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1742d9a759
- 段2(32..543): count=实际电机数(0..9), 空节点不占位, 槽序按 node_id 升序 - 同号多通道取 seq 最新; magic@35=0xA5 区分密排与旧滑窗 - 差分填充: 节点集合+seq/online 未变时整段复用影子 - 删段4 fillRxWindow; 非STATUS仍走段1/3最近一帧 - 输入PDO总长仍600B, SII无需重刷; 主站需按count密排解码 - 动机: 接3电机却看到5状态帧(空槽占位); win_base滑窗对已识别电机无意义
219 lines
8.0 KiB
C++
219 lines
8.0 KiB
C++
/**
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* @file ethercat_diff_stats.cpp
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* @brief [DIFF-STATS] 输入镜像差分统计实现（度量定义与存在理由见 ethercat_diff_stats.h）。
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*
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* 整文件由 CONFIG_ECAT_DIFF_STATS 门控：置 0 时不参与编译，挂接点各自也有 #if，
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* 因此关掉之后固件与改造前逐字节等价。
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*/
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#include "comm/ethercat_diff_stats.h"
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#include <cstring>
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#include "RTE_Components.h"
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#include CMSIS_device_header
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#include "comm/ethercat_pdo_size.h"
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#include "sys/config.h"
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#if CONFIG_ECAT_DIFF_STATS
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namespace {
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constexpr uint16_t kInBytes = (uint16_t)ECAT_PDO_IN_BYTES;
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constexpr uint32_t kInWords = (uint32_t)kInBytes / 4U; /* 600/4=150，无尾巴字节 */
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constexpr uint8_t kSegCount = 5U;
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/**
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* @brief 各段字节上界（开区间），用于把变化量归到布局段落。
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* @note 1.6.21 布局：段1(0..31) 段2(32..543) 段3(544..583) 段4 已删 段5(584..599)。
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* 段4 上界=段5 起点，区间为空、恒 0，子索引保留以免动对象字典。
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*/
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constexpr uint16_t kSegEnd[kSegCount] = {32U, 544U, 584U, 584U, kInBytes};
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/** @brief 上一份已发布的镜像。alignas(4) 是让优化器能把 4 字节 memcpy 折成单条
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* LDR 的前提——丢了它，比对会从 ~150 次字访问退化成 600 次字节访问。 */
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alignas(4) uint8_t s_prev[kInBytes];
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bool s_havePrev = false;
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/* ── 正在累积的窗口 ── */
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uint32_t s_curCycles = 0U;
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uint32_t s_curChangedMax = 0U;
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uint32_t s_curRunsTotal = 0U;
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uint32_t s_curRunsMax = 0U;
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uint32_t s_curCompareCyc = 0U;
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uint32_t s_curSeg[kSegCount] = {0U, 0U, 0U, 0U, 0U};
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uint32_t s_winStart = 0U;
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/* ── 上一个已完成的窗口（getter 只读这份，保证主站拿到的是稳定值）── */
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uint32_t s_winCycles = 0U;
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uint32_t s_winChangedMax = 0U;
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uint32_t s_winRunsTotal = 0U;
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uint32_t s_winRunsMax = 0U;
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uint32_t s_winCompareCyc = 0U;
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uint32_t s_winSeg[kSegCount] = {0U, 0U, 0U, 0U, 0U};
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uint32_t s_windowSeq = 0U;
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/** @brief 字节偏移所属段号。只对"确实变了"的字调用，线性 5 次比较足够。 */
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uint8_t segOf(uint32_t byteOff)
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{
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for (uint8_t i = 0U; i < kSegCount; ++i) {
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if (byteOff < (uint32_t)kSegEnd[i]) {
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return i;
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}
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}
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return (uint8_t)(kSegCount - 1U); /* 理论上到不了：kSegEnd[4] == kInBytes */
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}
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/** @brief 结算窗口：把累加值搬成"上一个完整窗口"，再清零重新计时。 */
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void rollWindow(uint32_t now)
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{
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s_winCycles = s_curCycles;
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s_winChangedMax = s_curChangedMax;
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s_winRunsTotal = s_curRunsTotal;
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s_winRunsMax = s_curRunsMax;
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s_winCompareCyc = s_curCompareCyc;
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for (uint8_t i = 0U; i < kSegCount; ++i) {
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s_winSeg[i] = s_curSeg[i];
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s_curSeg[i] = 0U;
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}
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s_curCycles = 0U;
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s_curChangedMax = 0U;
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s_curRunsTotal = 0U;
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s_curRunsMax = 0U;
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s_curCompareCyc = 0U;
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s_winStart = now;
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s_windowSeq++;
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}
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} /* namespace */
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/**
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* @brief 与上一份已发布镜像比对并累计统计。
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* @note .ramfunc：每拍在 PDI_Isr 里跑。放 flash 会带来等待态，既污染本仪表
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* 自己要测的 compareCyc，也给被测的写侧窗口添无谓的额外占用。
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*/
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__attribute__((section(".ramfunc"), noinline))
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void EthercatDiffStats::observe(const uint8_t *cur) noexcept
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{
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const uint32_t t0 = DWT->CYCCNT;
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if (!s_havePrev) {
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/* 首拍只建基准：否则第一拍会把"整 600B 都变了"记成样本，把 changedMax
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* 和段计数全钉在无意义的上限上。 */
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std::memcpy(s_prev, __builtin_assume_aligned(cur, 4), kInBytes);
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s_havePrev = true;
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s_winStart = DWT->CYCCNT;
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return;
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}
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uint32_t changed = 0U;
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uint32_t runs = 0U;
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bool inRun = false;
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/* 对齐必须在调用点再声明一次：alignas(4) 只到形参为止，函数签名是
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* const uint8_t*，优化器看不见对齐就无从折字访问。实测两版都因此慢到不能用——
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* 移位版反汇编出 8 条 ldrb.w/字（41µs/拍），memcpy 版 21µs/拍 —— 而这个数会被
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* 直接读成"差分判断很贵"，是仪表自己造的假象，不是差分的成本。 */
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const uint8_t *prevW = static_cast<const uint8_t *>(__builtin_assume_aligned(s_prev, 4));
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const uint8_t *curW = static_cast<const uint8_t *>(__builtin_assume_aligned(cur, 4));
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for (uint32_t w = 0U; w < kInWords; ++w) {
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const uint32_t o = w * 4U;
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uint32_t a;
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uint32_t b;
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/* assume_aligned + memcpy：不碰严格别名，又能让 -Oz 折成单条 LDR。 */
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std::memcpy(&a, prevW + o, 4U);
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std::memcpy(&b, curW + o, 4U);
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if (a == b) {
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inRun = false;
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continue;
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}
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changed += 4U;
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if (!inRun) {
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runs++;
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inRun = true;
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}
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s_curSeg[segOf(o)] += 4U;
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}
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s_curCycles++;
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s_curRunsTotal += runs;
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if (changed > s_curChangedMax) { s_curChangedMax = changed; }
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if (runs > s_curRunsMax) { s_curRunsMax = runs; }
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std::memcpy(s_prev, curW, kInBytes);
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const uint32_t t1 = DWT->CYCCNT;
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/* 比对自身开销：不含上面那次 600B 快照搬运（那是差分写真要做时要付的成本之一，
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* 单列出来才看得清"光判断"值多少钱）。 */
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s_curCompareCyc += (uint32_t)(t1 - t0);
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/* SystemCoreClock 个计数 = 1s（与 sys/cpu_load.cpp 同法；DWT 32 位约 23.8s
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* 绕回，窗口远短于此，无绕回问题）。 */
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if ((uint32_t)(t1 - s_winStart) >= SystemCoreClock) {
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rollWindow(t1);
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}
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}
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void EthercatDiffStats::reset() noexcept
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{
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s_havePrev = false;
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}
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uint32_t EthercatDiffStats::windowSeq() noexcept { return s_windowSeq; }
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uint32_t EthercatDiffStats::cycles() noexcept { return s_winCycles; }
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uint32_t EthercatDiffStats::changedMax() noexcept { return s_winChangedMax; }
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uint32_t EthercatDiffStats::runsTotal() noexcept { return s_winRunsTotal; }
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uint32_t EthercatDiffStats::runsMax() noexcept { return s_winRunsMax; }
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|
uint32_t EthercatDiffStats::seg1Bytes() noexcept { return s_winSeg[0]; }
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uint32_t EthercatDiffStats::seg2Bytes() noexcept { return s_winSeg[1]; }
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uint32_t EthercatDiffStats::seg3Bytes() noexcept { return s_winSeg[2]; }
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uint32_t EthercatDiffStats::seg4Bytes() noexcept { return s_winSeg[3]; }
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uint32_t EthercatDiffStats::seg5Bytes() noexcept { return s_winSeg[4]; }
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uint32_t EthercatDiffStats::compareCyc() noexcept { return s_winCompareCyc; }
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/* ── 供 dc_app.c(C 侧对象字典) 取值：一次拿全 11 个窗口值，避免 11 次跨语言调用 ── */
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extern "C" {
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/**
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* @brief [DIFF-STATS] 读上一个完整 1s 窗口的统计值。
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* @param[out] out 依次对应 0x2000 sub13..sub23。
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* 形参用 uint32_t 而非 SSC 的 UINT32 别名：本翻译单元不引 SSC 头，
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* 两者同为 32 位无符号，C 侧声明仍按 UINT32 写。
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*/
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void EcatDiffStats_GetWindow(uint32_t *out)
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{
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if (out == nullptr) {
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return;
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}
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out[0] = EthercatDiffStats::windowSeq();
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out[1] = EthercatDiffStats::cycles();
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out[2] = EthercatDiffStats::changedMax();
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out[3] = EthercatDiffStats::runsTotal();
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out[4] = EthercatDiffStats::runsMax();
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out[5] = EthercatDiffStats::seg1Bytes();
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out[6] = EthercatDiffStats::seg2Bytes();
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|
out[7] = EthercatDiffStats::seg3Bytes();
|
|
out[8] = EthercatDiffStats::seg4Bytes();
|
|
out[9] = EthercatDiffStats::seg5Bytes();
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out[10] = EthercatDiffStats::compareCyc();
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}
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} /* extern "C" */
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#else /* !CONFIG_ECAT_DIFF_STATS */
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/* 关掉时仍导出同名取值函数并填 0：这样 dc_app.c 的挂接点不需要再套一层
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* #if，子索引数量也保持与开启版一致(主站读到的恒 0，脚本按 winseq==0 判'未启用')。
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* 留一个空函数体反而会漏掉符号——1.6.20 首编就是栽在这里(L6218E)。 */
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extern "C" void EcatDiffStats_GetWindow(uint32_t *out)
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|
{
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|
if (out == nullptr) {
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return;
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}
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for (uint32_t i = 0U; i < 11U; ++i) {
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out[i] = 0U;
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}
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}
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#endif /* CONFIG_ECAT_DIFF_STATS */
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