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DCU_DesktopController/js/motor/transport-ecat.js
T

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JavaScript
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/**
* transport-ecat.js — 电机控制台的 EtherCAT 传输实现
*
* 后端是 tools/ecat 的 ecat_native.exe(C/SOEM 守护进程,另一个 git 仓库)。
* 控制面双路径(2026-09-23):
* - 桌面 APP(esp32_app.vbs / --window):window.top.pywebview.api.ecat_api
* → GUI 进程裸 socket 直连 native(desktop-bridge.js),不经浏览器 HTTP;
* - 网页/浏览器:同源 /ecat/api/* 反向代理(见 esp32_server.py)。
* 无论哪条路径,真正上总线的 EtherCAT PDO 都由 native 后台循环维持。
*
* **全自动接入**:切到本链路不需要任何手工前置步骤。四级按需自愈:
* 1. 服务没起 → 代理侧 _ecat_autostart() 拉起 tools/ecat\build_native\ecat_native.exe(已有实例只复用)
* 2. 网卡没开 → ensureOpen() 调 /api/open(网卡子串存 localStorage dcu_ecat_adapter)
* 3. 没进 OP → /api/motor/start 内部自己走 PREOP→SAFEOP→OP
* 4. 循环没跑 → /api/motor/start 起后台 PDO 循环(喂 1000ms 过程数据看门狗)
* 断线后 main.js 的探测器每 2s 重来一遍,所以中途拔网线再插也会自己恢复。
* 探测自身是**幂等**的:native/health 显示 bus_open+loop 时直接复用,
* 不再打 motor/start(那条路由会先 loop_stop,热路径假超时 / 楔死风险)。
* probe 超时后另有 healthCheck 只读复核,避免「实际已连上却报未连」。
*
* 本模块的**唯一职责**是把 EtherCAT 过程数据的形状翻译成 WiFi 传输那套契约,
* 好让 main.js 的解码器 / 节点列表 / STATUS 面板 / 波形 / 命令序列全部原样复用。
* 三处形状差异必须在这里补平,否则上层就得为两种传输各写一遍:
*
* 1. **config_data**:WiFi 的 /motor/state 每个电机自带 24B CONFIG 回报;
* EtherCAT 状态窗口只有 32B STATUS,CONFIG(0x000N0101) 是当普通帧从
* 批量接收区回来的。故这里累积 configs[node],回填到 motors[].config_data。
* 2. **版本**:WiFi 由 GD32 解析后经 0xC6 缓存到 /motor/version;EtherCAT
* 没有这个缓存,版本应答(0x000N00FF)同样从批量接收区来,这里自建缓存并
* 维护 seq,让 main.js 那套"按 seq 增长判新应答"的逻辑不用改。
* 3. **节点 ID 应答**:WiFi 走 SPI 请求-应答,帧结果里直接带 recv;
* EtherCAT 是异步的,应答稍后才到,这里存起来供上层取。
*
* 另外两处**不能假装有**的东西,宁可报 null 让 UI 显示 "--":
* - 每通道 TEC/REC/err:过程数据里根本没有(bridge 只有全局计数),
* 编 0 会让"总线正常"和"没这个数据"看起来一样,违背监控 UI 的约定。
* - OTA:EtherCAT 侧没有固件上传 + GD32 relay 链路,supportsOta=false。
*/
"use strict";
/* 判活阈值纯逻辑(随实测 seq 间隔自适应)住在 refresh-rate.js 的
* 「ECAT 槽判活阈值」一节,纯函数以便脱离 DOM 自测。 */
import { staleLimitMs } from "./refresh-rate.js";
import { deviceLink } from "../common/device-link.js";
import {
desktopEcatPost, desktopBridgeLabel, getDesktopEcatApi,
desktopEcatSendRaw, hasDesktopFastSend,
} from "../common/desktop-bridge.js?v=20260923i";
/** 单个 PDO 周期回传的状态槽数。
* 固件 1.6.21 起段 2 密排整轮:一拍带齐总线电机(最多 9),空槽不占位。
* 旧 1.6.15 滑窗为 5 槽;后端 decode_input 按 magic@35 自适应,本常量仅
* 影响"扫完全表"的展示口径,不再决定能否拿齐电机。 */
const MOT_SLOTS_PER_PDO = 9;
/** 状态槽总数 = 9 节点 × 3 通道(ecat_native.c 的 MOTOR_SLOT_COUNT)。
* 1.6.21 密排后每节点只报最新一条,经 (node-1)*3+ch 落回本表。 */
const MOTOR_SLOT_COUNT = 27;
/** 扫完全表所需周期数。1.6.21 密排下恒 1(一拍整轮);旧滑窗为 ⌈27/5⌉=6。
* 显示"数据多新"请用快照里的 slot_period_ms。 */
const MOTOR_SCAN_CYCLES = 1;
/**
* 槽 seq 判活阈值:**不写死** —— 随该槽实测 seq 变化间隔自适应
* clamp(3×EWMA, 2s, 30s),见 refresh-rate.js 的 staleLimitMs()。
* 为什么需要判活:后端的快照把见过的槽**永久累积**,电机拔了也不会消失,
* 只能靠 seq 是否还在涨来判活。为什么必须自适应:电机 CAN 回报率可变,
* 回报周期调到秒级后,固定 2s 会在两次正常回报之间把正常电机判离线
* (LED 闪烁、波形画虚线、面板切离线覆盖层);下限 2s 仍兜底快周期
* (要大于"扫完全表 + 一点抖动",1.6.15 滑窗时代 period 10ms × 6 周期 = 60ms)。
*/
/** 位掩码 → 逻辑处理器号列表。JS 移位只有 32 位,所以用除法逐位取。 */
function pcoreList(mask) {
const out = [];
let m = mask >>> 0;
for (let b = 0; b < 32 && m; b++, m >>>= 1) if (m & 1) out.push(b);
/* 高 32 位(>31 的核,本机 P 核在 0..15,但大核数机器会越过 31) */
let hi = Math.floor(mask / 4294967296);
for (let b = 0; b < 32 && hi; b++, hi >>>= 1) if (hi & 1) out.push(b + 32);
return out.sort((a, b) => a - b);
}
/** 连续核号压成区间:[0..15] → "0-15"。状态栏只有一行,
* 核号全列出来会把从站名挤掉,而区间信息量一样。 */
function pcoreRanges(list) {
if (!list.length) return "";
const parts = [];
let s = list[0], p = list[0];
for (let i = 1; i <= list.length; i++) {
if (i < list.length && list[i] === p + 1) { p = list[i]; continue; }
parts.push(s === p ? String(s) : `${s}-${p}`);
if (i < list.length) { s = p = list[i]; }
}
return parts.join(",");
}
/** 周期显示:<1ms 用 µs("250µs"),否则 ms("0.25ms" 这种写法没人读)。
* 与后端 _fmt_period 保持一致,两边显示口径不能分叉。 */
function fmtPeriod(ms) {
if (!(ms > 0)) return "";
return ms < 1 ? `${Math.round(ms * 1000)}µs` : `${ms}ms`;
}
/** @description 创建 EtherCAT 传输实例。 */
export function createEcatTransport(ctx) {
const { recordSlow, isTransient } = ctx;
/* 网卡匹配子串:统一从 ConnectionHub 读写(dcu_ecat_adapter),与 OTA/lab 页共用。 */
let adapterSubstr = deviceLink.getEcatAdapter();
/* ── 传输内部累积状态 ──
* 这些都是"WiFi 侧由固件/GD32 代为缓存、EtherCAT 侧必须前端自己攒"的东西。 */
const configs = new Map(); // node -> 24B CONFIG hex(0x000N0101)
const versions = new Map(); // node -> {node, seq, version, at} 供 fetchVersionNode
const nodeIdReports = new Map();// node -> 应答 hex(0x000N0400/0401)
/* xrx 变更指纹:段3 只有「最近一帧」,内容不变时不要重复 dispatch,
* 否则每拍都把旧版本 seq+1,查询判定会失真。 */
let lastXrxKey = "";
const seqSeen = new Map(); // "ch:node" -> {seq, at, rx, iv} 判活 + 计更新次数;iv=实测变化间隔 EWMA(ms)
let periodMs = 0; // 后台 PDO 循环周期(由 /api/motor/start 回报)
/* 单个电机状态的真实刷新周期(ms,来自快照的 slot_period_ms)。
* 与 periodMs 的区别是要点:PDO 周期是"总线跑多快",而某个电机的状态要等
* 窗口轮到它才更新。后端的窗口自适应会把窗口收缩到只盖有主的槽,
* 稳态下两者相等;但开机首圈、或多台电机分散落在多个窗口时,
* slotPeriodMs 会是 periodMs 的整数倍。状态栏显示这个才不谎报"数据多新"。 */
let slotPeriodMs = 0;
/* 节拍源是否为自旋(来自 motor/start 回报与快照)。
* 必须显示出来:自旋能把 PDO 周期跑准(实测抖动 0.000ms),代价是**吃满一个
* CPU 核**。用户把刷新调到 1ms 档时默认就会自旋,不写清楚的话 CPU 占用
* 看起来像凭空冒出来的。可用 dcu_ecat_spin 显式覆盖("0"=强制内核睡眠)。 */
let spinOn = false;
/* 自旋线程被钉到的逻辑处理器位掩码(快照 pcore_mask)。0 = 没钉(对称 CPU
* 或探测失败)。把落在哪些核显示出来,用户才知道自旋占的是哪些核。 */
let pcoreMask = 0;
const LS_SPIN = "dcu_ecat_spin";
/* 保存的 PDO 周期(ms,允许亚毫秒 float,如 0.25=4kHz)。用户把周期调到
* 内核级档位后存这儿,后端重启、循环重开时原样带回 —— 用户要的
* "后续随时可用"不该每次手敲一遍。恢复默认 = 删掉这个键,跟随后端默认。 */
const LS_PERIOD = "dcu_ecat_period_ms";
/* LS_PERIOD 的一次性迁移标记:Python 时代默认 4ms 曾被存进来(检查脚本
* browser_check_period.mjs 收尾就写 "4"),native 后端默认已改小,
* 存量 "4" 会在每次 ensureStarted 把总线压回旧默认 4ms。只删一次,之后
* 再设 4 视为用户显式选择,原样保留。 */
const LS_PERIOD_MIG = "dcu_ecat_period_mig";
let started = false; // 后台循环是否已启动
let lastSnapshot = null; // 最近一次快照,供 fetchFeedback 复用(不重复打后端)
/**
* POST 到 EtherCAT 后端。双路径:
* 同源 HTTP /ecat/api/*(esp32_server 服务子进程代理)—— 热路径优先;
* APP 桥 window.top.pywebview.api.ecat_api —— 低频控制面,或 HTTP 失败时兜底。
*
* 为什么热路径(motor/state、motor/rx)不再优先走桥:pywebview WebView2
* 每次 JS→Python 往返实测把本机 ~0.9ms 的 native 快照抬到约 20ms/拍,
* 6ms 刷新档被按在 ~50Hz;HTTP 代理 state+rx 串行 p50≈2.9ms(≈350Hz)。
* 桥仍保留给 send/status/probe 等低频路由,以及页面不在代理源上时的兜底。
*
* 失败抛 Error,附 transient,与 WiFi 传输的错误契约一致。
*/
/* 热路径:界面每拍轮询的路由。这些走 HTTP,不进 pywebview 桥。 */
const HOT_HTTP_PATHS = new Set(["motor/state", "motor/rx"]);
/** drainRx 最小间隔:6ms 档下每拍都 drain 会把请求量翻倍;CONFIG/版本
* 应答本身不按 166Hz 到达,20ms 足够跟上且显著降低代理/桥压力。 */
const DRAIN_MIN_MS = 20;
let lastDrainAt = 0;
async function callBridge(tag, body, timeoutMs) {
const t0 = performance.now();
const json = await desktopEcatPost(tag, body || {}, timeoutMs || 4000);
recordSlow("bridge:/" + tag, performance.now() - t0);
return json;
}
async function callHttp(tag, body, timeoutMs) {
const t0 = performance.now();
const url = "/ecat/api/" + tag;
let resp;
try {
resp = await fetch(url, {
method: "POST",
headers: { "Content-Type": "application/json" },
body: JSON.stringify(body || {}),
signal: AbortSignal.timeout(timeoutMs || 4000),
cache: "no-store",
});
} catch (e) {
const err = e instanceof Error ? e : new Error(String(e));
err.transient = isTransient(err);
recordSlow(url, performance.now() - t0, err.message);
throw err;
}
recordSlow(url, performance.now() - t0);
const text = await resp.text();
let json = {};
try { json = text ? JSON.parse(text) : {}; } catch (e) {
const err = new Error("EtherCAT 服务响应非合法 JSON");
err.transient = true; /* 代理半截响应:下一拍重试即可,勿累计断线 */
throw err;
}
if (!resp.ok) {
const err = new Error(
(json.log && json.log.length) ? json.log.join(" / ") : ("HTTP " + resp.status));
err.status = resp.status;
err.transient = (resp.status === 500 || resp.status === 503 || resp.status === 429);
throw err;
}
return json;
}
async function api(path, body, timeoutMs, opts) {
const tag = String(path || "").replace(/^\/+/, "").split("?", 1)[0];
const preferHttp = !!(opts && opts.preferHttp) || HOT_HTTP_PATHS.has(tag);
const hasBridge = !!getDesktopEcatApi();
/* 热路径:HTTP 优先;失败再落桥(代理子进程挂了仍能用)。
* 低频路径:APP 壳里仍优先桥(send 等走 GUI 直连 native 更稳)。 */
if (preferHttp) {
try {
return await callHttp(tag, body, timeoutMs);
} catch (eHttp) {
if (!hasBridge) throw eHttp;
try {
return await callBridge(tag, body, timeoutMs);
} catch (eBridge) {
/* 两次都失败:优先抛 HTTP 错(与 isTransient 口径一致) */
throw eHttp;
}
}
}
if (hasBridge) {
const tBridge = performance.now();
try {
return await callBridge(tag, body, timeoutMs);
} catch (e) {
const err = e instanceof Error ? e : new Error(String(e));
if (!err.transient && !/desktop bridge unavailable/i.test(err.message || "")) {
recordSlow("bridge:/" + tag, performance.now() - tBridge, err.message);
}
/* 落到 HTTP 兜底 */
}
}
return callHttp(tag, body, timeoutMs);
}
/**
* ECAT 发送统一入口。
* 桌面桥且 ecat_send_raw 可用:**只走 ESF1**,失败直接返回 ok:false,
* **禁止**回落 HTTP motor/send(2026-09-23 堵死慢发,防误走 JSON 路径)。
* 无桌面桥(浏览器标签):仍走 api("motor/send") HTTP。
* payload = {frames:[{ch,id,dlc,data}]}。
*/
let lastFastSendPath = "";
async function sendViaFastOrJson(payload) {
if (hasDesktopFastSend()) {
lastFastSendPath = "fast_tcp";
try {
const r = await desktopEcatSendRaw(payload.frames || [], 2000);
if (r && r.ok === true) {
if (r.path) lastFastSendPath = r.path;
return r;
}
const msg = (r && r.log && r.log.length)
? r.log.join(" / ")
: "二进制快发失败(已禁用 HTTP/JSON 回落)";
recordSlow("fast-send", 0, msg);
return { ok: false, queued: 0, backlog: 0, path: "fast_tcp", log: [msg] };
} catch (e) {
const err = e instanceof Error ? e : new Error(String(e));
recordSlow("fast-send", 0, err.message);
return {
ok: false, queued: 0, backlog: 0, path: "fast_tcp",
log: [err.message || "二进制快发异常"],
};
}
}
lastFastSendPath = "json";
return api("motor/send", payload, 6000);
}
/** ok:false 是后端的常规业务错误信道(HTTP 仍是 200)。 */
function unwrap(json, what) {
if (!json || json.ok !== true) {
const msg = (json && json.log && json.log.length) ? json.log.join(" / ") : (what + "失败");
const err = new Error(msg);
/* 可自愈业务态:循环未起/未连接/忙/排队 —— ensureStarted/probe 会重开。
* 把这些算硬失败会在高压毛刺下 5 拍内把页面判成断线(实测踩过)。 */
err.transient = /未启动|未连接|周期异常|排队|busy|暂时|稍后|重试|超时|timed?\s*out|bridge|序列化/i.test(msg);
throw err;
}
return json;
}
/**
* 确保网卡已打开(从站已被发现)。
*
* 服务刚被自动拉起时是"没连接"状态(g_master=None),此时任何
* /api/motor/* 都会回 {ok:false, log:["未连接"]}。这里代替用户去点
* ecat.html 上的"连接"按钮 —— 否则"自动启动"只自动了一半,
* 用户还是得开另一个页面点两下才能用。
*
* 幂等:后端的 open 路由会先 close 掉旧 master 再重开,
* 所以只在确实没连接时才调,不要每拍都调(那会把总线反复重置)。
*/
async function ensureOpen() {
const st = await api("status", {}, 6000);
if (st && st.ok === true) return st; // 已连接
/* 未连接 → 打开网卡。substr 与 ecat.html 的默认值一致(I210);
* 换网卡的场合由 setAdapter() 覆盖,存 localStorage 供下次复用。 */
const r = await api("open", { substr: adapterSubstr }, 20000);
if (!r || r.ok !== true) {
const msg = (r && r.log && r.log.length) ? r.log.join(" / ") : "打开网卡失败";
const err = new Error(msg);
/* 网线没插/板子没供电属"外部条件不满足",不是瞬时抖动:
* 标成 transient 会让页面一直转圈却不给红灯提示。
* 但"适配器没找到"往往是网卡名不同,值得把候选列表原样冒泡上去。 */
err.transient = false;
throw err;
}
return r;
}
/**
* 轻量健康:native/health 只读缓存(不抢 g_bus_lock、不 loop_stop)。
* bus_open + loop=1 即后台 PDO 循环在跑,从站看门狗正被喂着 —— 这时候
* 再打 motor/start 反而有害:它会先 loop_stop 再核实/重进 OP,热路径上
* 既慢又可能撞前端 AbortSignal 假超时,文档也写明「已连接只复用」。
*/
async function readHealth() {
const h = await api("native/health", {}, 2500);
if (!h || h.ok !== true) return null;
return {
busOpen: !!h.bus_open,
op: !!h.op,
loop: !!h.loop,
cycles: Number(h.cycles) || 0,
};
}
/** 总线已开 + PDO 循环在跑 → 视为链路就绪,跳过 motor/start。 */
async function isBusHealthy() {
try {
const h = await readHealth();
return !!(h && h.busOpen && h.loop);
} catch (_) {
return false;
}
}
/** 从 motor/state 快照同步周期/自旋/钉核,供状态栏在跳过 start 后仍显示正确。 */
function syncFromSnapshot(snap) {
if (!snap) return;
if (snap.period_ms > 0) periodMs = snap.period_ms;
if (snap.slot_period_ms) slotPeriodMs = snap.slot_period_ms;
if (typeof snap.spin === "boolean") spinOn = snap.spin;
if (typeof snap.pcore_mask === "number") pcoreMask = snap.pcore_mask;
lastSnapshot = snap;
}
/** 确保已进 OP 且后台 PDO 循环在跑(1000ms 过程数据看门狗要求持续交换)。 */
async function ensureStarted(reqPeriodMs) {
/* 日常接入(无显式周期覆盖):循环还在跑就别动总线。
* motor/start 会先 loop_stop,停手 >1s 看门狗踢出 OP,重进还可能楔死邮箱。 */
if (!reqPeriodMs) {
if (await isBusHealthy()) {
started = true;
try {
const snap = unwrap(await api("motor/state", {}, 2500), "读电机快照");
syncFromSnapshot(snap);
return snap;
} catch (_) { /* 健康位说在跑但快照暂不可读:仍按已启动处理 */ }
return { ok: true, period_ms: periodMs, spin: spinOn };
}
}
const body = {};
/* PDO 周期不跟前端刷新率走:过程数据必须持续喂看门狗,
* 而界面刷新只是"读快照"。默认 4ms 由后端决定,这里只在显式给值时覆盖。
* 没显式给时带上 localStorage 里的上次取值(内核级 250us 档位能跨重启存活)。 */
if (reqPeriodMs) body.period_ms = reqPeriodMs;
else {
try {
if (!localStorage.getItem(LS_PERIOD_MIG)) {
if (parseFloat(localStorage.getItem(LS_PERIOD)) === 4) {
localStorage.removeItem(LS_PERIOD);
}
localStorage.setItem(LS_PERIOD_MIG, "1");
}
const v = parseFloat(localStorage.getItem(LS_PERIOD));
/* 用户显式设过才用;否则固定 0.25ms —— 1ms+DC 实测发送出口仍约 1s */
if (v > 0 && v !== 1) body.period_ms = v;
else body.period_ms = 0.25;
} catch (_) { body.period_ms = 0.25; }
}
/* EtherCAT 控制路径必须 DC SYNC0=250µs:
* free-run 或 DC=1ms 时,GD32 processOutput 消费输出 PDO 会拖到 ~1s;
* DC=250µs 时 motor/send → CAN 出口约 2ms。 */
{
let per = Number(body.period_ms) || 0.25;
if (per > 0.5) per = 0.25; /* 过慢周期直接钳回 250µs 档 */
body.period_ms = per;
body.dc_cycle_us = Math.round(per * 1000);
if (body.dc_cycle_us < 250) body.dc_cycle_us = 250;
body.dc_shift_us = 0;
}
/* 节拍源覆盖:只有用户显式设过才发,否则交给后端按周期自动决定
* (≤2ms 自旋)。存 "0" 可以强制回到省 CPU 的内核睡眠。 */
let spinPref = null;
try {
const v = localStorage.getItem(LS_SPIN);
if (v === "0" || v === "1") spinPref = (v === "1");
} catch (_) { /* 隐私模式下 localStorage 会抛,忽略即可 */ }
if (spinPref !== null) body.spin = spinPref;
/* motor/start 内部会在未进 OP 时自己跑 PREOP→SAFEOP→OP(还会自动重试一次),
* 最坏约 24s,所以超时给 30s —— 给小了会在正常进 OP 的过程中假失败。 */
const r = unwrap(await api("motor/start", body, 30000), "启动 PDO 循环");
periodMs = r.period_ms || periodMs;
if (typeof r.spin === "boolean") spinOn = r.spin;
started = true;
return r;
}
function xrxChangeKey(x) {
if (!x || !x.data) return "";
return x.id + "|" + x.dlc + "|" + x.data;
}
/** 从批量接收区/长帧快照来的帧:按 CAN ID 后 16 位分派到各累积器。
* fromXrx=true 表示段3快照复读,调用方须先做内容变更判断。 */
function dispatchFrame(id, dlc, dataHex, fromXrx) {
if (!dataHex) return;
const node = (id >> 16) & 0xF;
const sub = id & 0xFFFF;
if (sub === 0x0101) {
configs.set(node, dataHex); // CONFIG 目标值回报
} else if (sub === 0x00FF) {
const prev = versions.get(node);
/* drainRx / xrx 内容变化 = 新到达或新快照,写入 versions 供查询提取。
* 同内容 xrx 复读:只刷新 at,不 bump seq(避免 seq 虚高)。 */
if (fromXrx && prev && prev.version === dataHex && prev.seq != null) {
versions.set(node, {
node,
seq: prev.seq,
version: dataHex,
at: Date.now(),
});
return;
}
versions.set(node, {
node,
seq: (prev && prev.seq != null) ? prev.seq + 1 : 1,
version: dataHex,
at: Date.now(),
});
} else if (sub === 0x0400 || sub === 0x0401) {
nodeIdReports.set(node, dataHex);
}
}
/** 消费批量接收区(取走即移除,语义是消费不是查看)。 */
async function drainRx() {
const r = await api("motor/rx", {}, 3000);
if (!r || !r.frames) return 0;
let n = 0;
for (const f of r.frames) {
if (!f.valid) continue;
/* STATUS 已由状态窗口按槽聚合,重复解一遍纯属浪费 */
if ((f.id & 0xFFFF) === 0x0100) continue;
dispatchFrame(f.id, f.dlc, f.data, false);
n++;
}
return n;
}
/**
* 快照 → WiFi 的 /motor/state 契约。
* 关键点:online 不能直接用从站给的标志位,还要叠一层 seq 判活
* (阈值随实测回报周期自适应,见 refresh-rate.js 的 staleLimitMs)。
*
* ★ 快照槽位会「闪没」:dense 窗口 win_count 偶发 3→2(实测 wkc 仍 3/3),
* 电机整只从 motors[] 消失。若直接映射,UI 立刻「节点离线」+波形虚线。
* 这里对**刚见过**的槽做 last-known 保持:缺席但仍落在 staleLimit 窗口内
* → 沿用上一拍 payload 且 online=true;超过窗口才真离线。
*/
const lastSlot = new Map(); // "ch:node" -> {node,ch,dlc,seq,data}
const lastOnlineAt = new Map(); // "ch:node" -> 最近一次判定 online 的时刻
/** 从站 online=false 时的软保持:刚在线过又瞬时掉标志,不立刻翻离线 */
const ONLINE_FALSE_HOLD_MS = 500;
function snapshotToMotorState(snap) {
const now = Date.now();
const motors = [];
const present = new Set();
for (const m of (snap.motors || [])) {
const key = m.ch + ":" + m.node;
present.add(key);
const prev = seqSeen.get(key);
let rx = prev ? prev.rx : 0;
let at = prev ? prev.at : now;
let iv = prev ? prev.iv : 0;
if (!prev || prev.seq !== m.seq) {
if (prev) {
const d = now - prev.at;
iv = iv ? iv + (d - iv) * 0.3 : d;
}
rx = rx + 1;
at = now;
}
seqSeen.set(key, { seq: m.seq, at, rx, iv });
const fresh = (now - at) <= staleLimitMs(iv);
let online = !!m.online && fresh;
if (online) lastOnlineAt.set(key, now);
else if ((now - (lastOnlineAt.get(key) || 0)) < ONLINE_FALSE_HOLD_MS) {
online = true; /* 软保持:标志瞬时 false 不立刻打脸 UI */
}
lastSlot.set(key, {
node: m.node, ch: m.ch, dlc: m.dlc, seq: m.seq, data: m.data,
});
motors.push({
node: m.node,
ch: m.ch,
online,
dlc: m.dlc,
rx_count: rx,
seq: m.seq,
data: m.data,
config_data: configs.get(m.node) || "",
config_seq: 0,
config_rx_count: 0,
});
}
/* 本拍缺席的槽:仍在 stale 窗口内 → last-known 保持在线 */
for (const [key, slot] of lastSlot) {
if (present.has(key)) continue;
const prev = seqSeen.get(key);
if (!prev) continue;
if ((now - prev.at) > staleLimitMs(prev.iv)) continue;
motors.push({
node: slot.node,
ch: slot.ch,
online: true,
dlc: slot.dlc,
rx_count: prev.rx,
seq: prev.seq,
data: slot.data,
config_data: configs.get(slot.node) || "",
config_seq: 0,
config_rx_count: 0,
});
}
const head = snap.head || {};
return {
have_data: motors.length > 0,
active_count: head.active || 0,
age_ms: snap.ts ? Math.max(0, Math.round(now - snap.ts * 1000)) : null,
boot_active: !!head.boot_active,
motors,
};
}
return {
id: "ecat",
label: "EtherCAT",
/** EtherCAT 侧没有固件上传 + GD32 relay 链路,OTA 页签需禁用 */
supportsOta: false,
/** PDO 周期由后台循环独立维持(看门狗要求),不跟界面刷新率联动 */
supportsPeriodSync: false,
sendHint(ch) {
const fast = lastFastSendPath === "fast_tcp"
? "二进制快发"
: desktopBridgeLabel();
return fast + " · motor/send · CH" + ch +
(periodMs ? " · PDO " + fmtPeriod(periodMs) : "");
},
/**
* 连接探测 —— 一路自动到能用:
* 服务没起 → 代理侧按需拉起(esp32_server._ecat_autostart)
* 网卡没开 → ensureOpen() 代替用户点"连接"
* 循环已在跑 → 直接复用(健康位只读,**不**再打 motor/start)
* 没进 OP / 循环没跑 → ensureStarted() 走 motor/start
* 用户切到 EtherCAT 链路就能直接用,不必先开别的页面点两下。
*
* 只有 /api/status 通不算「从站在线」—— 循环没跑、从站没进 OP 时界面全是
* "--"。probe/healthCheck 只保证主站链路可用(刷写也要能进页面);
* 工具栏在线灯由 main.js 的 isTargetOnline 按 AL/op/STATUS 判定。
*
* **为什么健康时必须跳过 motor/start**:它在 _BUS_EXCLUSIVE 语义下会先
* loop_stop 再核实 OP/重进;外壳 Owner 可能已把总线跑起来,页面每次探测
* 都去停一次循环,既假超时(横幅「signal timed out」)又增加 SSC 楔死风险。
*/
async probe() {
const st = await ensureOpen();
await ensureStarted();
/* 把 native health 的 op 位带给 UI:在线灯要区分「主站栈在跑」和「从站在 OP」 */
try {
const h = await readHealth();
if (st && h && st.__op == null) st.__op = !!h.op;
} catch (_) { /* 健康位读不到时靠 status 的 AL 字段 */ }
return st;
},
/**
* 轻量健康复核(probe 超时后的「其实已经连上了」判定)。
* 只读 native/health + status + motor/state,绝不 motor/start、不动总线。
* 成功返回 status 数据(形状与 probe 一致);不健康则抛错。
* 注意:这里只判断「主站链路可用」,从站是否在线由 UI 的 isTargetOnline
* 按 AL/op/STATUS 再判 —— 刷写场景从站可以停在 PREOP/BOOT 仍需页面可用。
*/
async healthCheck() {
const h = await readHealth();
if (!h || !h.busOpen) throw new Error("EtherCAT 服务未打开网卡");
if (!h.loop) throw new Error("PDO 循环未运行");
/* 自愈:DC/周期被配错(free-run 或 ≥1ms)时发送出口会到秒级 —— 拉回 250µs */
try {
const raw = await api("native/health", {}, 2000);
const dc = raw && raw.dc;
const dcs = raw && raw.dc_cycle_us;
const per = raw && raw.period_ms;
if (dc !== 1 || dcs !== 250 || (per != null && Math.abs(per - 0.25) > 0.001)) {
await api("motor/start", { period_ms: 0.25, dc_cycle_us: 250, dc_shift_us: 0 }, 30000);
}
} catch (_) { /* 自愈失败仍按 health 结果返回 */ }
const st = await api("status", {}, 2500);
if (!st || st.ok !== true) throw new Error("从站状态不可读");
if (st && typeof st === "object") st.__op = !!h.op;
started = true;
try {
const snap = await api("motor/state", {}, 2500);
if (snap && snap.ok === true) syncFromSnapshot(snap);
} catch (_) { /* 快照暂不可读不影响健康判定 */ }
return st;
},
/** 健康检查:EtherCAT 没有 /system/status,用从站身份/AL 状态代替。 */
async fetchStatus() {
const st = unwrap(await api("status", {}, 6000), "读从站状态");
if (!started) await ensureStarted();
return st;
},
describeStatus(data) {
const s = (data && data.slave) || {};
const AL = { 0: "NONE", 1: "INIT", 2: "PREOP", 3: "BOOT", 4: "SAFEOP", 8: "OP" };
const parts = [];
parts.push("AL " + (AL[s.state] || ("0x" + Number(s.state || 0).toString(16))));
if (s.al_status) parts.push("code 0x" + Number(s.al_status).toString(16).toUpperCase().padStart(4, "0"));
if (s.name) parts.push(s.name);
/* PDO 周期 = 总线速度;单槽周期 = 某个电机的状态多久更新一次。
* 两者不等时(电机分散在多个窗口)必须都显示,否则用户会拿 PDO 周期
* 当成数据新鲜度 —— 那正是"看着 4ms 实际 16ms"的谎报。 */
if (periodMs) {
parts.push(slotPeriodMs && slotPeriodMs !== periodMs
? "PDO " + fmtPeriod(periodMs) + " \u00b7 单槽 " + fmtPeriod(slotPeriodMs)
: "PDO " + fmtPeriod(periodMs));
}
/* 自旋会占满一个核,属于用户能感知的代价,必须在状态栏可见而不是只写在文档里。
* 钉到 P 核时把核号一起写出来,用户才知道占的是性能核。 */
if (periodMs && spinOn) {
const rng = pcoreRanges(pcoreList(pcoreMask));
parts.push(rng ? `⚡ 自旋节拍 · 钉在 P 核 ${rng}` : "⚡ 自旋节拍(占 1 核)");
}
return parts;
},
/** EtherCAT 不经 IP 通信(走网卡二层),不回报设备 IP。 */
reportedIp() { return null; },
async fetchMotorState() {
const snap = unwrap(await api("motor/state", {}, 4000), "读电机快照");
lastSnapshot = snap;
/* 单槽刷新周期随在线电机分布变化(窗口自适应),每拍跟着更新 */
if (snap.slot_period_ms) slotPeriodMs = snap.slot_period_ms;
/* PDO 周期也可能被别的入口热改过(rate_probe 脚本、另一个标签页),
* 每拍从快照同步,不然状态栏会一直显示本页面记忆里的旧周期。 */
if (snap.period_ms > 0) periodMs = snap.period_ms;
if (typeof snap.spin === "boolean") spinOn = snap.spin;
if (typeof snap.pcore_mask === "number") pcoreMask = snap.pcore_mask;
/* 消费批量接收区。
* queued = 队列深度(可取帧数);count/pending 是本拍 PDO 新增/溢出。
* 三者任一有值才 drain。旧后端无 queued 时,查询等待期靠 drainPendingRx 兜底。 */
const rxb = snap.rx_batch;
const needDrain = !!(rxb && (
rxb.count > 0 ||
rxb.pending > 0 ||
(typeof rxb.queued === "number" && rxb.queued > 0)
));
/* 节流 drain:6ms 档下每拍 drain 会把 HTTP 请求量翻倍。
* queued 很深(积压)时强制立刻取,避免版本/CONFIG 应答延迟。 */
const nowDrain = Date.now();
const backlog = (rxb && (rxb.queued || rxb.pending || rxb.count)) || 0;
if (needDrain && (backlog >= 32 || (nowDrain - lastDrainAt) >= DRAIN_MIN_MS)) {
lastDrainAt = nowDrain;
try { await drainRx(); } catch (e) { /* 瞬时失败下拍再取 */ }
}
/* 段3 xrx:通用长帧快照(CONFIG/版本/节点ID)。
* 内容变化时分派进 configs/versions;查询路径另用 peekVersionXrx
* 直接读 snap,不依赖这里的 lastXrxKey 去重。 */
const xk = xrxChangeKey(snap.xrx);
if (xk) {
if (xk !== lastXrxKey) {
lastXrxKey = xk;
dispatchFrame(snap.xrx.id, snap.xrx.dlc, snap.xrx.data, true);
}
} else {
lastXrxKey = "";
}
return snapshotToMotorState(snap);
},
/**
* CAN 反馈(状态栏)。直接复用上一次快照里的 bridge,不再打一次后端:
* 那本来就是同一份过程数据,多打一次只会拿到同样的值。
*
* 逐字段说明为什么很多是 null:过程数据的 bridge 段是**桥全局**计数,
* 没有按通道拆分,也完全没有 TEC/REC。按监控 UI 的约定,
* "通信正常但无此数据" 必须显示 "--",不能编 0 冒充正常。
*/
async fetchFeedback() {
const snap = lastSnapshot;
const b = (snap && snap.bridge) || null;
const linkOk = !!(snap && b && b.valid && snap.wkc === snap.expected_wkc);
const channels = [];
for (let ch = 0; ch < 3; ch++) {
channels.push({
ch,
enabled: true, // 过程数据不回报通道启用状态,不能据此禁止发送
valid: linkOk,
rx: linkOk ? b.rx_count : null,
tx: linkOk ? b.tx_count : null,
err: linkOk ? b.drop : null,
tec: null, // 过程数据里没有
rec: null, // 过程数据里没有
bus_state: linkOk ? (b.tx_result === 0xE2 ? 8 : 0) : null,
});
}
return { channels };
},
/**
* 发一批帧:一次提交的多帧被后端塞进同一个 PDO 周期的批量发送区,
* 在**同一个 seq 沿**由从站一次性发出 —— 这是多轴同步下发的前提,
* 逐帧调用会退化成一帧一个周期。
* 返回值补成 WiFi 的 results[] 形状(后端只回 queued/backlog)。
*
* PDO 快发:桌面桥有 ecat_send_raw 时**只走** ESF1 二进制直通,
* 失败 ok:false、不回落 JSON(堵死慢发)。无桥(浏览器)才走 motor/send。
*/
async sendFrames(frames, opts) {
if (!started) await ensureStarted();
const payload = {
frames: frames.map((f) => ({
ch: opts.ch, id: f.id, dlc: f.dlc, data: f.data,
})),
};
const r = await sendViaFastOrJson(payload);
if (!r || r.ok !== true) {
const msg = (r && r.log && r.log.length) ? r.log.join(" / ") : "发送失败";
return frames.map(() => ({ status: "error", code: -2, gd32_err: 0, desc: msg }));
}
/* 后端不做逐帧回执(帧是同一个 seq 沿一次性发出的),
* 统一回 ok;真正的总线级错误在下一拍 bridge.tx_result 里体现。 */
return frames.map(() => ({ status: "ok" }));
},
/** 突发发送:EtherCAT 的批量区天然就是"同一 seq 沿",直接复用 sendFrames。 */
async sendBurst(frames, opts) {
const built = frames.map((f) => ({
id: ((f.node & 0xF) << 16) | (opts.suffix & 0xFFFF),
dlc: opts.dlc,
data: f.data,
ch: f.ch,
}));
if (!started) await ensureStarted();
const r = await sendViaFastOrJson({ frames: built });
if (!r || r.ok !== true) {
const msg = (r && r.log && r.log.length) ? r.log.join(" / ") : "发送失败";
return built.map(() => ({ status: "error", code: -2, gd32_err: 0, desc: msg }));
}
return built.map(() => ({ status: "ok" }));
},
/** 版本:由批量接收区累积(见模块头注释第 2 点)。 */
async fetchVersionNode(node) {
return versions.get(node) || null;
},
/** 版本查询等待期强制消费 motor/rx(不依赖 rx_batch.count)。 */
drainPendingRx() {
return drainRx();
},
/**
* 直接看 PDO 段3 xrx 是否正带着「本节点」的 0x00FF。
* xrx 是共享快照、不会被 drain 消费;seq 不增长时也能命中。
* 用于破解「xrx 上是别的节点版本 / 同内容不 bump seq」导致的阵发全败。
*/
async peekVersionXrx(node) {
try {
const st = await api("motor/state", {}, 2500);
lastSnapshot = st;
if (st && st.period_ms > 0) periodMs = st.period_ms;
const x = st && st.xrx;
if (!x || !x.data) return null;
const id = (x.id >>> 0);
if (((id >> 16) & 0xF) !== node || (id & 0xFFFF) !== 0x00FF) return null;
const prev = versions.get(node);
if (!prev || prev.version !== x.data) {
dispatchFrame(id, x.dlc, x.data, true);
}
const cur = versions.get(node);
return {
node,
seq: cur && cur.seq != null ? cur.seq : (prev && prev.seq != null ? prev.seq : 1),
version: x.data,
at: Date.now(),
src: "xrx",
};
} catch (_) {
return null;
}
},
/** 节点 ID 应答:异步到达,取走即清(供 main.js 在发完 GET 后短轮询)。 */
takeNodeIdReport(node) {
const hex = nodeIdReports.get(node);
if (hex) nodeIdReports.delete(node);
return hex || null;
},
/** PDO 周期由后台循环维持,与界面刷新率无关,故不实现。 */
async setPeriod() { /* no-op:见 supportsPeriodSync */ },
/**
* 切走本传输:**故意不停后台 PDO 循环**。
* 从站 SM2 有 1000ms 过程数据看门狗,停超 1 秒会 OP→SAFEOP 掉线报 AL 0x001B;
* 用户只是切到 WiFi 看看,不该把 EtherCAT 链路打断。
* 真正该停的时机是"整个 app 关掉"—— 由服务端的 app 租约负责:
* 最后一个 app 窗口断开后 esp32_server 会调 /api/op/stop 停循环并退回 INIT,
* 这里(页面内)什么都不用做。
*/
async teardown() { started = false; lastSnapshot = null; },
/** 当前网卡匹配子串(工具栏输入框回填用)。 */
getAdapter() { return adapterSubstr; },
/**
* 换网卡:立即重开并重进 OP。
* 换网卡意味着当前 master 指向错的网口,留着旧连接毫无意义,
* 所以这里主动 close 让下一次 ensureOpen 走全新的 open。
*/
async setAdapter(substr) {
const v = String(substr || "").trim();
if (!v || v === adapterSubstr) return false;
adapterSubstr = v;
try { deviceLink.setEcatAdapter(v); } catch (_) {}
started = false;
lastSnapshot = null;
try { await api("close", {}, 8000); } catch (_) { /* 没连接时无所谓 */ }
return true;
},
/**
* 设节拍源:true=自旋(周期跑得准,占满一个核),false=内核睡眠(省 CPU,
* 周期超调约 0.5ms),null=交回后端按周期自动决定。
*
* 必须走 /api/motor/spin 而不是 /api/motor/start:后者在
* _BUS_EXCLUSIVE_PATHS 里,dispatcher 会先停掉 PDO 循环再执行,而停手超过
* 从站那 1000ms 过程数据看门狗就会把它踢出 OP,重进时还可能撞上 SSC 邮箱
* 楔死(实测把一块好板子弄死过两次)。自旋只是循环里读的一个标志,热改即可。
*/
async setSpin(v) {
try {
if (v === null || v === undefined) localStorage.removeItem(LS_SPIN);
else localStorage.setItem(LS_SPIN, v ? "1" : "0");
} catch (_) {}
const body = (v === null || v === undefined) ? {} : { spin: !!v };
const r = unwrap(await api("motor/spin", body, 8000), "切换节拍源");
if (typeof r.spin === "boolean") spinOn = r.spin;
if (r.period_ms) periodMs = r.period_ms;
return spinOn;
},
/**
* 热换 PDO 周期(毫秒)。硬顶 0.5ms:≥1ms 时 GD32 输出 PDO 消费会拖到秒级。
* 后端 motor/period 会同步把 DC SYNC0 对齐到同一 µs 值。
*/
async setPdoPeriod(ms) {
let v = Number(ms);
if (!(v > 0)) throw new Error("周期必须是 >0 的毫秒数,收到: " + ms);
if (v > 0.25) v = 0.25; /* 钉死 250µs,杜绝 0.5/1ms */
if (v < 0.0625) v = 0.25;
const r = unwrap(await api("motor/period", { period_ms: v }, 8000), "热改 PDO 周期");
if (typeof r.period_ms === "number") periodMs = r.period_ms;
else periodMs = v;
if (typeof r.spin === "boolean") spinOn = r.spin;
try { localStorage.setItem(LS_PERIOD, String(periodMs)); } catch (_) {}
return periodMs;
},
/** 诊断用(控制台 motorDbg.transport)。 */
debug() {
return {
periodMs, slotPeriodMs, spinOn, pcoreMask, pcores: pcoreList(pcoreMask),
started, adapter: adapterSubstr,
configs: configs.size, versions: versions.size,
slots: seqSeen.size, snapshot: lastSnapshot,
slotsPerPdo: MOT_SLOTS_PER_PDO,
slotCount: MOTOR_SLOT_COUNT,
scanCycles: MOTOR_SCAN_CYCLES,
winBases: (lastSnapshot && lastSnapshot.win_bases) || null,
};
},
};
}