feat(ethercat): 添加EtherCAT从站功能支持并优化同步机制
- 添加CAN反馈和ID快照SPI命令文件 - 移除EXMC组件依赖，精简项目配置 - 添加RAM函数段链接脚本，优化Flash等待周期抖动 - 实现EscExmcBus类，提供16位并行总线访问LAN9252 - 实现EscLan9252驱动，支持寄存器和PDI内存访问 - 实现EthercatSlave类，采用三缓冲机制进行PDO数据交换 - 实现EthercatSync同步管理，支持SYNC0/SYNC1中断和定时器模式 - 添加ISR执行时间统计和诊断功能 - 分离周期路径和事件路径通知机制，避免RMW竞态
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@@ -102,7 +102,7 @@
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#define CONFIG_TASK_PERIOD_HEARTBEAT_TICKS 10000U
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/** @brief 周期温度/电压 UART 打印开关：0=关闭，1=开启。 */
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#define CONFIG_UART_TEMP_PERIODIC_PRINT 0
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#define CONFIG_UART_TEMP_PERIODIC_PRINT 1
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/** @brief UART 诊断打印级别：0=仅温度/电压，1=温度/电压+CAN 统计。 */
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#define CONFIG_UART_DIAG_LEVEL 1
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/** @brief SPI 命令逐帧日志开关：0=关闭，1=开启。高速 CAN 桥接时应关闭。 */
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@@ -129,7 +129,7 @@
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/** @brief APP 次版本号。 */
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#define APP_FW_VERSION_MINOR 1U
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/** @brief APP 补丁版本号。 */
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#define APP_FW_VERSION_PATCH 0U
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#define APP_FW_VERSION_PATCH 2U
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/** @brief APP 构建编号。 */
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#define APP_FW_VERSION_BUILD 0U
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@@ -175,13 +175,24 @@
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/* ============================================================
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* EtherCAT LAN9252 使能与配置
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* ============================================================ */
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/** @brief EtherCAT 使能开关:0=禁用(未焊接 LAN9252),1=启用(焊接后)。
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* 禁用时 comm/ 全部代码不编译,初始化不调用 EtherCAT,EXMC/EXTI0-2 不配置。 */
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#define CONFIG_ETHERCAT_ENABLE 0
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/** @brief SYNC0 同步模式:0=EXTI 外部触发(ESC 硬件同步,默认),1=TIMER0 降级(DC 未同步时)。 */
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#define CONFIG_ETHERCAT_SYNC_MODE 0
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/** @brief periodicIsr 最大执行时间告警阈值(µs)。实测超过此值需评估减小 PDO 大小或优化 EXMC 时序。
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* 当前阈值 5µs:基于 32 字节 PDO + EXMC 6 HCLK 时序的估算上限。
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* preempt=0 ISR 阻塞窗口 ≤ 此阈值时,CAN/SPI 中断需容忍。 */
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#define CONFIG_ETHERCAT_ISR_MAX_US_THRESHOLD 5U
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/** @brief 输入 PDO(TxPDO)在 PDI 内存区的起始偏移。
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* 对应 LAN9252 SyncManager 内存映射,需与主站 ESI 配置匹配。
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* @note 占位值,实际数值待主站配置确定后在集成阶段填入。 */
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#define CONFIG_ESC_PDI_INPUT_OFFSET 0x1000U
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/** @brief 输出 PDO(RxPDO)在 PDI 内存区的起始偏移。
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* 对应 LAN9252 SyncManager 内存映射,需与主站 ESI 配置匹配。
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* @note 占位值,实际数值待主站配置确定后在集成阶段填入。 */
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#define CONFIG_ESC_PDI_OUTPUT_OFFSET 0x1200U
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/* ---------- EXMC 引脚配置(GD32E508 EXMC 标准映射) ---------- */
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/** @brief EXMC NOR/SRAM Region1 基址(NE1 片选)。 */
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#define CONFIG_ESC_EXMC_BASE_ADDR 0x60000000U
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@@ -16,10 +16,8 @@
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#include "sys/ota_boot_request.h"
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#include "sys/task_manager.h"
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#include "sys/config.h"
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#if CONFIG_ETHERCAT_ENABLE
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#include "comm/ethercat_slave.h"
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#include "comm/ethercat_sync.h"
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#endif
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/**
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* @brief 执行应用级外设与调度初始化。
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@@ -30,6 +28,10 @@
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*/
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void AppInitializer::init()
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{
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/* 必须最先设置 NVIC 优先级分组:确保后续 CanFd/SPI0 等外设 init 中
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* 编码抢占/子优先级字节时使用正确的分组(PRE4_SUB0),避免在错误分组
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* 下编码后被重新解释。EtherCAT 实时架构整改 Task3。 */
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nvic_priority_group_set(CONFIG_NVIC_PRIORITY_GROUP);
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printf("[APP] init: SysTick...\r\n");
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SysTickTimer::initMs();
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printf("[APP] init: USART0...\r\n");
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@@ -47,12 +49,14 @@ void AppInitializer::init()
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TaskManager::init();
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printf("[APP] init: SchedulerTimer...\r\n");
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SchedulerTimer::init();
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#if CONFIG_ETHERCAT_ENABLE
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printf("[APP] init: EthercatSlave...\r\n");
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EthercatSlave::init();
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printf("[APP] init: EthercatSync...\r\n");
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EthercatSync::init();
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#endif
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if (EthercatSlave::isEscReady()) {
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printf("[APP] init: EthercatSync...\r\n");
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EthercatSync::init();
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} else {
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printf("[APP] init: EthercatSync SKIPPED (ESC not ready)\r\n");
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}
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printf("[APP] init: Watchdog...\r\n");
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Watchdog::init();
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printf("[APP] init: all done\r\n");
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@@ -1,4 +1,4 @@
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/**
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/**
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* @file task_runner.cpp
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* @brief 任务执行器实现。
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*/
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@@ -13,9 +13,7 @@
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#include "sys/ota_boot_request.h"
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#include "sys/task_manager.h"
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#include "sys/task_runner.h"
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#if CONFIG_ETHERCAT_ENABLE
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#include "comm/ethercat_slave.h"
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#endif
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namespace {
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constexpr uint32_t kAdcFilterWindow = CONFIG_ADC_FILTER_SIZE + 1U;
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@@ -214,7 +212,7 @@ void TaskRunner::taskStatusLed() { /* 预留 */ }
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* @retval 无返回值。
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* @note 当前仅保留任务入口。
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*/
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void TaskRunner::taskHeartbeat() { OtaBootRequest::process(); }
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void TaskRunner::taskHeartbeat() { OtaBootRequest::process(); CanFd::refreshFeedbackSnapshot(); }
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/**
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* @brief 输出当前温度、电压与 CAN 诊断信息。
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@@ -266,6 +264,23 @@ void TaskRunner::taskDiagnosticPrint()
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static_cast<unsigned long>(diag->tx_abort_count),
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static_cast<unsigned long>(diag->error_count));
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#endif
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{
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if (EthercatSlave::isEscReady()) {
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uint32_t maxCyc = 0U, avgCyc = 0U, cnt = 0U;
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EthercatSlave::getIsrStats(&maxCyc, &avgCyc, &cnt);
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/* 180MHz: cycles / 180 = µs;用 *1000/180 获得毫微秒精度避免浮点 */
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const uint32_t maxUs_x1000 = maxCyc * 1000U / 180U;
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const uint32_t avgUs_x1000 = avgCyc * 1000U / 180U;
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printf("[ECAT] periodicIsr cnt=%lu max=%lu.%03luus avg=%lu.%03luus\r\n",
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(unsigned long)cnt,
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(unsigned long)(maxUs_x1000 / 1000U), (unsigned long)(maxUs_x1000 % 1000U),
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(unsigned long)(avgUs_x1000 / 1000U), (unsigned long)(avgUs_x1000 % 1000U));
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} else {
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printf("[ECAT] ESC not detected (chip id=0x%08lX), EtherCAT disabled\r\n",
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(unsigned long)EthercatSlave::getChipId());
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}
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}
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}
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/**
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@@ -289,11 +304,7 @@ void TaskRunner::taskSpiCmdProcess()
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*/
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void TaskRunner::taskEthercatProcess()
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{
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#if CONFIG_ETHERCAT_ENABLE
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EthercatSlave::process();
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#else
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/* 未使能 EtherCAT 时此分支不应被置位;保留空操作以避免链接错误。 */
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#endif
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}
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/**
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@@ -328,6 +339,16 @@ void TaskRunner::runPending()
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{
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Watchdog::feed();
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/* 周期路径( SYNC0 ISR preempt=0 )用 s_periodicSeq 序列号通知主循环,
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* 不再走 task_flags,避免 BASEPRI 临界区与 preempt=0 的 RMW 竞态。
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* 优先于 takePending() 处理,确保周期数据及时消费。
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* ESC 未焊接时 selfTest 失败,isEscReady()=false,中断未使能,
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* s_periodicSeq 不会递增,此分支自然不触发——双重守卫仅为防御性编程。 */
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if (EthercatSlave::isEscReady() && EthercatSlave::hasPendingPeriodic()) {
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EthercatSlave::markPeriodicProcessed();
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taskEthercatProcess();
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}
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const uint32_t pending = TaskManager::takePending();
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if(pending == 0U) return;
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