cbb/ESP32_COMM
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

feat(protocol): 更新SPI Link协议至v2版本并优化CAN通信

Browse Source 
- 将SPI OTA帧格式升级为SPI Link v2，采用新的帧格式：
  | SOF0 0xA5 | SOF1 0x5A | VER 0x02 | FLAGS | SESSION 4B LE |
  TX_SEQ | ACK_SEQ | CREDIT | TYPE | LEN 2B LE | RSV 2B | PAYLOAD |
  CRC32 4B LE |
- 新增V2_OVERHEAD=20字节开销，APP最大payload为236字节，BOOT为108字节
- 修改帧类型定义：ENTER_BOOT从0xB5合并至0xB0，新增CAN业务类型0xC0~C3
- 更新CAN协议文档，支持SPI Link v2-only模式，调整最大业务payload计算
- 扩展0xC1帧功能，支持双向通信和1Hz主动推送ID快照
- 添加0xC3完整ID快照帧类型，包含seq/rx_count等完整字段
- 更新协议文档中的错误码定义和反馈payload格式

refactor(main): 重构主程序入口并添加CAN反馈任务

- 在main.cpp中添加CAN反馈任务，更新启动流程注释
- 创建createCriticalTask辅助函数，统一关键任务创建逻辑
- 调整SPI初始化顺序，确保CAN反馈任务依赖正确
- 优化错误处理机制，关键任务失败时立即重启
- 将GD32版本探测移至ota_relay任务处理
- 更新版本号至0.3.48，调整编译时间和Git哈希

config: 更新SPI和BLE配置参数

- 添加SPI主机相关配置参数，包括CS GPIO、READY GPIO等引脚定义
- 配置SPI缓冲区大小：APP为256字节，BOOT为128字节
- 更新BLE滑动窗口参数，ACK窗口设为32，数据队列深度为72
- 调整SPI工作队列大小至5120字节，增加任务堆栈监控说明
This commit is contained in:
小龙虾
2026-07-16 23:00:15 +08:00
parent 51c89b3065
commit 5db3f66b8e
57 changed files with 4728 additions and 2098 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
docs/can_protocol.md
+74 -230
View File
@@ -1,39 +1,39 @@
# CAN 通信协议文档
> 更新日期：2026-06-29
> 涉及固件：GD32 DCU_APP + ESP32 ESP32_COMM
> SPI 时钟：4 MHz | 应答帧最大 payload：123 字节（kTxBufSize=128 - overhead=5）
> 更新日期：2026-07-16
> 涉及固件：GD32 DCU_APP + ESP32 ESP32_COMM
> SPI：**Link v2 only** · 时钟 4 MHz
> APP 最大业务 payload：`kTxBufSize(256) - V2_OVERHEAD(20) = 236`
> BOOT 最大业务 payload：`kTxBufSize(128) - V2_OVERHEAD(20) = 108`
---
## 1. 概述
ESP32 通过 SPI 协议与 GD32 通信，实现三路 CAN/CANFD 的收发控制。CAN 相关 SPI 命令占用 `0xC0` ~ `0xC2` 帧类型。
ESP32 通过 SPI Link v2 与 GD32 通信，实现三路 CAN/CANFD 的收发控制。CAN 相关 SPI 命令占用 `0xC0` ~ `0xC3`。
| 帧类型 | 名称 | 方向 | 用途 |
|--------|------|------|------|
| `0xC0` | kTypeCanSend | ESP32 → GD32 | 发送一帧 CAN 数据 |
| `0xC1` | kTypeCanFeedback | ESP32 → GD32 | 拉取不重复 ID 快照表（分页） |
| `0xC1` | kTypeCanFeedback | 双向 | 通道统计 + ID 快照页；GD32 亦可 1Hz 主动推送 |
| `0xC2` | kTypeCanSetMode | ESP32 → GD32 | 切换三路 CAN 接收过滤模式 |
| `0xC3` | kTypeIdSnapshot | ESP32 → GD32 | 完整 ID 条目（含 seq/rx_count） |
---
## 2. SPI 协议帧格式
## 2. SPI 协议帧格式（v2）
所有 SPI 帧遵循统一格式：
所有 SPI 帧遵循 SPI Link v2（`spi_link/spi_link_v2.h`）：
```
[SOF:1B][TYPE:1B][LEN_LO:1B][LEN_HI:1B][PAYLOAD:NB][CRC8:1B]
[SOF0 A5][SOF1 5A][VER 02][FLAGS][SESSION 4LE][TX_SEQ][ACK_SEQ][CREDIT][TYPE][LEN 2LE][RSV 2][PAYLOAD][CRC32 4LE]
```
- SOF = `0xA5`
- LEN = payload 长度（小端 16 位）
- CRC8 = 对 SOF+TYPE+LEN+PAYLOAD 的校验
- 开销 `V2_OVERHEAD = 20`
- CRC32 MPEG-2（`0x04C11DB7`，无反射）
- **无** v1 单字节 SOF + CRC8 路径
应答帧 TYPE：
- `0x80` = ACK（成功）
- `0x81` = WAIT（OTA 中间态）
- `0x82` = ERROR
应答 TYPE 常用：`0x80` ACK · `0x81` WAIT · `0x82` ERROR
---
@@ -44,253 +44,97 @@ ESP32 通过 SPI 协议与 GD32 通信，实现三路 CAN/CANFD 的收发控制
```
[0] channel 0/1/2
[1..4] ext_id 扩展帧 ID（Big-Endian，29 位）
[5..N] data CAN 数据负载（1~64 字节）
[5..N] data CAN 数据负载（0~64 字节；可无，对应 DLC=0）
```
最短 payload 为 **5** 字节（仅 ch+id，DLC=0，例如 `CANFD_BOOT`）。
### 应答 payload
```
[0] 0x00（ACK）或错误码
[0] 0x00（ACK）或错误码 E0~E5
```
| 码 | 含义 |
|----|------|
| E0 | payload 过短（< 5 字节） |
| E1 | 通道非法 |
| E2 | BUS_OFF |
| E3 | TEC 过高（>96，对端 ACK 失败率高） |
| E4 | 邮箱满 |
| E5 | 参数无效 |
---
## 4. 0xC1 — 不重复 ID 快照表（核心协议）
## 4. 0xC1 — 通道统计 + ID 快照（核心）
每秒 ESP32 对每通道发 2 次请求（page=0 和 page=1），拉取该通道所有**不重复 CAN ID** 的最新帧快照。
GD32 可 1Hz 主动 `requestEsp32Read(0xC1)` 推送；ESP32 亦支持被动查询。
打包上限：`kFeedbackPayloadLen = kTxBufSize - V2_OVERHEAD = 236`。
### 请求 payload
### 请求 payload（被动）
```
[0] channel 0/1/2
[1] page 页号：0 = 条目 0~7，1 = 条目 8~15
[1] page 0 = 条目 0~7，1 = 条目 8~15
```
### 应答 payload（变长，最大 123 字节）
### 应答 / 推送 payload（变长）
固定头 **28** 字节 + 条目区：
```
[0] channel 回显通道号
[1] page 回显页号
[2] total_count 该通道实际 ID 条目总数（0~16）
[3] entry_count 本页实际条目数
[4] mode 当前 CAN 接收模式（0=全收, 1=过滤）
[5..8] snapshot_seq 快照序号（LE，每秒 +1）
[9..12] rx_count 通道累计接收帧数（LE）
[13..16] tx_count 通道累计发送帧数（LE）
[17..20] rx_drop_count 通道累计丢帧（LE）
[21..24] error_count 通道累计错误（LE）
[25..] 条目逐条拼接（见下）
[0] channel
[1] page
[2] total_count
[3] entry_count
[4] mode 0=全收 1=过滤 2=桥接
[5..8] snapshot_seq LE
[9..12] rx_count LE
[13..16] tx_count LE
[17..20] rx_drop_count LE
[21..24] error_count LE
[25] tec
[26] rec
[27] bus_state bit0=init … bit3=bus_off bit4=EW
[28..] 条目
```
### 单条目格式（变长）
### 单条目（8 + dlc）
```
[+0..+3] id CAN 报文 ID（LE）
[+4] dlc 数据长度（1~64）
[+5] flags bit0=FD, bit1=BRS, bit2=ESI
[+6..+7] reserved 保留（0x00）
[+8..+N] data 报文数据（dlc 字节）
```
条目总大小 = 8 + dlc 字节。
- 标准 CAN（dlc=8）：14 字节/条 → 每页最多 8 条
- CANFD（dlc=64）：72 字节/条 → 每页最多 1 条
### 拉取时序
```
ESP32 GD32
|--- 0xC1 [ch=0, page=0] --->|
|<-- ACK [统计+条目0~7] -----|
|--- 0xC1 [ch=0, page=1] --->|
|<-- ACK [条目8~15] ---------|
|--- 0xC1 [ch=1, page=0] --->|
|<-- ACK [统计+条目0~7] -----|
|--- 0xC1 [ch=1, page=1] --->|
|<-- ACK [条目8~15] ---------|
|--- 0xC1 [ch=2, page=0] --->|
|<-- ACK [统计+条目0~7] -----|
|--- 0xC1 [ch=2, page=1] --->|
|<-- ACK [条目8~15] ---------|
| (1 秒后重复)
```
每轮 6 次 SPI 事务，SPI 总线占用 ~5ms（0.5%）。
### total_count 与 entry_count 的关系
- `total_count` = 该通道当前所有不重复 ID 的总数（0~16）
- `entry_count` = 本页实际返回的条目数（≤8）
- 当 `total_count ≤ 8` 时，page=1 的 `entry_count=0`，ESP32 不再拉第二页
- 当 `total_count = 0` 时，表示该通道未收到任何 CAN 帧
---
## 5. 0xC2 — 切换接收过滤模式
### 请求 payload
```
[0] mode 0 = 全部接收（kModeAllPass）
1 = 按 ID 过滤（kModeFilterId）
```
### 应答 payload
```
[0] actual_mode GD32 实际生效的模式
```
模式切换影响三路 CAN 通道（全局生效，不是单通道）。
---
## 6. GD32 端实现要点
### 不重复 ID 快照表（canfd.h）
```cpp
struct IdSnapshotEntry {
uint32_t id;
uint32_t seq; // 更新序号
uint32_t rx_count; // 该 ID 累计接收
uint8_t dlc, fd_flag, brs, esi;
uint8_t data[64];
bool occupied;
};
struct IdSnapshotTable {
IdSnapshotEntry entries[16]; // CANFD_ID_SNAPSHOT_MAX
uint8_t count;
uint32_t seq;
};
```
### 中断更新逻辑（canfd.cpp::handleRxInterrupt）
每收到一帧 CAN：
1. 遍历 `s_idSnapshot[channel].entries[0..count-1]`，查找 ID 匹配的条目
2. 找到 → 更新 data/dlc/flags/rx_count++
3. 未找到且 count < 16 → 新建条目
4. 未找到且 count = 16 → FIFO 淘汰最旧条目（index 0），整体左移，新条目插入末尾
### SPI 处理器（app_spi_cmd_can_feedback.cpp）
- `kFeedbackPayloadLen = 123`（kTxBufSize 128 - overhead 5）
- 固定头 25 字节 + 变长条目逐条拼接
- 条目不足时 `entry_count < kPageEntries`，ESP32 侧据此判断是否需要拉下一页
---
## 7. ESP32 端实现要点
### 数据流
```
GD32 CAN 中断
→ s_idSnapshot[ch].entries[匹配ID]
↓ (1Hz 快照刷新)
refreshFeedbackSnapshot → seq++
↓ (ESP32 1Hz 轮询)
0xC1 × 3通道 × 2页 = 6次 SPI/s
↓
can_feedback_task 缓存到 s_latest[ch]
↓
/can/feedback HTTP → JSON
↓
can_monitor.js 表格渲染
```
### SPI 轮询（can_feedback_task.cpp）
- 固定 1Hz 循环，每通道发 2 次 0xC1（page=0 和 page=1）
- OTA 进行中时暂停（`s_paused` 标志，由 OtaCoordinator 和 OtaRelay 设置）
- 结果缓存在 `s_latest[3]`（`can_feedback_result_t`），线程安全（互斥锁）
### HTTP 接口
| 端点 | 方法 | 用途 |
|------|------|------|
| `/can/feedback` | GET | 三路 CAN 通道统计 + ID 快照表 |
| `/can/mode` | GET | 查询当前接收模式 |
| `/can/mode` | POST | 切换模式 `{"mode":0}` 或 `{"mode":1}` |
| `/can/send` | POST | 发送一帧 CAN 数据 |
### /can/feedback 响应格式
```json
{
"channels": [
{
"ch": 0,
"valid": true,
"mode": 0,
"seq": 1234,
"rx": 5678,
"tx": 0,
"drop": 0,
"err": 0,
"count": 5,
"entries": [
{
"id": "0x18DA00F1",
"dlc": 8,
"fd": 0,
"brs": 0,
"esi": 0,
"data": "0102030405060708"
}
]
},
{ "ch": 1, "valid": false },
{ "ch": 2, "valid": false }
]
}
[+0..+3] id LE
[+4] dlc
[+5] flags bit0=FD bit1=BRS bit2=ESI
[+6..+7] reserved
[+8..] data
```
---
## 8. 前端（tools/can_monitor.html）
## 5. 0xC2 — 模式切换
### 页面结构
1. **顶部状态栏**：连接状态、当前模式、轮询状态
2. **三路通道面板**（CH0/CH1/CH2）：
- 状态（活跃/无帧）
- rx/tx/drop/err 统计
- seq（活性指示）
- 当前 ID 数量
3. **每 ID 快照表**：
- 通道下拉选择
- 每行一个不重复 ID
- 列：CAN ID | DLC | FD | BRS | ESI | 数据 (HEX)
- 1Hz 自动刷新
### 导航
- OTA 控制台 (`index.html`) → "CAN 接收监控" 按钮
- CAN 发送控制台 (`can.html`) → header "CAN 接收监控" 链接
- CAN 接收监控 (`can_monitor.html`) → header 可跳回 CAN 发送或 OTA 控制台
```
req[0] mode 0=全收 1=过滤 2=CAN0→1/2 桥接
rsp[0] actual 生效 mode
```
---
## 9. 资源消耗
## 6. 0xC3 — ID 快照（完整字段）
| 资源 | 消耗 |
|------|------|
| GD32 SRAM（快照表） | 3.8KB / 128KB = 3% |
| GD32 中断开销（16 条遍历） | < 1μs |
| SPI 事务/秒 | 6 次（3 通道 × 2 页） |
| SPI 总线占用 | ~5ms/s = 0.5% |
| ESP32 RAM（缓存） | ~4KB |
| OTA 期间 CAN 轮询 | 自动暂停 |
固定头 4B + 条目 `(16 + dlc)`（含 id/seq/rx_count/dlc/flags/rsv/data）。
上限同 APP：`256 - V2_OVERHEAD = 236`。
---
## 10. 已废弃
## 7. 实现索引
| 项目 | 状态 | 说明 |
|------|------|------|
| `0xC3 kTypeIdSnapshot` | 保留定义但不使用 | 功能已合并到 0xC1 |
| `/can/idsnap` | 已移除 | 数据由 `/can/feedback` 统一提供 |
| `canFdPullIdSnapshot()` | 已移除 | 改用 `canFdPollFeedback()` 分页拉取 |
| 端 | 文件 |
|----|------|
| GD32 0xC1/C2 | `DCU_APP/.../app_spi_cmd_can_feedback.cpp` |
| GD32 0xC3 | `app_spi_cmd_id_snapshot.cpp` |
| GD32 0xC0 | `app_spi_cmd_can_bridge.cpp` |
| ESP32 解析/桥 | `ESP32_COMM/main/transport/canfd_bridge.*` |
| ESP32 读预算 | `spi_master.cpp` → `spiRespReadBudget()` |
| 帧格式 | `spi_link/spi_link_v2.h` |
| 图示文档 | `SPEC/communication_ids.html` · `SPEC/spi_flow_diagram.html` |