cbb
cfe7725b26
- 新增ESC硬件复位序列(1.5.25)：PB10驱动LAN9252 RST#，拉低30ms+释放后300ms轮询HBI就绪， 满足tpurstd/trstia时序；此前RST#仅靠R44上拉自然释放 - 修正EXMC 16-bit地址左移(1.5.27)：HBI DATA偏移0x20000/0x30000→0x40000/0x60000； ADDSET 2→4 HCLK；片选更名NE1→NE0(LQFP100仅Region0) - 按LAN9252手册/AN1907修正EEPROM镜像(1.5.28)：word1高字节0x00→0xCC(SYNC0/1 Map+Output， 否则SYNC0留LATCH态DC过程数据死)、word2=5000(脉宽50µs)、尾部补真实0xFF； gen_eeprom.py按ETG.1000.6重写；DCU_ESI.xml PDI 0x05→0x8D、RxPdo/TxPdo互换改4×64bit对齐 - 删除GD32侧EEPROM烧录路径(1.5.29)：移除EscEeprom/esc_eeprom、eeprom_image.h及主循环 烧录块，ESI镜像改由主站ecat_flash_eeprom.py经ESC 0x0500刷写(162字全校验通过)； HBI互斥补屏蔽EXTI2(SYNC1)，防Sync1_Isr两步事务打断主循环HBI访问致错址 - DC SYNC0通路可观测(1.5.30/31)：EthercatSync新增sync0/sync1/escirq三个volatile计数器， task_runner 5s按增量打印速率；SSC OD新增只读0x2000 SYNC Diag，主站SDO轮询网页显示 - AL通路诊断(1.5.32)：ECAT_Main/SetALStatus打印主站AL请求与写回状态+错误码， task_runner新增5s [ECAT][HB]心跳(仅同步ISR激活时)；dc_app.c导出EcatDbg_ReadAlDiag - 删除死代码EthercatSlave::periodicIsr三缓冲PDO桥，PDO交换由SSC完成(4×64bit=32B)； EthercatSlave::init()恢复调用并以isBusReady()(BYTE_TEST)门控 - CANFD修复同通道突发只发3帧：transmitFrame新增allow_abort区分突发/软件队列路径， 邮箱满落入软件TX队列(深度13)由TX完成中断drainTxQueueIsr回灌；BRS重新启用(0→1) - motor_state新增CONFIG帧缓存(0x00000101, DLC 24)记录目标值回报，条目44B→76B、每页5→3 - SPI 0xA2诊断扩展action 20~24(ECAT_NRST拉低/拉高/浮空/回读)；新增ESP32 EN自检打印 - 版本号更新至1.5.32
292 lines
13 KiB
C++
292 lines
13 KiB
C++
#ifndef DEVICE_CANFD_H
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#define DEVICE_CANFD_H
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#include <stdint.h>
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#include "sys/config.h"
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/** @brief 每通道反馈快照中保存的最近一帧最大数据长度（本地诊断用）。 */
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#define CANFD_FEEDBACK_LAST_DATA_MAX 32U
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/** @brief 每通道不重复 ID 快照表最大条目数（CONFIG_CANFD_ID_SNAPSHOT_MAX）。 */
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#define CANFD_ID_SNAPSHOT_MAX CONFIG_CANFD_ID_SNAPSHOT_MAX
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||
/** @brief 快照条目中最大数据字节数（CONFIG_CANFD_ID_SNAPSHOT_DATA_MAX）。 */
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#define CANFD_ID_SNAPSHOT_DATA_MAX CONFIG_CANFD_ID_SNAPSHOT_DATA_MAX
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/**
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* @brief CANFD 通信模块。
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* @note 负责 GPIO/模式控制、波特率配置、异步接收缓存与按需发送能力。
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*/
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class CanFd {
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public:
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/**
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* @brief CANFD 接收过滤模式枚举。
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||
* @note 默认模式为 kModeAllPass，即三路控制器关闭硬件 ID 过滤，全部接收。
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*/
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enum class Mode : uint8_t {
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kModeAllPass = 0U, /**< 全部接收模式：禁用硬件 ID/掩码匹配，所有 11/29 位帧都进入 FIFO0。 */
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||
kModeFilterId = 1U, /**< 过滤模式：按 CONFIG_CAN_RX_FILTER_ID/MASK 做标准帧掩码匹配。 */
|
||
kModeBridge0To12 = 2U, /**< CAN0 桥接模式：硬件过滤等同 AllPass，CAN0 收到的每一帧按原帧格式自动转发到 CAN1 与 CAN2。 */
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||
};
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||
/**
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||
* @brief CAN 发送结果枚举，枚举值即 SPI 错误响应码，便于 handler 直接透传。
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||
* @note 0xE0/0xE1 保留给 handler 入口校验（payload 过短/通道非法），
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||
* 不经 transmitFrame 返回；0xE2~0xE5 由 transmitFrame 区分四种失败原因。
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||
*/
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||
enum class CanTxResult : uint8_t {
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kOk = 0x00U, /**< 发送成功，已进入硬件邮箱。 */
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||
kErrBusOff = 0xE2U, /**< 通道处于 BUS_OFF，不发送。 */
|
||
kErrTecHigh = 0xE3U, /**< TEC > 96，暂停发送保护通道。 */
|
||
kErrMailbox = 0xE4U, /**< 3 个硬件邮箱全 PENDING，abort+重投仍失败。 */
|
||
kErrInvalid = 0xE5U, /**< 入口参数无效（channelIndex/dlc/data 等）。 */
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||
};
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||
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||
/**
|
||
* @brief CANFD 运行诊断统计信息。
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||
*/
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||
struct Diag {
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uint32_t tx_count;
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||
uint32_t rx_count;
|
||
uint32_t error_count;
|
||
uint32_t rx_drop_count;
|
||
uint32_t rx_fifo_full_count;
|
||
uint32_t rx_fifo_overfull_count;
|
||
uint32_t tx_abort_count;
|
||
uint32_t last_rx_id;
|
||
uint32_t last_tx_id;
|
||
uint8_t last_rx_channel;
|
||
uint8_t last_tx_channel;
|
||
uint8_t last_payload_length;
|
||
uint8_t last_rx_fd_flag;
|
||
uint8_t last_rx_brs;
|
||
uint8_t last_rx_esi;
|
||
};
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||
|
||
/**
|
||
* @brief 单通道运行计数（每路独立累计）。
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||
*/
|
||
struct ChannelStats {
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||
uint32_t rx_count; /**< 该通道累计成功接收帧数。 */
|
||
uint32_t tx_count; /**< 该通道累计由硬件 MTFNERR 确认的成功发送帧数。 */
|
||
uint32_t rx_drop_count; /**< 该通道累计软件丢帧数。 */
|
||
uint32_t error_count; /**< 该通道累计错误计数（与发送邮箱失败合并）。 */
|
||
uint32_t last_rx_id; /**< 该通道最近一帧报文标识符。 */
|
||
uint8_t last_rx_dlc; /**< 该通道最近一帧报文数据长度。 */
|
||
uint8_t last_rx_fd_flag; /**< 该通道最近一帧 FD 帧标志。 */
|
||
uint8_t last_rx_brs; /**< 该通道最近一帧 BRS 标志。 */
|
||
uint8_t last_rx_esi; /**< 该通道最近一帧 ESI 标志。 */
|
||
uint8_t last_rx_data[CANFD_FEEDBACK_LAST_DATA_MAX];
|
||
uint8_t tec; /**< 最近一次采样时硬件发送错误计数器 (0~255)。 */
|
||
uint8_t rec; /**< 最近一次采样时硬件接收错误计数器 (0~255)。 */
|
||
uint8_t bus_state; /**< 总线状态位图：bit0=init_mode, bit1=sleep, bit2=error_passive, bit3=bus_off, bit4=error_warning。 */
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 单通道 1Hz 反馈快照（每秒刷新一次）。
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||
*/
|
||
struct ChannelFeedback {
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||
uint32_t snapshot_seq; /**< 第几次刷新（自启动起递增）。 */
|
||
ChannelStats stats; /**< 抓拍时刻的该通道统计与最近一帧信息。 */
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||
};
|
||
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 单个不重复 ID 的最新帧快照。
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||
*/
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struct IdSnapshotEntry {
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||
uint32_t id; /**< CAN 报文标识符。 */
|
||
uint32_t seq; /**< 该条目被更新的序号（自启动起递增）。 */
|
||
uint32_t rx_count; /**< 该 ID 累计接收帧数。 */
|
||
uint8_t dlc; /**< 最新一帧数据长度。 */
|
||
uint8_t fd_flag; /**< 最新一帧 FD 标志。 */
|
||
uint8_t brs; /**< 最新一帧 BRS 标志。 */
|
||
uint8_t esi; /**< 最新一帧 ESI 标志。 */
|
||
uint8_t data[CANFD_ID_SNAPSHOT_DATA_MAX]; /**< 最新一帧数据。 */
|
||
bool occupied; /**< 条目是否已被占用。 */
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 每通道不重复 ID 快照表（1Hz 刷新，SPI 命令分页拉取）。
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||
*/
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||
struct IdSnapshotTable {
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||
IdSnapshotEntry entries[CANFD_ID_SNAPSHOT_MAX];
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||
uint8_t count; /**< 当前占用条目数。 */
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||
uint32_t seq; /**< 全局更新序号（每次 refresh 时递增）。 */
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||
};
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||
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||
static void init();
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||
|
||
/**
|
||
* @brief L0 轻量自检（不向物理总线发帧）。
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||
* @retval true 所有已使能通道通过；false 无使能通道或任一路失败。
|
||
* @note 检查：硬件 init 结果、退出 init mode、收发器 Normal、无 BUS_OFF、TEC/REC 阈值。
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||
*/
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static bool selfTestL0();
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 查询指定通道是否已使能。
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||
* @param[in] channelIndex 通道索引 0/1/2。
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||
* @retval bool true=使能，false=禁用。
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||
*/
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static bool isChannelEnabled(uint8_t channelIndex);
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||
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||
/**
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||
* @brief 切换 CANFD 接收过滤模式。
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*/
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static void setMode(Mode mode);
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||
/** @brief 查询当前 CANFD 接收过滤模式。 */
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||
static Mode mode();
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||
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||
static bool hasRxFrame();
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||
static bool consumeRxFrame(uint32_t *id, uint8_t *data, uint8_t *length, uint8_t *channel = nullptr);
|
||
/**
|
||
* @brief 直接向指定 CAN 通道发送一帧（绕过软件队列）。
|
||
* @param allow_abort 邮箱全占时是否允许 abort 一个 PENDING 邮箱并重投一次。
|
||
* - true（0xC0 单帧路径默认）：非阻塞顶替，适合"最新命令优先"的单帧发送；
|
||
* - false（突发/队列路径）：邮箱满直接返回 kErrMailbox，交由 enqueueTx
|
||
* 的软件队列缓存，由 TX 完成中断回灌——避免 abort 把同通道已装载的
|
||
* 旧帧静默丢弃（>3 帧同通道突发只剩最后 3 帧上线的根因）。
|
||
*/
|
||
static CanTxResult transmitFrame(uint8_t channelIndex, uint32_t ext_id,
|
||
const uint8_t *data, uint8_t dlc, bool periodic = false,
|
||
bool allow_abort = true);
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||
|
||
/** @brief 立即停掉指定通道所有 PENDING 发送邮箱（阻止 auto_retrans 残留重发，供停等式协议用）。 */
|
||
static void abortPendingTx(uint8_t channelIndex);
|
||
|
||
/** @brief 运行时切换指定通道 CAN 自动重发（ARD 位，需 init-mode）；停等式 OTA 期间关闭、结束后恢复。 */
|
||
static void setChannelAutoRetrans(uint8_t channelIndex, bool enable);
|
||
|
||
/** @brief 读取指定通道 CAN_ERR 寄存器原始值（事件时刻只读快照，不依赖 1Hz 采样）。
|
||
* 解码：TEC=bit16-23，REC=bit24-31，ERRN=bit4-6；无效通道返回 0。仅供诊断日志，禁用于发送门控。 */
|
||
static uint32_t readChannelErrorReg(uint8_t channelIndex);
|
||
|
||
/** @brief 读取并清除指定通道的 TX 错误事件（ARD=1 单发下 MTE 置位 = 帧已确认丢失）。
|
||
* 供停等式 OTA 在丢帧后立即重发，免等 ACK 超时；仅主循环调用。 */
|
||
static bool consumeTxError(uint8_t channelIndex);
|
||
static const Diag *diag();
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 刷新三路 1Hz 反馈快照。
|
||
* @note 通常由任务调度器在 1 秒节拍调用，将各通道实时计数与最近一帧信息抓拍到 s_feedback。
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||
*/
|
||
static void refreshFeedbackSnapshot();
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||
|
||
/**
|
||
* @brief 拷贝指定通道的最新反馈快照到调用方缓冲。
|
||
* @param[in] channelIndex 目标 CAN 通道号（0/1/2）。
|
||
* @param[out] out 目标快照缓冲；为空或通道非法时返回 false。
|
||
* @retval bool true 表示成功拷贝，false 表示参数非法。
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||
*/
|
||
static bool copyFeedbackSnapshot(uint8_t channelIndex, ChannelFeedback *out);
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||
|
||
/**
|
||
* @brief 拷贝指定通道的不重复 ID 快照表。
|
||
* @param[in] channelIndex 目标通道 0/1/2。
|
||
* @param[out] out 输出缓冲。
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||
* @retval true 成功。
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||
*/
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||
static bool copyIdSnapshotTable(uint8_t channelIndex, IdSnapshotTable *out);
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||
|
||
static void handleRxInterrupt(uint8_t channelIndex);
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static void handleTxInterrupt(uint8_t channelIndex);
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||
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||
/**
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||
* @brief 突发排入软件 TX 队列（供 SPI 0xC7 burst handler / 突发场景使用）。
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||
*
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||
* 解决「3 个发送邮箱是物理上限、>3 帧突发必丢」的问题：
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||
* - 队列空时尝试直通 transmitFrame（不排队、零延迟）。
|
||
* - 邮箱满时把本帧追加到软件队列，TX 完成中断里持续出队回灌，
|
||
* 保证任意大小突发（同通道 ≤ 队列深度）都不丢帧。
|
||
*
|
||
* 同步：本函数可在 EXTI15 ISR 内运行（SPI burst handler），与 CAN TX ISR
|
||
* 并发；队列 Push/Pop 通过关中段互斥，无需 LDREX/STREX。
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||
*
|
||
* @param[in] channelIndex 目标通道（0/1/2）。
|
||
* @param[in] ext_id 29 位扩展 ID。
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||
* @param[in] data 数据负载；dlc>0 时必填。
|
||
* @param[in] dlc 数据长度 0..64。
|
||
* @retval CanTxResult::kOk 已进入硬件邮箱 OR 已入软件队列（统一视为已受理）。
|
||
* @retval CanTxResult::kErrMailbox 软件队列也满。
|
||
* @retval CanTxResult::kErrInvalid 参数非法。
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||
*/
|
||
static CanTxResult enqueueTx(uint8_t channelIndex, uint32_t ext_id,
|
||
const uint8_t *data, uint8_t dlc);
|
||
|
||
/** @brief 软件 TX 队列当前积压帧数（统计/诊断用）。 */
|
||
static uint32_t txQueueBacklog(uint8_t channelIndex);
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||
private:
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||
static constexpr uint8_t kRxQueueDepth = 16U;
|
||
/** 每通道软件突发队列深度：覆盖整块突发（CAN_BURST_HARD_MAX=16 帧）中同一通道的
|
||
* 全部超载帧（3 邮箱之外最多 13 帧 = 16-3），保证任意 DLC 的整块突发不因队列满丢帧。 */
|
||
static constexpr uint8_t kTxQueueDepth = 13U;
|
||
|
||
struct RxFrame {
|
||
uint8_t channel;
|
||
uint32_t id;
|
||
uint8_t data[64];
|
||
uint8_t length;
|
||
};
|
||
|
||
struct RxQueue {
|
||
RxFrame frames[kRxQueueDepth];
|
||
volatile uint8_t head;
|
||
volatile uint8_t tail;
|
||
volatile uint8_t count;
|
||
};
|
||
|
||
/** 排队等待硬件邮箱空位的 CAN 帧（仅 SDO 突发用，payload ≤ 64B）。 */
|
||
struct TxQueuedFrame {
|
||
uint32_t id;
|
||
uint8_t data[64];
|
||
uint8_t dlc;
|
||
};
|
||
struct TxQueue {
|
||
TxQueuedFrame frames[kTxQueueDepth];
|
||
volatile uint8_t head;
|
||
volatile uint8_t tail;
|
||
volatile uint8_t count;
|
||
};
|
||
|
||
/** @brief CAN TX ISR 内驱动：把队列里能装的全部装进硬件邮箱。 */
|
||
static void drainTxQueueIsr(uint8_t channelIndex);
|
||
|
||
static void initGpio();
|
||
/**
|
||
* @brief 根据当前模式为指定控制器配置接收过滤器。
|
||
* @param[in] canPeriph 目标 CAN 外设实例。
|
||
* @param[in] filterNumber 过滤器编号。
|
||
* @param[in] mode 目标接收过滤模式。
|
||
*/
|
||
static void configureRxFilter(uint32_t canPeriph, uint8_t filterNumber, Mode mode);
|
||
static bool initNominalTiming(uint32_t canPeriph);
|
||
static bool initFdMode(uint32_t canPeriph);
|
||
|
||
static void printClockInfo();
|
||
static void initChannelHardware(uint8_t i);
|
||
static void configureAllFilters();
|
||
static void printInitResult();
|
||
static void printErrorState();
|
||
static void runSelfTest();
|
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static void runLoopbackTest();
|
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static void dumpRegisters();
|
||
|
||
static Diag s_diag;
|
||
static RxQueue s_rxQueues[3];
|
||
static TxQueue s_txQueues[3]; /**< CAN 突发软件队列（邮箱装不下时缓存） */
|
||
static uint8_t s_nextConsumeChannel;
|
||
static volatile Mode s_mode;
|
||
static ChannelStats s_channelStats[3];
|
||
static ChannelFeedback s_feedback[3];
|
||
/** 各通道硬件 init（时序+退出 init mode）是否成功 */
|
||
static bool s_channelHwOk[3];
|
||
static uint32_t s_feedbackSeq;
|
||
static IdSnapshotTable s_idSnapshot[3];
|
||
};
|
||
|
||
#endif /* DEVICE_CANFD_H */
|