feat(comm): LAN9252增加csrRead验证分级并实现PDO差分写功能

为提升EtherCAT通信性能，实现以下两项优化： 1. 对EscLan9252::csrRead方法增加verify参数，支持分级验证： - verify=true(默认)：保持原有的双读比对+重试机制，用于SM/AL/邮箱等关键路径防止EXMC毛刺 - verify=false：单读模式，用于诊断回读/MII busy轮询/init轮询等低风险场景，节省一半CSR间接访问时间 2. 实现PDO输入差分写ESC功能： - 将输入PDO分为三区：段1桥状态(0-31)、段2电机密排(32-543)、段3+5 快照诊断(544-599) - 采用3-buffer冲刷协议：变化后连续写3拍确保3个缓冲区全部更新 - 对内容稳定的段跳过写操作，显著减少PRAM字节搬运时间 - 全段跳过时强制写末2字节完成SM事件应答同时更新配置版本至1.6.25，添加相关配置选项和文档说明。
2026-09-12 20:10:52 +08:00
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commit 6afaacd03a
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@@ -23,6 +23,15 @@ alignas(4) uint8_t EthercatPdo::s_in[EthercatPdo::kPdoInBytes]   = {0};
 /* 输入 PDO 的工作缓冲：buildInput 填这里，填完整块发布到 s_in（见 process()）。
 * 读侧 writeInputs 只读 s_in，因此永远看不到"填到一半"的镜像。 */
 alignas(4) uint8_t EthercatPdo::s_build[EthercatPdo::kPdoInBytes] = {0};
+alignas(4) uint8_t EthercatPdo::s_escSh1[32] = {0};
+alignas(4) uint8_t EthercatPdo::s_escSh2[ECAT_XRX_OFF_CH - 32U] = {0};
+alignas(4) uint8_t EthercatPdo::s_escSh3[kEcatPdoInBytes - ECAT_XRX_OFF_CH] = {0};
+uint8_t EthercatPdo::s_escFlush1 = 0U;
+uint8_t EthercatPdo::s_escFlush2 = 0U;
+uint8_t EthercatPdo::s_escFlush3 = 0U;
+bool    EthercatPdo::s_escSh1Valid = false;
+bool    EthercatPdo::s_escSh2Valid = false;
+bool    EthercatPdo::s_escSh3Valid = false;

 volatile uint32_t EthercatPdo::s_outputCycles = 0U;
 volatile uint32_t EthercatPdo::s_inputCycles  = 0U;
@@ -185,6 +194,100 @@ bool EthercatPdo::sparseEscWritePlan(uint16_t *off0, uint16_t *len0,
 #endif
 }

+namespace {
+/** 段2 有效长度（稀疏：到 count*56 为止；否则整段）。 */
+uint16_t escSeg2WriteLen(const uint8_t *in)
+{
+#if CONFIG_ECAT_SPARSE_ESC_WRITE
+    if (in[ECAT_MOTW_OFF_MAGIC] == kEcatMotLayoutMagic) {
+        const uint8_t count = in[ECAT_MOTW_OFF_COUNT];
+        if (count <= kEcatMotSlotsPerPdo) {
+            const uint16_t headEnd =
+                (uint16_t)(ECAT_MOTW_OFF_SLOTS + (uint16_t)count * kEcatMotSlotSize);
+            if (headEnd < ECAT_XRX_OFF_CH) {
+                return headEnd;
+            }
+        }
+    }
+#else
+    (void)in;
+#endif
+    return ECAT_XRX_OFF_CH;
+}
+
+/** 判定是否需要写某区：无影子 / 冲刷中 / 内容变化。变化时刷新影子并重置冲刷=2。 */
+bool diffNeedWrite(const uint8_t *cur, uint16_t off, uint16_t cmpLen,
+                   uint8_t *shadow, bool &valid, uint8_t &flush)
+{
+    const bool changed = !valid || memcmp(cur + off, shadow, cmpLen) != 0;
+    if (changed) {
+        memcpy(shadow, cur + off, cmpLen);
+        valid = true;
+        flush = 2U; /* 本拍 + 再 2 拍，冲完 3-buffer */
+        return true;
+    }
+    if (flush > 0U) {
+        --flush;
+        return true;
+    }
+    return false;
+}
+} /* anonymous namespace */
+
+uint8_t EthercatPdo::escWritePlan(uint16_t *offs, uint16_t *lens)
+{
+    if (offs == nullptr || lens == nullptr) {
+        return 0U;
+    }
+
+#if !CONFIG_ECAT_DIFF_ESC_WRITE
+    /* 回退：稀疏两段或整包 */
+    uint8_t n = 0U;
+    uint16_t o0, l0, o1, l1;
+    if (sparseEscWritePlan(&o0, &l0, &o1, &l1)) {
+        offs[n] = o0; lens[n] = l0; ++n;
+        offs[n] = o1; lens[n] = l1; ++n;
+    } else {
+        offs[0] = 0U; lens[0] = kPdoInBytes; n = 1U;
+    }
+    return n;
+#else
+    /* 三区差分：段1 桥状态 / 段2 电机密排(稀疏写有效长) / 段3+5 快照诊断。
+     * 段1 计数器几乎每拍变，段2 稳定时省最大头，段3+5 多数拍稳定。 */
+    uint8_t n = 0U;
+    if (diffNeedWrite(s_in, 0U, 32U, s_escSh1, s_escSh1Valid, s_escFlush1)) {
+        offs[n] = 0U;
+        lens[n] = 32U;
+        ++n;
+    }
+    if (diffNeedWrite(s_in, 32U, (uint16_t)(ECAT_XRX_OFF_CH - 32U),
+                      s_escSh2, s_escSh2Valid, s_escFlush2)) {
+        offs[n] = 32U;
+        /* 写长：稀疏时只写到 count*56，但影子比对的是完整 32..543（含清零空洞）。
+         * 空洞不写入 ESC 无妨：主站只按 count 迭代。 */
+        const uint16_t wlen = escSeg2WriteLen(s_in);
+        lens[n] = (wlen > 32U) ? (uint16_t)(wlen - 32U) : 0U;
+        if (lens[n] == 0U) {
+            /* count=0：段2 头 8 字节仍要写（count/active/magic） */
+            lens[n] = 8U;
+        }
+        ++n;
+    }
+    if (diffNeedWrite(s_in, ECAT_XRX_OFF_CH, (uint16_t)(kPdoInBytes - ECAT_XRX_OFF_CH),
+                      s_escSh3, s_escSh3Valid, s_escFlush3)) {
+        offs[n] = ECAT_XRX_OFF_CH;
+        lens[n] = (uint16_t)(kPdoInBytes - ECAT_XRX_OFF_CH);
+        ++n;
+    }
+    if (n == 0U) {
+        offs[0] = (uint16_t)(kPdoInBytes - 2U);
+        lens[0] = 2U;
+        n = 1U;
+    }
+    return n;
+#endif
+}
+
 void EthercatPdo::snapshotOutput(uint8_t *dst)
 {
    if (dst == nullptr) {
@@ -225,4 +328,24 @@ uint8_t EcatPdo_SparseEscPlan(uint16_t *off0, uint16_t *len0,
    return EthercatPdo::sparseEscWritePlan(off0, len0, off1, len1) ? 1U : 0U;
 }

+/* 1.6.25 差分写计划：SSC PDO_InputMapping 逐段 HW_EscWriteIsr。 */
+uint8_t EcatPdo_EscWritePlan(uint16_t *offs, uint16_t *lens, uint8_t maxSegs)
+{
+    if (offs == nullptr || lens == nullptr || maxSegs == 0U
+        || maxSegs > EthercatPdo::kEscPlanMaxSegs) {
+        return 0U;
+    }
+    uint16_t o[EthercatPdo::kEscPlanMaxSegs];
+    uint16_t l[EthercatPdo::kEscPlanMaxSegs];
+    const uint8_t n = EthercatPdo::escWritePlan(o, l);
+    if (n == 0U || n > maxSegs) {
+        return 0U;
+    }
+    for (uint8_t i = 0U; i < n; ++i) {
+        offs[i] = o[i];
+        lens[i] = l[i];
+    }
+    return n;
+}
+
 }  /* extern "C" */