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问题：L5-4 闭锁读的 adc_health_flags() 只有 adcTask 每拍跑 adc_health_check() 才可能置位。TIM3 一停，adcTask 就永久阻塞在 osThreadFlagsWait（刻意的 fail-safe），check() 不再执行 → stall 位 永远是 0，而 protectTask 仍每 20 ms 拿冻在最后一帧的相量继续判据。 窗口最坏约 800 ms（停喂阈值）+ 2498 ms（IWDG 标称）≈ 3.3 s。 方案：保护侧建一条与消费者存活完全解耦的兜底新鲜度门。 - adc_health.c/h 新增 adc_health_age_stale()：无模块状态的纯判据， 参照系 adc_health_age_t 由调用方自存。故意不让 protectTask 去调 adc_health_check()——那是「每拍一次、单写者」的契约，两个上下文 同写会互相刷新差值基线，把现有判定层一起弄坏。 - 新增 ADC_HF_STALE = bit8（与判定层 bit0..bit7 位段错开）。本位 不由判定层写、不进 sticky、不进编排层 logged 位图。 - protect_task.c 用自己的时基直接读两个**中断侧递增**的计数器 （tpafe5160_frame_seq / adc_input_stm32_seq），并入掩码。两条车道 各自一份 primed：共用会让先观测的那条把标志置 1，另一条首拍拿 adv_ms = 0 算年龄 → 开机即误锁保护。 - 门限 PROT_STALE_AGE_MS = 100 + 20 = 120 ms，买的是时序阶梯： 判定层活着时它先报 0x1/0x2（带日志与自检留痕），死了只出现 0x100。闭锁最迟 140 ms，仍远小于最小动作延时（默认 1000 ms）。 实测： - @build 0 错 0 警：Code 213424 → 213520（+96 B）；ZI 131480 → 131504（+24 B = 两份 age 结构）；RW-data 1184 不变 - stack_report：protectTask 静态最坏链 872 B 不变（余 1176 B / 57%）、 adcTask 1320 B 不变——新判据无日志，不进最坏链 - 主机单测 45/45（新增 TC-ADCHEALTH-012..017 共 14 条断言：首拍只建 基线 / 超拍不判老 / 门限含等号 / 跨 tick 回绕 / 倒退按分工不判老 / 双观察者互不污染 / 空参数不判老） - 台架注入（一次性停 TIM3 300 ms 探针，验完已撤；探针固件与最终 固件 Program Size 逐字节相同）： [+5462ms] [ERR][PROT] sampling FAULT -> protection blocked (hf=0x00000100) [+5757ms] [PROT] sampling recovered -> protection resumed 同次开机 [ADC_TASK] health: 出现 0 次；MISS 快照缺的正是 bit6 （0x1F7 - 0x1B7 = 0x40，实证 adcTask 当时确实阻塞，不是"在跑但没报"）； reset cause: 仅 1 次（300 ms 被 800 ms 容忍吸收，闭锁不靠复位） 证据 docs/测试说明/boot_log_data/20261021_probe_stale_gate_boot_log.txt - 字节卫生：BOM 无 / CR 0 / U+FFFD 0；新增行无非法字面量 gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill pre-commit run --all-files 失败仅这两条（台账受管快照与本树 .map 的 Flash/RAM 水位漂移，即本次 +96 B Code、+24 B ZI）。按并行分支约定 本分支不跑 --write，台账由 Lead 合并后统一回填。 文档同步：设计说明新增 §15（原相关文档改 §16），§7 位表加 bit8 行、 §8 责任矩阵与「已知窗口」段改写为已闭合、§10 盲区第 3 条、§11 用例 表、§12 判读手册、§14 改前清单全部跟上；位图配图补 bit8 列，并修掉 生成器把列数硬编码成 8 列导致新列被备注框盖住的问题。
167 lines
9.1 KiB
C
167 lines
9.1 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"
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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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* 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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* 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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* 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
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||
* 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
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||
* （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
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||
* 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,
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uint32_t a_now_ms, uint32_t a_age_ms);
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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，
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||
* 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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#ifdef __cplusplus
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||
}
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||
#endif
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||
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||
#endif /* ADC_HEALTH_H */
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