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变更点： 1. CAN-FD（device/CANFD.cpp、sys/config.h） - 发送统一 FD+BRS（DLC≤8 不再回退经典 CAN）；OTA 期仍按通道压制 BRS - 空通道自动识别：连续 5 个 1Hz 窗口无有效帧且有错误 → 静默上报；有帧即恢复 - 三路 CAN 默认全开；RX parse budget 48→64 2. EtherCAT 桥 / PDO - 段1 增 txtxid/rx00ff；版本应答 0x00FF 粘滞发布，避免被 CONFIG 冲掉 - STATUS 禁止写入 xrx 快照；processSeq 新鲜度救援 3. OTA / 配置 - sys/config.h include 仓库内 shared/ota_layout.h（与 BOOT 共用，不再依赖仓外路径） - ota_boot_request 对齐配置页 word 布局 4. docs/audit_ecat_spi_wifi_ota_compatibility.md：ECAT/SPI/WiFi/OTA 兼容性审计 5. .gitignore：忽略 .trae/、docs/traework-import、评审过程稿
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8.7 KiB
C++
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C++
/**
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* @file ethercat_pdo.h
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* @brief EtherCAT 过程数据（PDO）收发模块。
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*
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* 一个 EtherCAT 周期在 SSC 里被拆成三个回调，本类按这三步各提供一个入口：
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* 1. APPL_OutputMapping() → readOutputs() 从 ESC 取走主站下发的输出数据
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* 2. APPL_Application() → process() 跑应用逻辑（当前是 PDO↔CAN 转发）
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* 3. APPL_InputMapping() → writeInputs() 把输入数据交回 ESC（从站→主站）
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*
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* 缓冲区归本类所有，dc_app.c 只保留 SSC 对象字典（0x7000/0x6000 的 packed 结构体
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* 是 SDO 存储，必须留在 C 侧）与三行 extern "C" 转发。这样"收发"这件事只有一个
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* 归属：想加新的过程数据语义只改本类，不必再动 SSC 移植层。
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* @note 输出/输入**长度不相等**（64B / 384B），为电机控制台腾出
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* 状态窗口空间。长度常量统一由 ethercat_can_bridge.h 提供，避免三处各写
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* 一个魔数后失配。
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* @note 上下文：free-run 时三个回调都在主循环（ECAT_Main / ECAT_Application）；
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* 启用 DC 后 readOutputs/writeInputs 改由 Sync0_Isr(preempt=0) 调用，而
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* process() 仍在主循环。因此 s_out/s_in 是跨上下文共享的——两者都只在
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* 单一写者下被整块读写，且 CM4 上 memcpy 的撕裂最坏只会让某个周期读到
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* 上/下半帧混合。对 seq 沿触发语义无害（seq 是单字节，要么旧要么新，
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* 不会产生第三个值），故不加临界区，避免在 ISR 里关中断拖累抖动。
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*/
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#ifndef COMM_ETHERCAT_PDO_H
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#define COMM_ETHERCAT_PDO_H
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#include <cstdint>
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#include "comm/ethercat_can_bridge.h"
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/**
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* @brief EtherCAT 过程数据收发。
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* @note 全静态类，与 EthercatSlave / EthercatSync 同风格。
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*/
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class EthercatPdo {
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public:
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/** @brief 输出过程数据长度（主站→从站）。 */
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static constexpr uint16_t kPdoOutBytes = kEcatPdoOutBytes;
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/** @brief 输入过程数据长度（从站→主站）。 */
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static constexpr uint16_t kPdoInBytes = kEcatPdoInBytes;
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/**
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* @brief 取走主站下发的输出过程数据（主站→从站）。
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* @param[in] esc 指向 ESC 输出缓冲的 kPdoOutBytes 字节。
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* @note 由 APPL_OutputMapping() 每周期调用；只做搬运不做业务，
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* 业务在 process() 里跑，保证 ISR 上下文（DC 模式）足够短。
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*/
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static void readOutputs(const uint8_t *esc);
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/**
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* @brief 输出探针（输出按需全量读，配合 SSC PDO_OutputMapping）。
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* @param[in] head 输出 PDO 头 12B（覆盖 SEQ@0 / WIN@8 / FLAGS@3）。
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* @return true=需要全量读（seq 沿或清统计请求）；false=本周期跳过全量读。
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* @note 每周期由 PDI_Isr 在读 ESC 前调用：做 seq 基准 priming 与沿判定；
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* s_lastSeq 的推进仍留在全量路径（processOutput）。不再
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* 维护 win_base（段 2 电机整轮密排，无滑窗）。
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*/
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static bool outputProbe(const uint8_t *head);
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/**
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* @brief 跑一个应用周期：消费输出、生成输入。
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* @note 由 APPL_Application() 在主循环调用。
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*/
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static void process();
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/**
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* @brief 交回输入过程数据（从站→主站）。
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* @param[out] esc 指向 ESC 输入缓冲的 kPdoInBytes 字节。
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* @note 由 APPL_InputMapping() 每周期调用。只填 RAM/对象存储；
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* 真正写 ESC 的字节量由 PDO_InputMapping 经 sparseEscWritePlan 决定。
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*/
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static void writeInputs(uint8_t *esc);
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/**
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* @brief 稀疏写 ESC 的两段计划：段1+段2有效区、段3+段5；跳过空槽区。
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* @param[out] off0/len0 第一段相对 PDO 起点的偏移与长度
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* @param[out] off1/len1 第二段
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* @return true=可按两段写；false=应回退整包 600B（开关关/非密排/count 越界/两段相接）
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* @note 必须在 writeInputs() 之后调用，读的是已发布的 s_in。
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*/
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static bool sparseEscWritePlan(uint16_t *off0, uint16_t *len0,
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uint16_t *off1, uint16_t *len1);
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/**
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* @brief 输入 PDO 写 ESC 的多段差分计划（未启用时回退稀疏/整包）。
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* @param[out] offs 段偏移数组，至少 kEscPlanMaxSegs 项
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* @param[out] lens 段长度数组，至少 kEscPlanMaxSegs 项
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* @return 段数 1..kEscPlanMaxSegs；调用方逐段 HW_EscWriteIsr。
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* @note 必须在 writeInputs()/s_in 发布之后、每拍一次调用。按三区差分：
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* 段1(0..31 桥状态)、段2(32..543 电机密排，写时用稀疏有效长)、
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* 段3+5(544..599)。变化后连续写 3 拍冲完 3-buffer 才允许跳过。
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* 全段跳过时返回「末 2 字节」一段以完成 SM 事件。有副作用。
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*/
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static uint8_t escWritePlan(uint16_t *offs, uint16_t *lens);
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/** escWritePlan 最多段数。 */
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static constexpr uint8_t kEscPlanMaxSegs = 4U;
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/** @brief 累计取走输出的周期数（主站在发过程数据的证据）。 */
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static uint32_t outputCycles() { return s_outputCycles; }
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/** @brief 累计交回输入的周期数。 */
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static uint32_t inputCycles() { return s_inputCycles; }
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/** @brief process() 完整填完一拍输入的序号。新鲜度救援看这个，而不是
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* InputMapping 的 s_inMapSeq——后者只证明「在拷陈旧 s_in」。 */
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static uint32_t processSeq() { return s_processSeq; }
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/** @brief process() 被重入拦下的次数。持续增长 = 跨上下文抢占确实在发生
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* （PDI_Isr / Sync0_Isr / Sync1_Isr / MainLoop 互相打断），也就证明了
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* 批量区跨轮次拼接的成因；恒为 0 则说明该机制推断有误。 */
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static uint32_t reentryCount() { return s_reentryCount; }
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/** @brief 是否已开始过程数据交换（收到过至少一个输出周期）。 */
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static bool isExchanging() { return s_outputCycles != 0U; }
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/**
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* @brief 拷出最近一份输出过程数据快照（诊断用）。
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* @param[out] dst 至少 kPdoOutBytes 字节。
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*/
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static void snapshotOutput(uint8_t *dst);
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private:
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/**
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* @brief 填充输入 PDO 段 5 设备诊断区（尾部 8 字节）。
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* @param[out] in 全长输入过程数据缓冲。
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* @note 布局常量 ECAT_DIAG_OFF_* 见 ethercat_can_bridge.h；当前携带
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* CPU 负载率(0.1% 单位) + 窗口序号，取自 sys/cpu_load.h。
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*/
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static void fillDiagTail(uint8_t *in);
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/** @brief 最近一份主站下发的输出数据。
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* @note alignas(4)：让整块 memcpy（writeInputs / [DIFF-STATS] 的快照拷贝）按
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* 字宽走而非逐字节。比对主循环本身不依赖它——已改成手拼 4 字节移位，
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* 因为 -Oz 下 memcpy(&a,p,4) 会编成函数调用，见 ethercat_diff_stats.cpp。 */
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alignas(4) static uint8_t s_out[kPdoOutBytes];
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/** @brief 待交回主站的输入数据（已发布的完整镜像，writeInputs 只读它）。 */
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alignas(4) static uint8_t s_in[kPdoInBytes];
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/** @brief 输入 PDO 工作缓冲：buildInput 填这里，填完整块发布到 s_in。
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* ECAT_Application() 会在 PDI_Isr / Sync0_Isr / Sync1_Isr / MainLoop 四个
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* 上下文被调用并互相抢占，直接写 s_in 会让读侧取到跨轮次的半成品。 */
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alignas(4) static uint8_t s_build[kPdoInBytes];
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/** @brief 写 ESC 差分影子：段1 / 段2 / 段3+5 三区。 */
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alignas(4) static uint8_t s_escSh1[32];
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alignas(4) static uint8_t s_escSh2[ECAT_XRX_OFF_CH - 32U];
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alignas(4) static uint8_t s_escSh3[kEcatPdoInBytes - ECAT_XRX_OFF_CH];
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static uint8_t s_escFlush1;
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static uint8_t s_escFlush2;
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static uint8_t s_escFlush3;
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static bool s_escSh1Valid;
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static bool s_escSh2Valid;
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static bool s_escSh3Valid;
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/** @brief process() 被重入拦下的次数（诊断用，见 reentryCount()）。 */
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static volatile uint32_t s_reentryCount;
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static volatile uint32_t s_outputCycles;
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static volatile uint32_t s_inputCycles;
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static volatile uint32_t s_processSeq;
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};
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extern "C" {
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/** @brief 供 dc_app.c(C 文件)调用：取走输出过程数据。 */
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void EcatPdo_ReadOutputs(const uint8_t *esc);
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/** @brief 供 dc_app.c 调用：跑一个应用周期。 */
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void EcatPdo_Process(void);
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/** @brief 供 dc_app.c 调用：交回输入过程数据。 */
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void EcatPdo_WriteInputs(uint8_t *esc);
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/** @brief 供 dc_app.c 新鲜度救援：process() 是否还在推进。 */
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uint32_t EcatPdo_ProcessSeq(void);
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/** @brief PDO_OutputMapping 探针命中并完成全量读后调用（本拍 s_out 已新鲜）。 */
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||
void EcatPdo_NoteOutputMapped(void);
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}
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#endif /* COMM_ETHERCAT_PDO_H */
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