wandering1
3528644e9d
卡 2（App/algo/adc_cal.*，新增；adc_task.c:335 折算点收口）： - 模型：工程量 =(code+b)×k（「数据可信」§4.1）；k 以 int32 Q16(µV/码×65536) 落盘、b 以 int32 码值落盘；ROM 默认 = 卡 1 定死的引脚侧 LSB，Q16 下整除无 舍入（TPAFE 10,000,000=152.587890625 µV/码；STM32 52,800,000=805.6640625） - adc_task 每拍 frame[s] 改 adc_cal_apply()（现单位 = ADC 引脚电压 V，eng=0， 二次值语义等 VALID）；TEMP 透传码值（决策 5）；不缓存 k_f 副本——逐点由 RAM 现值派生（无回调设计下杜绝陈旧系数；18k flops/s 可忽略） - 三态 flags（§4.2）：VALID = 文件位图 ∧ k 在合法带；CLIPPED 按来源运行期 派生（V0.2/N-18 后自动恒 0）；消费者判可用性只查 adc_cal_flags() - 合法带哨兵：k∉ROM×[0.5,2.0] 或 |b|>8192 → 折算回退 ROM + 每通道每开机 一条 [ERR] + VALID 压制（位图说谎也兜住）——同时挡坏文件与坏标定 - 两点标定公式 adc_cal_two_point() 算术核齐备（int64、±舍入界、斜率/零点 守卫 -1/-2 分档）；台架两点标定（卡 12）按用户指示未跑，留台架注入口径： 心跳新增 cal: 行（ua/un/ia_mv 定点 + vl/cl/rail 位图，未标定 vl 应恒 0x00、 cl 应恒 0xE6，注入饱和电平 rail 位应起） 卡 4（[adc_cal] k_ua..k_in+valid / [adc_cal_ofs] b_ua..b_in，§4.4 布局）： - 两段注册进 cfg 引擎（data_size 33/32，不挂回调——RAM 副本即生效值）； adc_cal_init() 落 app_main_init 内核前（注册必须先于 defaultTask 的 cfg_file_load；跨任务读走 4 字节对齐字，µs 级混窗为「数据可信」§4.4 明载 设计）；文件缺失/损坏 = 引擎回退工厂默认 = ROM 表本体（默认即理论系数） - adc_cal_set()：整定写入口（属主上下文），越带拒绝 RAM 不动 - 单测走真实 cfg_file 引擎集成：文件值生效 / 越界 k 哨兵兜住且不报 VALID / 超长损坏文件回退默认且 flags 无 VALID（卡 4 DoD 原句）/ 段缺失默认 L5-2（adc_health v1.2，越界门限按 FS 百分比、码值域与标定正交）： - adc_health_rail_watch()：连续 20 拍（=一周波）贴同侧轨带（TPAFE±98%半量程、 STM32 顶 98%/底 2%，门限由 adc_cal_rail_ths 供）且此前见过中带释放沿才 锁存——空载恒 0 / 开机恒 0 合法工况不误报（短板评测 §6.2 判据①）； adc_task 编排：边沿 DBG_ERROR + SYSLOG 每开机一次 + 心跳 rail/edge 位图 - 健康用例 60/60（+13）：释放沿/清零/交替/双侧/init 复位/越界通道守卫 测试与注册：新套件 test/host/adc_cal（89/89，8 通道×≥3 码点期望值由 LSB 常数独立推导、Q16 无舍入、set 边界含端点、两点还原合成 k/b 往返）； 编号形态返工一轮：TC-ADCCAL-00A~00D 改 014~017、注释 FS-1 字样改写、 id_registry 族 pattern 转义修正、族游标登至 017；coding-standard 返工： 公开实现函数补齐函数头注释块（CODE-RULE-09） uvprojx 仅增 adc_cal.c 一条挂载（diff 已核零抖动）；SIM_EXEMPT/id_registry (TC-HOST-ADCCAL 族)/adc-cal-unit-test 钩子行按 new-source-file 与 B 层口径 补齐；覆盖率 34/34 套件 89.6%，adc_cal.c 99.2%（baseline --update 属共享 台账文件，留 lead done 后统一回填） gate：@build 0 错 0 警（Code=215440 RO=19780 RW=1220 ZI=131980）； RAM 增量 +144 B（RW+16/ZI+128：贴轨 9×6B + 两段 RAM 副本，IRAM1 57.7%→ 约 57.8%）；Flash +1336B/+920B RO。adcTask 栈 worst=1344B margin 1216B (47%) PASS（stack_report 实测）。staged 门禁除 mem-numbers/mem-budget 外 全绿（该两条 = 台账漂移，回填 --write 落 docs/内存管理/** 单写者区，按 Lead 既定例外归 lead done 后处理）： gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill BOM/CR/U+FFFD/字面量 ASCII 已逐文件自查（本次未触碰任何带 BOM 文件）
217 lines
12 KiB
C
217 lines
12 KiB
C
/*
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* 模块名称：ADC 采样有效性校验（L1 采集与预处理，规划项 L1-6）
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* 模块功能：对两片转换器的"节拍是否还在喂数据"做**判定层**（观测计数由
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* `adc_input` / `tpafe5160` 驱动提供，本模块只做判定与告警位）：
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* ① 静默（stall）：帧序号连续 >= ADC_HEALTH_STALL_MS 无前进；
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* ② 丢帧（gap）：帧序号一次前进 >1（消费者超拍，中间帧被覆盖）；
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* ③ 单调性破坏：帧序号倒退（计数器被改写 / 驱动 bug，锁存）；
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* ④ 错误计数增量：FRSTDATA 跳变 / HAL ADC·DMA 错误 / STM32 停摆计数。
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* ⚠ 本层**纯逻辑**：不碰寄存器、不取数、不打日志——输入是调用方
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* 采集的计数快照，输出是故障位；日志与自检上报由消费者
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* （`App/task/adc_task.c`）按位执行 → 主机侧可单测（L0.5，A-4）。
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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：2026-10-11
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-10-11 王建锋 创建：L1-6 采样有效性校验（静默/丢帧/单调性/错误增量）
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* v1.1 2026-10-21 王建锋 新增 adc_health_age_stale()（无模块状态的帧年龄
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* 纯判据，参照系由调用方自存）与 ADC_HF_STALE 位：
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* 判定层的 stall/backward 位只在 adcTask 每拍跑
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* check() 时才可能置起，节拍源停摆会把本任务卡在
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* osThreadFlagsWait 上 → 那些位永远是 0，而相量冻在
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* 最后一帧仍被 protectTask 用于判据。该纯判据让保护侧
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* 能用**自己的时基 + 中断侧计数器**独立判"数据还新不新" * v1.2 2026-10-25 DTU 项目组 新增 L5-2 残余「码值越界（贴轨）检出」：
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* adc_health_rail_watch()/rail_sticky()/rail_init()
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* ——连续 N 拍贴满量程带且该通道见过释放沿才锁存
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* （空载恒 0 / 开机恒 0 是合法工况，不误报）；
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* 判据动因 docs/问题记录/采集与数据处理短板评测.md
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* §6.2，门限来源 adc_cal_rail_ths()（按 FS 百分比）
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*/
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#ifndef ADC_HEALTH_H
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#define ADC_HEALTH_H
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#include <stdint.h>
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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/* 静默判定门限（ms）：帧序号连续无前进达到该时长即判静默。
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* 名义节拍 1 kHz → 正常每拍 +1；100 拍无前进不可能是抖动，只可能是
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* 节拍源/转换器/EXTI 真停（消费者超拍只会造成 gap=d>1，不会 d=0）。 */
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#define ADC_HEALTH_STALL_MS 100U
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/* 电平故障位（adc_health_flags()，当前活跃；stall 可自愈清除，backward 锁存）
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* ——供后续 L5-4「自检失败闭锁」直接消费 */
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#define ADC_HF_TPAFE_STALL (1uL << 0) /* TPAFE 帧序号静默 */
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#define ADC_HF_STM32_STALL (1uL << 1) /* STM32 DMA 完成计数静默 */
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#define ADC_HF_SEQ_BACKWARD (1uL << 2) /* 帧序号倒退（锁存，不自愈） */
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/* 锁存故障位（adc_health_sticky()，出现过即置位、直到 init 才清；
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* 与电平位共用高位编号，gap 类"常态性超拍"不入锁存） */
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#define ADC_HF_FRSTDATA (1uL << 3) /* FRSTDATA 跳变计数有增量（锁存） */
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#define ADC_HF_STM32_ERR (1uL << 4) /* STM32 停摆计数有增量（锁存） */
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#define ADC_HF_HW_ERR (1uL << 5) /* HAL ADC/DMA 错误回调有增量（锁存） */
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/* 边沿事件位（adc_health_check() 出参 events，仅本次调用有效）。
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* ⚠ FRSTDATA/STM32_ERR/HW_ERR 三个事件位与同名锁存位**编号一致**——
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* 消费者可直接用 events 掩码对 sticky/logged 位图做"每类留痕一次"的编排 */
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#define ADC_HE_TPAFE_GAP (1uL << 6) /* 本次 TPAFE 序号前进 >1 */
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||
#define ADC_HE_STM32_GAP (1uL << 7) /* 本次 STM32 gap 计数有增量 */
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||
#define ADC_HE_STM32_ERR (1uL << 4) /* 本次 STM32 停摆计数有增量 */
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||
#define ADC_HE_FRSTDATA (1uL << 3) /* 本次 FRSTDATA 计数有增量 */
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#define ADC_HE_HW_ERR (1uL << 5) /* 本次 HAL 错误计数有增量 */
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/* 兜底新鲜度位（bit8，与判定层 bit0..bit7 位段错开）
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* ⚠ 本位**不由本模块置位**：由 protectTask 调 adc_health_age_stale() 独立观测后
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* OR 进闭锁位图。因此它不进 sticky、不进 adc_task 编排层的 logged 位图、
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* 也不由本模块打日志——留痕走 protect 侧既有的闭锁边沿日志与 SOE。
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* 位段纪律见 docs/算法/采样有效性校验设计说明.md §14 */
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#define ADC_HF_STALE (1uL << 8) /* 帧年龄超限（电平，序号恢复前进即清） */
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/* 计数快照（由调用方采集，本模块不触碰任何驱动/外设） */
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typedef struct {
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uint32_t tpafe_seq; /* tpafe5160_frame_seq() */
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uint32_t tpafe_frst_err; /* tpafe5160_frstdata_err()（驱动为 uint16，此处放宽） */
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||
uint32_t stm32_seq; /* adc_input_stm32_seq() */
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||
uint32_t stm32_errs; /* adc_input_stm32_errs() */
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||
uint32_t stm32_gaps; /* adc_input_stm32_gaps() */
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||
uint32_t stm32_hw_errs; /* adc_input_stm32_hw_errs() */
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||
uint32_t now_ms; /* osKernelGetTickCount()（tick 回绕由差值法吸收） */
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} adc_health_in_t;
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/* 判定结果快照 */
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typedef struct {
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uint32_t flags; /* 电平故障位 ADC_HF_TPAFE/STM32_STALL/SEQ_BACKWARD */
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||
uint32_t events; /* 本次边沿事件位 ADC_HE_xxx */
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||
uint32_t sticky; /* 锁存故障位（含电平位的历史并集） */
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||
uint32_t tpafe_gaps; /* TPAFE 累计丢帧点数（序号前进 >1 的超出部分之和） */
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||
uint32_t tpafe_stall_ms; /* TPAFE 当前静默时长（0=正常） */
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} adc_health_status_t;
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/* 帧年龄参照系（adc_health_age_stale() 用）。状态**归调用方所有**，所以多个观察者
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* 各判各的、互不污染——这是它与本模块其余接口的关键区别（check() 用的是模块级
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* 单写者状态，只能有一个每拍调用者） */
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||
typedef struct {
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uint32_t seq; /* 上次看到的序号 */
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uint32_t adv_ms; /* 最后一次看到序号前进的时刻（与调用方时基同源） */
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uint8_t primed; /* 0 = 尚未建立基线（首拍只记录、不判定） */
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||
} adc_health_age_t;
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||
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/*
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* 函数功能：采样有效性校验初始化（幂等，内核启动前可调）
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：无
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* 限定条件：无
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||
* 函数说明：清全部状态；首次 adc_health_check() 只建基线、不判定。
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||
*/
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void adc_health_init(void);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：按计数快照做一次有效性判定（每拍调用，开销为常数次整数运算）
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||
* 入口参数：in - 计数快照（NULL 则本次跳过，out 不动）
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||
* out - 判定结果（NULL 则仅更新内部状态）
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||
* 返 回 值：无
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||
* 限定条件：仅任务上下文（与 adc_input_poll() 同节奏调用）
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||
* 函数说明：首次调用建立基线（不产生事件/故障）。序号差值按
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||
* `(int32_t)(now - prev)` 口径计算，tick/计数回绕均安全。
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||
*/
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void adc_health_check(const adc_health_in_t *in, adc_health_status_t *out);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：帧年龄判定（无模块状态，供与消费者存活解耦的兜底门使用）
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||
* 入口参数：a_p_age - 调用方自存的参照系
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||
* a_cur_seq - 本次读到的序号（须是**中断侧**递增的计数器，如
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||
* tpafe5160_frame_seq() / adc_input_stm32_seq()）
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||
* a_now_ms - 本次时基（与 a_p_age->adv_ms 取同一个任务的 tick）
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||
* a_age_ms - 判老门限（ms）
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||
* 返 回 值：1 - 已陈旧（调用方应据此闭锁）；0 - 新鲜，或仍在建立基线
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||
* 限定条件：任意任务上下文；零内核依赖、零共享状态 → 主机侧免桩可直接单测
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||
* 函数说明：差值口径与 adc_health_check() 一致（(int32_t) 差值，计数与 tick
|
||
* 回绕均安全）。首次调用只建基线并返回 0；序号有任何前进即返回 0
|
||
* （一次前进多帧属消费者超拍，不是故障）；倒退不在此判老，单调性
|
||
* 破坏归 ADC_HF_SEQ_BACKWARD 管。参数错返回 0——宁可不锁，不可误锁。
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||
*/
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||
uint8_t adc_health_age_stale(adc_health_age_t *a_p_age, uint32_t a_cur_seq,
|
||
uint32_t a_now_ms, uint32_t a_age_ms);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：读当前电平故障位
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* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：ADC_HF_TPAFE_STALL / ADC_HF_STM32_STALL / ADC_HF_SEQ_BACKWARD 组合
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* 限定条件：无
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* 函数说明：供 L5-4 闭锁判定与 UI；与 check() 出参 flags 同源。
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*/
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uint32_t adc_health_flags(void);
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/*
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* 函数功能：读锁存故障位（出现过即置位，直到 init 才清）
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||
* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：电平位 + ADC_HF_FRSTDATA/STM32_ERR/HW_ERR 的并集
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||
* 限定条件：无
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||
* 函数说明：stall 自愈后 sticky 仍保留该次故障痕迹（"曾经停摆过"必须留痕）。
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||
*/
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uint32_t adc_health_sticky(void);
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：读 TPAFE 累计丢帧点数
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||
* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：序号前进 >1 的超出部分累计（与 STM32 侧 adc_input_stm32_gaps() 对称）
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||
* 限定条件：无
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||
* 函数说明：消费者超拍（单拍耗时 > 1 ms）所致；非零本身不是闭锁条件，
|
||
* 但持续增长说明相量窗出现时间空洞，须排查耗时。
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||
*/
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||
uint32_t adc_health_tpafe_gaps(void);
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||
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||
/* ===================== L5-2 残余：码值越界（贴轨）检出，2026-10-25 ===================== */
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||
|
||
/* 贴轨锁存的连续拍数：20 拍 = 1 kHz 节拍下一个 50 Hz 周波。削顶/触轨波形的
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||
* 贴带段持续 ≥ 半周波；噪声毛刺不可能连续 20 拍钉在同侧轨带内（短板评测 §6.2
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||
* 判据①「连续 N 点贴满量程」的定标）。 */
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||
#define ADC_RAIL_N_RUN 20u
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||
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||
/* 贴轨监视的通道数上限（9 = 8 电气量 + 温度；温度是否监视由调用方经
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||
* adc_cal_rail_ths() 返回 -1 决定，本层不内嵌语义知识） */
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||
#define ADC_RAIL_CH_NUM 9u
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：贴轨观察器复位（adc_health_init() 已内含，单独暴露供编排层复用）
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||
* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：无
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||
* 限定条件：与 check() 同——仅任务上下文（单写者）
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||
*/
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||
void adc_health_rail_init(void);
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：单通道单拍贴轨观察（L5-2 码值越界检出，纯算术）
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||
* 入口参数：ch - 通道号（0..ADC_RAIL_CH_NUM-1，越界忽略） uint8_t
|
||
* code - 本拍原始码值（**码值域**，与标定无关） int32_t
|
||
* lo_th - 下轨带上界（code ≤ 此值算贴底） int32_t
|
||
* hi_th - 上轨带下界（code ≥ 此值算贴顶） int32_t
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||
* 返 回 值：1 - 本拍**新锁存**该通道（边沿，供编排层落日志）；0 - 无新事件 uint32_t
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||
* 限定条件：每拍每通道至多一次（与采样帧同节奏，单写者）
|
||
* 函数说明：锁存条件 = 连续 ADC_RAIL_N_RUN 拍贴**同一侧**轨带，且该通道此前
|
||
* 出现过中带样本（「释放沿」）。释放沿要求的理由：空载信号恒 0、
|
||
* 开机未采到帧恒 0 都是**合法工况**（短板评测 §6.2：空载与零值都是
|
||
* 合法工况）——只有「动过又钉死在轨上」才是削顶/越界签名。锁存后
|
||
* 不再重复报边沿，直到 rail_init/health_init 重置。
|
||
*/
|
||
uint32_t adc_health_rail_watch(uint8_t ch, int32_t code, int32_t lo_th, int32_t hi_th);
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：读贴轨锁存位图
|
||
* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：bit ch = 该通道曾检出贴轨（1 kHz × 9 路 → 低 9 位有效） uint32_t
|
||
* 限定条件：无
|
||
* 函数说明：供心跳日志 / 后续品质位映射（卡 8/9 的 qds 消费者）只读。
|
||
*/
|
||
uint32_t adc_health_rail_sticky(void);
|
||
|
||
#ifdef __cplusplus
|
||
}
|
||
#endif
|
||
|
||
#endif /* ADC_HEALTH_H */
|