(NULL = 恢复板端默认源;单测注入假源)
*/
void iec104_pts_bind_src(const iec104_pts_src_t *src) {
s_src = (src != NULL) ? src : &k_default_src;
}
/*
* 函数功能:遥测点数
*/
uint8_t iec104_pts_yc_count(void) {
return YC_N;
}
/*
* 函数功能:遥测点 IOA(按下标;越界 → 0)
*/
uint32_t iec104_pts_yc_ioa(uint8_t idx) {
return (idx < YC_N) ? k_yc[idx].ioa : 0u;
}
/*
* 函数功能:读遥测(值 + 品质 descriptor;源 -2 → NT,其余失败 → IV)
* 返 回 值:0 有效 / -1 无效
*/
int iec104_pts_yc_read(uint8_t idx, float *v, uint8_t *qds) {
int rc;
if (v != NULL) {
*v = 0.0f;
}
if ((idx >= YC_N) || (s_src == NULL) || (s_src->yc_read == NULL)) {
if (qds != NULL) {
*qds = IEC104_QDS_IV;
}
return -1;
}
rc = s_src->yc_read(idx, v);
if (rc == 0) {
if (qds != NULL) {
*qds = 0u;
}
return 0;
}
if (v != NULL) {
*v = 0.0f;
}
if (qds != NULL) {
*qds = (rc == -2) ? IEC104_QDS_NT : IEC104_QDS_IV;
}
return -1;
}
/*
* 函数功能:遥信点数
*/
uint8_t iec104_pts_yx_count(void) {
return (uint8_t)YX_N;
}
/*
* 函数功能:遥信点 IOA(idx + 1;越界 → 0)
*/
uint32_t iec104_pts_yx_ioa(uint8_t idx) {
return ((uint8_t)idx < YX_N) ? ((uint32_t)idx + 1u) : 0u;
}
/*
* 函数功能:该遥信是否双点型(idx < 4 = 开关位置类)
*/
uint8_t iec104_pts_yx_is_dp(uint8_t idx) {
return ((uint8_t)idx < YX_DP_N) ? 1u : 0u;
}
/*
* 函数功能:读遥信(无效通道 → DIQ_IV;双点 → DPC 编码)
*/
void iec104_pts_yx_read(uint8_t idx, uint8_t *out) {
uint64_t bits;
uint64_t valid;
uint8_t on;
if (out == NULL) {
return;
}
if ((idx >= YX_N) || (s_src == NULL) || (s_src->yx_bits == NULL)
|| (s_src->yx_valid == NULL)) {
*out = IEC104_DIQ_IV;
return;
}
valid = s_src->yx_valid();
if (((valid >> idx) & 1u) == 0u) {
*out = IEC104_DIQ_IV;
return;
}
bits = s_src->yx_bits();
on = (uint8_t)((bits >> idx) & 1u);
if (iec104_pts_yx_is_dp(idx) != 0u) {
*out = (on != 0u) ? (uint8_t)IEC104_DPC_ON : (uint8_t)IEC104_DPC_OFF;
} else {
*out = on;
}
}
/*
* 函数功能:COV 快照比对(遥信 = 有效位翻转;遥测 = 死区)
* 入口参数:cov = 输出变位位图(NULL = 只刷快照)
*/
void iec104_pts_cov_check(iec104_pts_cov_t *cov) {
iec104_pts_cov_t local;
(void)memset(&local, 0, sizeof(local));
/* YX:变位 = 有效位上的位翻转(无效位不参与,避免 IV 通道抖动成"变位") */
if ((s_src != NULL) && (s_src->yx_bits != NULL)
&& (s_src->yx_valid != NULL)) {
uint64_t bits = s_src->yx_bits() & s_src->yx_valid();
if (s_yx_snap_ok != 0u) {
local.yx_changed = bits ^ s_yx_last;
}
s_yx_last = bits;
s_yx_snap_ok = 1u;
}
/* YC:死区比对(仅对"本次有效 且 上次有快照"的点判定) */
if ((s_src != NULL) && (s_src->yc_read != NULL)) {
uint8_t i;
for (i = 0u; i < YC_N; i++) {
float v;
if (s_src->yc_read(i, &v) != 0) {
continue;
}
if (((s_yc_have >> i) & 1u) != 0u) {
float d = v - s_yc_last[i];
if (d < 0.0f) {
d = -d;
}
if (d > k_yc[i].deadband) {
local.yc_changed |= (uint16_t)(1u << i);
}
}
s_yc_last[i] = v;
s_yc_have |= (uint16_t)(1u << i);
}
}
if (cov != NULL) {
*cov = local;
}
}
/*
* 函数功能:遥控两段式(转发数据源;select=1 选择段 / 0 执行段)
* 返 回 值:0 接受 / -1 拒绝(调用方回 PN)
*/
int iec104_pts_yk_exec(uint32_t ioa, uint8_t dpc, uint8_t select) {
if ((s_src == NULL) || (s_src->yk_exec == NULL)) {
return -1;
}
return s_src->yk_exec(ioa, dpc, select);
}
/*
* 函数功能:按通讯地址读定值(工程量浮点)
* 返 回 值:0 / -1 未知地址
*/
int iec104_pts_set_read(uint32_t addr, float *out) {
if ((s_src == NULL) || (s_src->set_read == NULL)) {
return -1;
}
return s_src->set_read(addr, out);
}
/*
* 函数功能:按通讯地址写定值(select=1 只校验;0 执行写入)
* 返 回 值:0 / -1 越界或未知地址
*/
int iec104_pts_set_write(uint32_t addr, float v, uint8_t select) {
if ((s_src == NULL) || (s_src->set_write == NULL)) {
return -1;
}
return s_src->set_write(addr, v, select);
}
/* ============================ 板端默认源 ================================= */
/*
* 函数功能:板端默认源 - 遥测 = 基波相量有效值(fAmSQ)
* 返 回 值:0 / -1 无 phasor 源(削顶通道/频率未实现)/ -2 未满一周波(NT)
*/
static int s_src_yc_read(uint8_t idx, float *out) {
phasor_t p;
int8_t pi;
if ((idx >= YC_N) || (out == NULL)) {
return -1;
}
pi = s_yc_phasor_idx[idx];
if (pi < 0) {
return -1; /* 无 phasor 源(削顶通道/频率未实现) */
}
if (phasor_get((uint8_t)pi, &p) != 0) {
return -2; /* 未满一周波:未就绪(NT) */
}
*out = p.fAmSQ; /* 有效值口径(系数已折算) */
return 0;
}
/*
* 函数功能:板端默认源 - 遥信位图(保护元件动作态 + 定值闭锁)
*/
static uint64_t s_src_yx_bits(void) {
prot_elm_state_t oc1;
prot_elm_state_t oc2;
prot_elm_state_t oc3;
prot_elm_state_t ol;
prot_elm_state_t u0;
uint64_t bits = 0u;
prot_elm_state(PE_OC1, &oc1);
prot_elm_state(PE_OC2, &oc2);
prot_elm_state(PE_OC3, &oc3);
prot_elm_state(PE_OL, &ol);
prot_elm_state(PE_3U0, &u0);
if ((oc1.asserted != 0u) || (oc2.asserted != 0u) || (oc3.asserted != 0u)
|| (u0.asserted != 0u)) {
bits |= (1uLL << 14u); /* YX15 故障总 */
}
if (oc1.asserted != 0u) {
bits |= (1uLL << 15u); /* YX16 过流 I 段 */
}
if (oc2.asserted != 0u) {
bits |= (1uLL << 16u); /* YX17 过流 II 段 */
}
if (oc3.asserted != 0u) {
bits |= (1uLL << 17u); /* YX18 过流 III 段 */
}
if (ol.asserted != 0u) {
bits |= (1uLL << 22u); /* YX23 过载 */
}
if (prot_set_locked() != 0u) {
bits |= (1uLL << 30u); /* YX31 保护闭锁 */
}
return bits;
}
/*
* 函数功能:板端默认源 - 遥信有效位图(V0.1 = YX15~18/23/31)
*/
static uint64_t s_src_yx_valid(void) {
return YX_VALID_MASK;
}
/*
* 函数功能:板端默认源 - 遥控(V0.1 仅 YK11 复归 → prot_elm_request_reset)
* 返 回 值:0 / -1 无出口硬件或未知 IOA(YK1~4/12~14 负向确认)
* 函数说明:本回调跑在 iec104Task 上下文,**不得**直接 prot_elm_init()
* (与 protectTask 的 eval 竞态)→ 落请求,下一拍 eval 头部消费(B5)。
*/
static int s_src_yk_exec(uint32_t ioa, uint8_t dpc, uint8_t select) {
(void)dpc; /* 本期仅 YK11 与双点值无关(复归) */
switch (ioa) {
case 0x600Au: /* YK11 信号复归 → 元件状态复位(异步一拍) */
if (select == 0u) {
prot_elm_request_reset();
}
return 0;
default:
return -1; /* 其余 YK:无出口硬件/无对应能力 → 拒绝 */
}
}
/*
* 函数功能:板端默认源 - 定值读(扫 g_prot_set_meta 通讯地址映射)
* 返 回 值:0 / -1 未知地址
*/
static int s_src_set_read(uint32_t addr, float *out) {
uint32_t i;
if (out == NULL) {
return -1;
}
for (i = 0u; i < (uint32_t)PS_ID_COUNT; i++) {
if (g_prot_set_meta[i].comm_addr == (uint16_t)addr) {
*out = prot_set_get_f((prot_set_id_t)i);
return 0;
}
}
return -1;
}
/*
* 函数功能:板端默认源 - 定值写(Q10 范围校验;执行段 prot_set_set + seal)
* 返 回 值:0 / -1 越界或未知地址
*/
static int s_src_set_write(uint32_t addr, float v, uint8_t select) {
uint32_t i;
int32_t q10;
for (i = 0u; i < (uint32_t)PS_ID_COUNT; i++) {
const prot_set_meta_t *meta = &g_prot_set_meta[i];
if (meta->comm_addr != (uint16_t)addr) {
continue;
}
q10 = PROT_SET_Q10(v);
if ((q10 < meta->min) || (q10 > meta->max)) {
return -1; /* 越界:选择段即拒(执行段同样拒) */
}
if (select != 0u) {
return 0; /* 选择段 = 只做范围校验 */
}
if (prot_set_set((prot_set_id_t)i, q10) != 0) {
return -1;
}
prot_set_seal(); /* 执行段:写入 + 封存校验和(L5-1) */
return 0;
}
return -1; /* 未知地址 */
}