wandering1
9bbe117f97
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。
268 lines
12 KiB
C
268 lines
12 KiB
C
/*
|
||
* 模块名称：Application Main Entry
|
||
* 模块功能：应用初始化流程编排、各模块启动、主循环
|
||
* 适用平台：STM32F407ZGTx
|
||
* 作者：王建锋
|
||
* 创建日期：2026-07-19
|
||
* 修改记录：
|
||
* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
|
||
* v1.1 2026-08-29 王建锋 将原 main.c 中各外设初始化统一收归 app_main_init，
|
||
* 并按"时间子系统优先"的顺序编排启动流程
|
||
* v1.2 2026-09-14 王建锋 新增自检埋点（RTC/NAND/ADC 失败 → sys_log 自检记录）+ syslog_mcu_init()
|
||
*/
|
||
|
||
#include "app_main.h"
|
||
#include "app_cfg.h"
|
||
|
||
#include "main.h" /* ST_DIR4_GPIO_Port / ST_DIR4_Pin 等 CubeMX 宏 */
|
||
#include "stm32f4xx_it.h" /* fault_handler_enable() */
|
||
#include "usart.h" /* huart5 */
|
||
#include "tim.h" /* htim3：1 kHz 采样节拍（TIM3 更新中断触发 CONVST + TRGO 触发 ADC1） */
|
||
#include "rs485.h"
|
||
#include "sd2506.h"
|
||
#include "sys_clock.h"
|
||
#include "gd5f2gq5ue.h"
|
||
#include "tpafe5160.h"
|
||
#include "adc_input.h" /* L1 采集层：adc_input_init()（语义映射 + STM32 ADC1 扫描） */
|
||
#include "phasor.h" /* L2 相量层：phasor_init()（系数表 + 实例 + 双区交换） */
|
||
#include "sys_log.h"
|
||
#include "task_watchdog.h" /* task_wd_seg_report()：round 8 复位不丢"进段打点"上报 */
|
||
|
||
#define DBG_TAG "[APP]"
|
||
#include "dbg_log.h"
|
||
|
||
/* g_rs485 由 rs485.c 定义，经 rs485.h 的 extern 引用；接收缓冲内聚于句柄 rx_buf */
|
||
|
||
/* 复位原因锁存值（Src/main.c 在 HAL_Init() 后立即写入并清除 RCC_CSR）。
|
||
* 放这里而非 main.c，是因为需要与其它应用级全局量同层、且日志侧更好引用。 */
|
||
volatile uint32_t g_rcc_csr_latched;
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：把 RCC_CSR 锁存值翻译为可读的复位原因串（见手册 RM0090 §6.3.22）
|
||
* 入口参数：csr - 锁存的 RCC_CSR 值
|
||
* buf - 输出缓冲
|
||
* len - 缓冲容量
|
||
* 返回值：无
|
||
* 函数说明：按"最可信归因"的优先级组织——IWDG/WWDG 优先于软件复位
|
||
* （看门狗复位是我们真正关心的自动恢复事件；软件复位多为崩溃钩子
|
||
* 兜底，两者同时置位时报告看门狗更有价值）。纯 ASCII，防编码坑。
|
||
*/
|
||
static void reset_cause_str(uint32_t csr, char *buf, unsigned int len) {
|
||
const char *cause;
|
||
|
||
if ((csr & RCC_CSR_IWDGRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "IWDG (independent watchdog)";
|
||
} else if ((csr & RCC_CSR_WWDGRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "WWDG (window watchdog)";
|
||
} else if ((csr & RCC_CSR_SFTRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "software (NVIC_SystemReset)";
|
||
} else if ((csr & RCC_CSR_PORRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "power-on (POR)";
|
||
} else if ((csr & RCC_CSR_PINRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "external pin (NRST)";
|
||
} else if ((csr & RCC_CSR_BORRSTF) != 0u) {
|
||
cause = "brown-out (BOR)";
|
||
} else {
|
||
cause = "unknown";
|
||
}
|
||
|
||
/* 简单有界拼接（不引 snprintf，避免依赖与栈开销） */
|
||
if (buf == NULL || len == 0u) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
{
|
||
unsigned int i = 0u;
|
||
while ((i < (len - 1u)) && (cause[i] != '\0')) {
|
||
buf[i] = cause[i];
|
||
i++;
|
||
}
|
||
buf[i] = '\0';
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：应用层初始化
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返 回 值：0 - 成功，-1 - 失败
|
||
* 限定条件：CubeMX 外设初始化已完成
|
||
* 函数说明：在 CubeMX 外设初始化之后、FreeRTOS 调度器启动之前调用。
|
||
* 启动顺序以"时间子系统优先"为原则，使后续所有日志均带时间戳：
|
||
* 1) 时间子系统（SD2506 RTC → 墙钟基准）
|
||
* 2) RS-485
|
||
* 3) GD5F NAND
|
||
* 4) TPAFE5160 ADC → ADC 输入层（L1，语义映射 + STM32 ADC1）
|
||
* 5) SD2506 诊断信息
|
||
* 6) 启动 TIM3 1 kHz 采样节拍（ISR 内脉冲 CONVST；同一更新事件经 TRGO 硬件触发 ADC1 + DMA）
|
||
*/
|
||
int app_main_init(void) {
|
||
/* 0) 使能 MemManage / BusFault / UsageFault（复位后默认只有 HardFault 使能）。
|
||
* 必须尽早——放在所有业务初始化**之前**，这样从第一行业务代码起，
|
||
* 任何内存/总线/非法指令类故障都会被独立捕获并打出故障名，
|
||
* 而不是被升级成 HardFault 后只看到笼统的 "HARDFAULT"。
|
||
* 纯寄存器写（SCB->SHCSR），不依赖日志/时钟，故放在最前无副作用。 */
|
||
fault_handler_enable();
|
||
|
||
/* 日志引擎初始化（创建待发队列；须先于任何 syslog_post） */
|
||
(void)syslog_mcu_init();
|
||
/* 启动锚点（2026-10-02 S10）：本函数在内核启动前执行、不创建任何 RTOS 对象，
|
||
* 恒成功且无副作用；本行是"启动进度轨迹"的起点——之后的每一步都有结果日志，
|
||
* 故某次启动卡死时，最后一行日志即可指向卡住的步骤。 */
|
||
DBG_INFO("boot: syslog init OK");
|
||
|
||
/* 固件身份戳（2026-10-10）：__DATE__/__TIME__ 由编译器展开，与前面的字面量做
|
||
* C 字符串拼接 → .rodata 里是一段连续 ASCII，可直接在 .hex 里原样搜到。
|
||
* 用途：@test 把"芯片里正在跑的镜像"和"刚编出来的镜像"对上号。此前开机标记
|
||
* 全是固定串（App init OK / Network Init / ...），旧镜像也照样全中，于是
|
||
* "反复重下载、芯片一直是旧镜像"这类事故在自动闭环里完全不可见
|
||
* （AGENTS.md 烧录铁律记的正是它）。代价：1 条 DBG ≈ 90 B Flash + 30 B 常量。 */
|
||
DBG_INFO("fw build: " __DATE__ " " __TIME__);
|
||
|
||
/* 0) 复位原因上报（锁存值由 Src/main.c 在 HAL_Init() 后立即采得）。
|
||
* 放在日志引擎之后、业务初始化之前：任何一次非上电复位都值得在
|
||
* 开机第一时间看到——尤其 IWDG，它意味着上一轮运行有任务卡死。
|
||
* 注意：RCC_CSR 已被 main.c 清零，本处只读锁存副本。 */
|
||
{
|
||
char cause[40];
|
||
uint32_t csr = g_rcc_csr_latched;
|
||
reset_cause_str(csr, cause, sizeof(cause));
|
||
DBG_INFO("reset cause: %s (CSR=0x%08lX)", cause, (unsigned long)csr);
|
||
/* 看门狗复位记入自检记录（只记载故障，符合既有约定） */
|
||
if ((csr & (RCC_CSR_IWDGRSTF | RCC_CSR_WWDGRSTF)) != 0u) {
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "watchdog reset");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 0b) round 8 取证：上报上一轮 defaultTask 主循环的**最后进段**。
|
||
* 轨迹槽在 .noinit（scatter UNINIT_CCM），IWDG/引脚复位不清 SRAM →
|
||
* 误复位后开机第一时间可见 `PREVRUN seg=N`，直接指向主循环阻塞点
|
||
* （round 7 观察"判定分支未执行"经 round 8b 更正：真因是 IWDG 超时被静默
|
||
* 配成复位默认值，见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md 2026-10-02 变更记录）。
|
||
* 裸 UART 直发，且一次复位只报一次（内部清 magic）。 */
|
||
task_wd_seg_report();
|
||
|
||
/*
|
||
* 1) 时间子系统初始化（尽早完成，后续所有日志带时间戳）
|
||
* sd2506_init() 从 RTC 读取初始时间
|
||
* sys_clock_init() 将 RTC 时间转为 Unix epoch，建立墙钟基准
|
||
* S10（2026-10-02）：sd2506_init 原先所有失败路径静默返回，是启动段
|
||
* 唯一无日志的初始化；现内部已逐路径打 DBG_ERROR，此处再补一行
|
||
* 带错误码的结果回执，使 I2C 不通时能看到"在哪一步、什么错"。
|
||
*/
|
||
{
|
||
int rtc_ret = sd2506_init();
|
||
DBG_INFO("SD2506 init: %s (ret=%d)",
|
||
(rtc_ret == SD2506_OK) ? "OK" : "FAILED", rtc_ret);
|
||
}
|
||
if (sys_clock_init() != 0) {
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "clock chip fault");
|
||
}
|
||
|
||
/* 2) RS-485 初始化（UART4 + PD0 方向控制），初始化即自动开启接收 */
|
||
rs485_init(&g_rs485, &huart4, ST_DIR4_GPIO_Port, ST_DIR4_Pin);
|
||
DBG_INFO("RS485 init: OK (UART4, DE=PA15)");
|
||
|
||
/* 3) GD5F 初始化测试（BBT 全片扫描，启动段最耗时的一步） */
|
||
int ret = gd5f2gq5ue_init();
|
||
DBG_INFO("NAND init: %s",
|
||
(ret == GD5F_OK) ? "OK" :
|
||
(ret == GD5F_ERROR) ? "ERROR" :
|
||
(ret == GD5F_BUSY_TIMEOUT) ? "BUSY TIMEOUT" :
|
||
(ret == GD5F_ECC_ERROR) ? "ECC ERROR" :
|
||
(ret == GD5F_PROGRAM_FAIL) ? "PROGRAM FAIL" :
|
||
(ret == GD5F_ERASE_FAIL) ? "ERASE FAIL" :
|
||
(ret == GD5F_ID_MISMATCH) ? "ID MISMATCH" : "UNKNOWN");
|
||
if (ret != GD5F_OK) {
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "NAND fault");
|
||
}
|
||
|
||
/* 4) TPAFE5160 ADC 测试 */
|
||
int tp_ret = tpafe5160_init();
|
||
DBG_INFO("ADC init: %s",
|
||
(tp_ret == TPAFE5160_OK) ? "OK" : "TIMEOUT");
|
||
if (tp_ret != TPAFE5160_OK) {
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "ADC fault");
|
||
}
|
||
|
||
/* 4b) ADC 输入层（L1）初始化：清原始码值缓冲与统计 + **语义映射表自洽性自检**
|
||
* （映射指向了不会被扫描的通道 → 返回 -1，避免"读到恒为陈旧值"的静默错）
|
||
* + 挂载一次 STM32 ADC1 的 DMA（失败返回 -2）。
|
||
* ADC1 外设已由 MX_ADC1_Init()（main.c）配好 9 通道 / 144 cycles /
|
||
* **TIM3 TRGO 外部触发 + DMA 连续请求**，本层不重复配置、也不触发转换。
|
||
* 须在启动采样节拍（步骤 6）之前——先挂 DMA 再放节拍，才不会漏第一拍。 */
|
||
{
|
||
int adc_rc = adc_input_init();
|
||
|
||
if (adc_rc == -1) {
|
||
DBG_ERROR("ADC input layer: map self-check FAILED");
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "ADC map fault");
|
||
} else if (adc_rc != 0) {
|
||
DBG_ERROR("ADC input layer: DMA arm FAILED (rc=%d)", adc_rc);
|
||
syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "ADC dma fault");
|
||
} else {
|
||
DBG_INFO("ADC input layer init: OK");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 4c) 相量层（L2）初始化：清双区结果与有效标志 + 复位采样环缓冲。
|
||
* 纯算法层（无外设 / 无 RTOS 依赖，见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md
|
||
* §3.2），须在启动采样节拍（步骤 6）之前。幂等、当前无失败路径
|
||
* （返回值保留供后续自检扩展）。 */
|
||
(void)phasor_init();
|
||
DBG_INFO("phasor layer init: OK (inst=%u)", (unsigned)phasor_inst_count());
|
||
|
||
/* 5) SD2506 RTC 诊断信息 */
|
||
{
|
||
/* 读取 ID */
|
||
uint8_t sd_id[8];
|
||
sd2506_get_id(sd_id);
|
||
DBG_INFO("SD2506 ID: %02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X",
|
||
sd_id[0], sd_id[1], sd_id[2], sd_id[3],
|
||
sd_id[4], sd_id[5], sd_id[6], sd_id[7]);
|
||
|
||
/* 读取当前时间 */
|
||
sd2506_time_t sd_time;
|
||
sd2506_get_time(&sd_time);
|
||
DBG_INFO("SD2506 time: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d (week %d)",
|
||
sd_time.year, sd_time.month, sd_time.day,
|
||
sd_time.hour, sd_time.minute, sd_time.second,
|
||
sd_time.week);
|
||
|
||
/* 读取温度 */
|
||
int8_t sd_temp;
|
||
sd2506_get_temperature(&sd_temp);
|
||
DBG_INFO("SD2506 temp: %d C", sd_temp);
|
||
|
||
/* 读取电池电压 */
|
||
uint16_t sd_vbat;
|
||
sd2506_get_battery_voltage(&sd_vbat);
|
||
DBG_INFO("SD2506 battery: %d.%02d V",
|
||
sd_vbat / 1000, (sd_vbat % 1000) / 10);
|
||
}
|
||
|
||
/* 6) 启动 1 kHz 采样节拍：TIM3 更新事件 → ① ISR 内脉冲 CONVST（Src/main.c）
|
||
* ② 同一事件经 TRGO 硬件触发 STM32 ADC1 一轮 9 通道转换（DMA 自动搬运）。
|
||
* ⚠ 必须在 tpafe5160_init() 成功之后启动，否则 ISR 会在驱动首帧自检
|
||
* （E-44 有效性探针）期间乱发 CONVST。消费端 adcTask 退化为纯消费者。
|
||
* ⚠ 节拍源 v2.0 由 TIM6 改为 **TIM3**：F4 上 ADC1 的外部触发只认
|
||
* TIM1/TIM2/TIM3/TIM4/TIM5/TIM8 的 CC 或 TRGO，**TIM6/TIM7 的 TRGO 只接
|
||
* DAC**（查 CubeMX DB 与本仓库 stm32f4xx_hal_adc.h 的 EXTSEL 表证实）
|
||
* → 要让两片转换器由同一个硬件事件驱动，节拍源必须换成 TIM3。 */
|
||
(void)HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
|
||
|
||
DBG_INFO("App init OK");
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：应用主循环
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返 回 值：无
|
||
* 限定条件：FreeRTOS 调度器启动后不再返回
|
||
* 函数说明：空闲任务可调用的应用层处理入口
|
||
*/
|
||
void app_main_run(void) {
|
||
for (;;) {
|
||
/* 应用层空闲处理 */
|
||
}
|
||
}
|