feat(DCU_APP): 添加CPU负载监控和EtherCAT诊断功能

- 在DCU_APP项目中添加cpu_load.h和cpu_load.cpp模块用于CPU负载率监测 - 修改csolution配置将构建目标从Debug切换为Release - 在EtherCAT PDO协议栈中新增段5诊断区（632-639字节），包含负载率和序列号 - 在所有关键中断服务程序中添加CpuLoad::isrEnter()/isrExit()钩子用于准确统计中断占用 - 增强EtherCAT同步中断处理，改进AL事件掩码守护机制，修复OP状态下PDI中断门控问题 - 解决SSC源码中指针地址对齐警告和打包成员访问警告问题 - 在主循环中集成CPU负载率采样tick()调用，实现1秒滚动窗口统计 BREAKING CHANGE: 构建配置从Debug改为Release，EtherCAT协议栈增加新的诊断数据区
2026-09-05 20:07:22 +08:00
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commit 70daa4b0c6
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+/**
+ * @file cpu_load.h
+ * @brief CPU 负载率测量（1.5.63 定义收窄，机制沿用 1.5.61）。
+ *
+ * 度量定义：**中断 + 非延迟处理段（任务派发 / OTA 中继等请求驱动工作）占墙钟
+ * 时间的比值**，1s 滚动窗口，分辨率 0.1%（permille）。
+ *
+ * 为什么不计入主循环常开轮询：本架构在 EtherCAT 实时模式(CONFIG_MAIN_LOOP_WFI_ENABLE=0)
+ * 下主循环空闲时是 NOP 忙等，且 runPending() 每圈无条件跑 SSC MainLoop 轮询与各
+ * poll() 检查——把这部分计入"busy"的话负载率恒 ≈99%，失去参考价值（1.5.61 实机
+ * 实测 99.4%，其中绝大部分是自由运转的轮询而非在处理事件）。收窄后的定义回答
+ * 的问题变成"CPU 有多少时间在响应事件"，随真实负载（CAN 流量、OTA 中继、
+ * DC 模式 Sync0 过程数据搬运）增长；常开轮询成本与空转时间不计入。
+ *
+ * 计入项（全走同一深度计数器求**区间并集**，嵌套不重不漏）：
+ *   - 全部挂钩 ISR：TIMER2(100µs 调度)、SysTick、EXTI0/1/2(EtherCAT Sync0/PDI/
+ *     Sync1)、TIMER0(DC 定时档)、CAN0-2 RX+TX、SPI0+EXTI10_15、USART0。
+ *     DC 模式下 Sync0_Isr 的 EXMC 过程数据搬运由此计入——这是大头，不能漏。
+ *   - 主循环非延迟段：TaskManager 派发的周期任务、0xB0 进 BOOT 处理、
+ *     电机 OTA relay 推进（isActive() 门控，空闲时零挂钩开销）。
+ * 不计入项：SSC MainLoop 轮询、AppSpiCommandBus.poll()、看门狗喂狗等常开检查
+ * （free-run 调试模式下 PDO 应用跑在主循环轮询路径，不计入；生产走 DC 模式，
+ * 等价工作在 Sync0 ISR 内已计入）。
+ *
+ * 并发协议（无关中断、无临界区）：enter/exit 用 LDREX/STREX 原子改深度，
+ * 任一优先级可抢占任意上下文而不破坏计数——STREX 失败方重试时会看到已修正的
+ * 深度并补上时间戳。已知残余误差：exit 在读时间戳与递减深度之间被高优先级
+ * 中断插入时，该次中断时长漏计（几 cycle 窗口，对 0.1% 分辨率可忽略）。
+ *
+ * @note DWT 已由 EscLan9252::init 使能；init() 幂等兜底，在主循环启动前调用。
+ */
+#ifndef SYS_CPU_LOAD_H
+#define SYS_CPU_LOAD_H
+
+#include <stdint.h>
+
+/**
+ * @brief CPU 负载率测量。
+ * @note 全静态类，与 SysTickTimer 同风格。
+ */
+class CpuLoad {
+public:
+    /**
+     * @brief 使能 DWT CYCCNT 并复位统计状态。
+     * @note  幂等；须在主循环启动前调用一次。
+     */
+    static void init();
+
+    /** @brief 主循环圈起点：进入"busy"区间。与 endWork() 成对，每圈各一次。 */
+    static void beginWork();
+
+    /**
+     * @brief 主循环圈终点：退出"busy"区间。
+     * @note  与 beginWork() 成对；窗口滚动不在这里（begin/end 可能整圈不执行），
+     *        见 tick()。
+     */
+    static void endWork();
+
+    /**
+     * @brief 主循环每圈无条件调用：检查 1s 窗口是否滚动。
+     * @note  只做一次 CYCCNT 读 + 比较（命中才进 flash 侧结算函数），滚动不再
+     *        依赖"本圈恰好有挂钩段执行"，空闲系统 seq 也会按秒推进。
+     */
+    static void tick();
+
+    /** @brief 中断入口挂钩：与 isrExit() 成对，包住 ISR 主体。 */
+    static void isrEnter();
+
+    /** @brief 中断出口挂钩。 */
+    static void isrExit();
+
+    /**
+     * @brief 最近一个完整窗口的负载率。
+     * @return 0..1000，单位 0.1%（1000=满载）；窗口未滚动过时为 0。
+     */
+    static uint16_t loadPermille() { return s_loadPerm; }
+
+    /**
+     * @brief 已完成的统计窗口数（自 init 起，单调递增回绕）。
+     * @note  随负载率一起进 EtherCAT 输入 PDO 段 5，主站据此判断数据是否仍在刷新。
+     */
+    static uint32_t windowSeq() { return s_seq; }
+
+public:
+    /* 静态成员开成 public：cpu_load.cpp 里 .ramfunc 的文件级内联热路径
+     * (cpuLoadEnter/cpuLoadLeave/cpuLoadRollWindow) 直接触碰它们，
+     * 经成员函数绕一道反而多一层调用。勿在模块外写这些状态。 */
+
+    static volatile uint32_t s_depth;     /**< busy 区间嵌套深度 */
+    static volatile uint32_t s_stamp;     /**< 深度 0→1 时刻的 CYCCNT 快照 */
+    static volatile uint32_t s_busy;      /**< 当前窗口内累计 busy 周期数 */
+    static volatile uint32_t s_winStart;  /**< 当前窗口起点 CYCCNT */
+    static volatile uint16_t s_loadPerm;  /**< 最近一个完整窗口的负载率(0.1%) */
+    static volatile uint32_t s_seq;       /**< 完成滚动的窗口计数 */
+};
+
+#endif /* SYS_CPU_LOAD_H */