feat(main): 添加CAN 1Hz反馈轮询任务和HTTP接口
- 新增monitor/can_feedback_task.cpp组件，实现CAN 1Hz反馈轮询功能 - 在main.cpp中注册CAN反馈轮询任务，依赖SPI初始化完成后启动 - 在OTA协调器和中继模块中集成CAN反馈任务暂停/恢复机制 - 扩展CANFD桥接层，添加0xC1反馈查询、0xC2模式切换、0xC3ID快照协议支持 - 新增HTTP接口/can/feedback提供三路CAN反馈快照数据 - 新增HTTP接口/can/mode支持查询和切换CAN接收过滤模式 - 更新版本号从0.3.34到0.35 - 扩大SPI缓冲区以支持更大帧传输需求 BREAKING CHANGE: 新增CAN反馈监控功能需要GD32固件支持0xC1/0xC2/0xC3协议扩展
This commit is contained in:
小龙虾
@@ -0,0 +1,296 @@
|
||||
# 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）
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 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。
|
||||
|
||||
| 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） |
|
||||
| `0xC2` | kTypeCanSetMode | ESP32 → GD32 | 切换三路 CAN 接收过滤模式 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 2. SPI 协议帧格式
|
||||
|
||||
所有 SPI 帧遵循统一格式：
|
||||
|
||||
```
|
||||
[SOF:1B][TYPE:1B][LEN_LO:1B][LEN_HI:1B][PAYLOAD:NB][CRC8:1B]
|
||||
```
|
||||
|
||||
- SOF = `0xA5`
|
||||
- LEN = payload 长度（小端 16 位）
|
||||
- CRC8 = 对 SOF+TYPE+LEN+PAYLOAD 的校验
|
||||
|
||||
应答帧 TYPE：
|
||||
- `0x80` = ACK（成功）
|
||||
- `0x81` = WAIT（OTA 中间态）
|
||||
- `0x82` = ERROR
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 3. 0xC0 — CAN 发送
|
||||
|
||||
### 请求 payload
|
||||
|
||||
```
|
||||
[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）
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 应答 payload
|
||||
|
||||
```
|
||||
[0] 0x00（ACK）或错误码
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 4. 0xC1 — 不重复 ID 快照表（核心协议）
|
||||
|
||||
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。
|
||||
|
||||
### 请求 payload
|
||||
|
||||
```
|
||||
[0] channel 0/1/2
|
||||
[1] page 页号：0 = 条目 0~7，1 = 条目 8~15
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 应答 payload（变长，最大 123 字节）
|
||||
|
||||
```
|
||||
[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）
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 单条目格式（变长）
|
||||
|
||||
```
|
||||
[+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 }
|
||||
]
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 8. 前端（tools/can_monitor.html）
|
||||
|
||||
### 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
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 9. 资源消耗
|
||||
|
||||
| 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 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 10. 已废弃
|
||||
|
||||
| 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 |
|
||||
Reference in New Issue
Block a user