diff --git a/.gitignore b/.gitignore index 9663919..ae3844c 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -10,3 +10,4 @@ Analyzer/raw/dll/*.so Analyzer/raw/dll/*.dylib /Analyzer/raw/IR_Fox/.github **/.build +graphify-out/* diff --git a/IR_Decoder.cpp b/IR_Decoder.cpp index 96191e9..a8b1809 100644 --- a/IR_Decoder.cpp +++ b/IR_Decoder.cpp @@ -162,11 +162,13 @@ void IR_Decoder::_tick() if (addrAcceptSendTo && addrAcceptSendTo < IR_Broadcast) isWaitingAcceptSend = true; } - gotRaw.set(&packInfo, id); + // Raw keeps the decoder's common minimum-size contract. Known packet + // layouts are validated by their typed BasePack::set calls above. + gotRaw.set(&packInfo, id, false); } if (isWaitingAcceptSend && millis() - acceptSendTimer > acceptDelay) { - encoder->sendAccept(addrAcceptSendTo, acceptCustomByte); + if (encoder != nullptr) encoder->sendAccept(addrAcceptSendTo, acceptCustomByte); // B2: у Car decoder без парного энкодера (nullptr) → был HardFault isWaitingAcceptSend = false; } } diff --git a/IR_Decoder.h b/IR_Decoder.h index 0c2e238..4b6fd99 100644 --- a/IR_Decoder.h +++ b/IR_Decoder.h @@ -10,12 +10,12 @@ private: static std::list& get_dec_list(); void _tick(); - uint32_t acceptSendTimer; - bool isWaitingAcceptSend; - uint16_t addrAcceptSendTo; + uint32_t acceptSendTimer = 0; + bool isWaitingAcceptSend = false; // B4: без инициализации мусор мог дёрнуть sendAccept при старте + uint16_t addrAcceptSendTo = 0; uint16_t acceptDelay = IR_ResponseDelay; - uint8_t acceptCustomByte; + uint8_t acceptCustomByte = 0; bool extiEnabled_ = false; bool rxExtiPreemptConfigured_ = false; diff --git a/IR_DecoderRaw.cpp b/IR_DecoderRaw.cpp index cdbf6b7..5892546 100644 --- a/IR_DecoderRaw.cpp +++ b/IR_DecoderRaw.cpp @@ -145,9 +145,19 @@ const __FlashStringHelper *IR_DecoderRaw::rxBriefReasonTag(RxBriefReason reason) default: return F("UNK"); } } +#endif // IR_RX_BRIEF_LOG (rxBriefReasonTag) +// Безусловна: always-on счёт причин RX-событий (наблюдаемость по контракту +// живучести — счётчики живут и в проде без печати); печать — только под флагом. void IR_DecoderRaw::rxBriefLog(RxBriefReason reason, uint16_t a, uint16_t b, uint32_t tUs) { + const uint8_t ri = (uint8_t)reason; + if (ri < 14U) + rxReasonCnt[ri]++; +#if !IR_RX_BRIEF_LOG + (void)a; (void)b; (void)tUs; + return; +#else #if IR_RX_BRIEF_LOG_REJECT_ONLY if (reason == RxBriefReason::Ok || reason == RxBriefReason::Preamble) return; @@ -220,8 +230,26 @@ void IR_DecoderRaw::rxBriefLog(RxBriefReason reason, uint16_t a, uint16_t b, uin break; } Serial.println(); +#endif // IR_RX_BRIEF_LOG (печать) } +void IR_DecoderRaw::printRxReasonStats(Print &out) const +{ + static const char *const kTags[14] = {"?", "MUTEB", "MUTEE", "QRAW", "QFLT", "HOLD", + "GLITCH", "TIME", "PREAMB", "SYNC", "BUF", + "TIMEOUT", "CRC", "OK"}; + out.print(F("RXSTAT")); + for (uint8_t i = 1; i < 14U; i++) + { + out.print(','); + out.print(kTags[i]); + out.print('='); + out.print(rxReasonCnt[i]); + } + out.println(); +} + +#if IR_RX_BRIEF_LOG void IR_DecoderRaw::rxBriefNoteMuteBlockedIsr(uint32_t tUs) { (void)tUs; @@ -276,10 +304,8 @@ void IR_DecoderRaw::isr() // Интервалы между соседними фронтами считаются как (uint32_t)(t1 - t0) — корректно при // паузе < ~35 мин между фронтами; условие «тишина > longSilence» в preambleProcessEdge // переписано без front.time > prevRise (оно ломается при wrap). - uint32_t t; - noInterrupts(); - t = micros(); - interrupts(); + // B6: micros() в ISR не требует маскировки; прежний interrupts() посреди ISR снимал PRIMASK. + const uint32_t t = micros(); FrontStorage edge; edge.dir = port->IDR & mask; @@ -375,10 +401,9 @@ inline void IR_DecoderRaw::checkTimeout() #if defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) packTraceOnTimeoutOrAbort(false); #endif -#if IR_RX_BRIEF_LOG const uint16_t expected = (i_dataBuffer >= 8U) ? uint16_t(dataBuffer[0] & IR_MASK_MSG_INFO) : 0U; rxBriefLog(RxBriefReason::Timeout, i_dataBuffer, expected, micros()); -#endif + noteRxEnd(RxEndReason::Timeout, micros()); isRecive = false; // приём завершён msgTypeReceive = 0; // Как после listenStart(): без сброса isReciveRaw + firstRX() декодер остаётся @@ -393,6 +418,62 @@ inline void IR_DecoderRaw::checkTimeout() } // ==================================================================== +void IR_DecoderRaw::noteRxEnd(RxEndReason reason, uint32_t tUs) +{ + rxEnd.seq++; + rxEnd.reason = reason; + rxEnd.msgType = (i_dataBuffer >= 8U * msgBytes) ? (uint8_t)((dataBuffer[0] >> 5) & IR_MASK_MSG_TYPE) : 0xFF; + rxEnd.packSize = (uint8_t)packSize; + rxEnd.tUs = tUs; + rxEnd.expectedEndUs = (packSize >= msgBytes + crcBytes) + ? rxLockTimeUsVal + irLockToDecodeEndUs((uint8_t)packSize) + irTicksToUs((uint32_t)syncBits * irBitTicks) + : 0U; +} + +void IR_DecoderRaw::abortFrame(uint32_t tUs) +{ +#if defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) + packTraceOnTimeoutOrAbort(false); +#endif + noteRxEnd(RxEndReason::Abort, tUs); + isRecive = false; + isReciveRaw = false; + msgTypeReceive = 0; + firstRX(); + releasePreambleGuard(tUs); +} + +// После обрыва кадра «длинная тишина» (IR_timeout × 2 ≈ 30 мс) перед новым кандидатом преамбулы не требуется. +// prevRise — последний ДЕКОДИРОВАННЫЙ фронт; после abort он свежий, а фронты, отброшенные гвардом, его не двигают, +// поэтому валидный кадр, начавшийся через <30 мс после обрыва мусора, проглатывался целиком без счётчика +// (стенд 09.09: КУ теряла пинг машинки после обрывков чужого заднего и всплеска её дальномера за 24 мс до пинга). +// Ложных захватов это не добавляет: хвост оборванного кадра (период фронтов 962 мкс, синхробиты ~1100) не проходит +// грубый фильтр периода преамбулы (2116…3270 мкс), а настоящая преамбула перезапускает кандидата по паузе > IR_timeout. +// После чистого конца кадра гвард остаётся: там он отсекает хвост синхробитов. +void IR_DecoderRaw::releasePreambleGuard(uint32_t tUs) +{ + prevRise = tUs - IR_timeout * 2U - 1U; // «тишина уже была»: (front.time - prevRise) > longSilence для следующего фронта +} + +void IR_DecoderRaw::expirePreambleCandidate() +{ + if (preambleState != PreambleState::Candidate || rxTimeoutPipelineBusy()) + return; + if ((micros() - preambleCandidateLastEdgeTime) > IR_timeout * (uint32_t)IR_PREAMBLE_CANDIDATE_TIMEOUT_MULT) + { + if (preambleGoodPeriods) + rxBriefLog(RxBriefReason::Preamble, preambleGoodPeriods, 0, micros()); + preambleResetToIdle(); + } +} + +uint32_t IR_DecoderRaw::rxExpectedEndUs() const +{ + if (!isRecive || preambleState != PreambleState::Locked || isWrongPack || packSize < msgBytes + crcBytes) + return 0; + return rxLockTimeUsVal + irLockToDecodeEndUs((uint8_t)packSize); +} + void IR_DecoderRaw::tick() { #if IR_RX_BRIEF_LOG @@ -403,20 +484,16 @@ void IR_DecoderRaw::tick() // с метками ISR из очереди → ложные TIMEOUT (bits=0) каждый пакет. FrontStorage rawFront; - bool hasRawFront = false; bool processedFront = false; - noInterrupts(); - FrontStorage *rawPtr = subBuffer.pop(); - if (rawPtr != nullptr) + // Батч-выемка (IR_RX_TICK_BATCH): раньше 1 фронт/tick — приём был привязан + // к частоте loop, буфер 250 фронтов (~120мс эфира) переполнялся на медленном + // loop и кадры гибли молча. Семантика idle-пути сохранена: flush + // пульс-фильтра — только когда буфер пуст (как прежняя else-ветка). + uint8_t batchBudget = IR_RX_TICK_BATCH; + bool hasRawFront = subBuffer.pop(rawFront); // B5: копия под одной критсекцией (без торн-рида) + while (hasRawFront) { - rawFront = *rawPtr; - hasRawFront = true; - } - interrupts(); - - if (IR_INPUT_MIN_PULSE_US > 0U) - { - if (hasRawFront) + if (IR_INPUT_MIN_PULSE_US > 0U) { pulseFilterPushRaw(rawFront); FrontStorage confirmedFront; @@ -428,33 +505,39 @@ void IR_DecoderRaw::tick() } else { - const uint32_t nowUs = micros(); - FrontStorage confirmedFront; - while (pulseFilterTryFlushOne(nowUs, confirmedFront)) - { - processDecodedFront(confirmedFront); - processedFront = true; - } + processDecodedFront(rawFront); + processedFront = true; } + if (--batchBudget == 0U) + { + break; + } + hasRawFront = subBuffer.pop(rawFront); } - else if (hasRawFront) + if (!hasRawFront && IR_INPUT_MIN_PULSE_US > 0U) { - processDecodedFront(rawFront); - processedFront = true; + const uint32_t nowUs = micros(); + FrontStorage confirmedFront; + while (pulseFilterTryFlushOne(nowUs, confirmedFront)) + { + processDecodedFront(confirmedFront); + processedFront = true; + } } if (!processedFront) { isSubBufferOverflow = false; - listenStart(); checkTimeout(); + listenStart(); + expirePreambleCandidate(); #if defined(IR_EDGE_TRACE) while (edgeTraceFlushChunk(Serial, 48) > 0) {} #endif return; } // Если данных нет - ничего не делаем - listenStart(); checkTimeout(); + listenStart(); #if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefFlushDeferredIsrLogs(); #endif @@ -488,9 +571,7 @@ void IR_DecoderRaw::processDecodedFront(const FrontStorage ¤tFront) if (short_low_glitch) { errors.other++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Glitch, 1, 0, currentFront.time); -#endif #if IR_GLITCH_REJECT_PHASE_NUDGE irGlitchPhaseNudge(currentFront.time, riseSyncTime, prevRise); #endif @@ -505,9 +586,7 @@ void IR_DecoderRaw::processDecodedFront(const FrontStorage ¤tFront) if (micro_gap_rise) { errors.other++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Glitch, 1, 0, currentFront.time); -#endif #if IR_GLITCH_REJECT_PHASE_NUDGE irGlitchPhaseNudge(currentFront.time, riseSyncTime, prevRise); #endif @@ -517,9 +596,7 @@ void IR_DecoderRaw::processDecodedFront(const FrontStorage ¤tFront) if (candRp <= riseTimeMax / 4U && !highCount && !lowCount) { errors.other++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Timing, irClampU16(candRp), 0, currentFront.time); -#endif return; } @@ -583,11 +660,9 @@ void IR_DecoderRaw::processDecodedFront(const FrontStorage ¤tFront) if (risePeriod > IR_timeout || isBufferOverflow || risePeriod < riseTimeMin || isWrongPack) // ~Мы в пределах таймаута и буффер не переполнен и fix дроблёных единиц { -#if IR_RX_BRIEF_LOG if (!isBufferOverflow && !isWrongPack) rxBriefLog(RxBriefReason::Timing, irClampU16((uint32_t)risePeriod), irClampU16((uint32_t)highTime), currentFront.time); -#endif return; } @@ -750,12 +825,10 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) #if !defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) (void)packTraceInvertFix; #endif - if (i_dataBuffer > dataByteSizeMax * 8) - { // проверка переполнения + if (i_dataBuffer >= dataByteSizeMax * 8) + { // проверка переполнения (>=: иначе при i_dataBuffer==dataByteSizeMax*8 запись dataBuffer[38] за границей массива — B3) isBufferOverflow = true; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::BufferOverflow, i_dataBuffer, 0, micros()); -#endif #if defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) if (packTraceOpen) packTraceEmitErrorFlash(F("ERROR: buffer overflow")); @@ -765,10 +838,7 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) { // Как checkTimeout/listenStart: firstRX() сбрасывает буфер битов, преамбулу и // pulseFilterReset() — при IR_INPUT_MIN_PULSE_US > 0 иначе остаётся «хвост» в hold/filtered. - isRecive = false; - isReciveRaw = false; - msgTypeReceive = 0; - firstRX(); + abortFrame(micros()); return; } @@ -832,12 +902,12 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) #endif { isWrongPack = true; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Sync, err_syncBit, 0, micros()); -#endif #if defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) packTraceEmitErrorFlash(F("ERROR: Wrong sync bit")); #endif + abortFrame(micros()); // битый кадр не удерживает приёмник до таймаута + return; } } } @@ -862,6 +932,15 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) if (i_dataBuffer == 8 * msgBytes) { // Ппервый байт packSize = dataBuffer[0] & IR_MASK_MSG_INFO; + // B1: под-минимальная длина (1..2) физически не несёт CRC (min кадр = msg+crc = 3 байта) → шум/битьё. + // Без отсева packSize==1 даёт crcCheck(1-2) → len=255 → OOB-чтение dataBuffer[0..256] (массив 38). + // packSize>=3 (в т.ч. будущие компактные кадры) обрабатываются как обычно. + if (packSize < msgBytes + crcBytes) // 0..2: кадр физически не несёт CRC — шум/битьё + { + isWrongPack = true; + abortFrame(micros()); + return; + } } // Тип приёма (для isReceive): выставляем сразу после первого байта, ДО проверки «Конец». @@ -872,8 +951,8 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) msgTypeReceive = (dataBuffer[0] >> 5) | 0b11111000; } - if (packSize && (i_dataBuffer == packSize * bitPerByte)) - { // Конец + if (packSize > crcBytes && (i_dataBuffer == packSize * bitPerByte)) + { // Конец (B1: packSize>crcBytes → crcCheck(packSize-crcBytes) не уходит в underflow/OOB) packInfo.buffer = dataBuffer; packInfo.crc = crcValue; packInfo.err = errors; @@ -885,6 +964,7 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) preambleResetToIdle(); msgTypeReceive = 0; isAvailable = crcCheck(packSize - crcBytes, crcValue); + noteRxEnd(isAvailable ? RxEndReason::Ok : RxEndReason::Crc, micros()); #ifdef BRUTEFORCE_CHECK { @@ -931,12 +1011,10 @@ void IR_DecoderRaw::writeToBuffer(bool bit, bool packTraceInvertFix) #endif const uint16_t errSum = uint16_t(errors.lowSignal) + uint16_t(errors.highSignal) + uint16_t(errors.other); -#if IR_RX_BRIEF_LOG if (isAvailable) rxBriefLog(RxBriefReason::Ok, packSize, errSum, micros()); else rxBriefLog(RxBriefReason::Crc, packSize, errSum, micros()); -#endif if (!isAvailable && packSize > 0 && packSize <= dataByteSizeMax) { memcpy(rejectBuffer, dataBuffer, packSize); rejectPackSize = static_cast(packSize); @@ -956,7 +1034,7 @@ bool IR_DecoderRaw::crcCheck(uint8_t len, crc_t &crc) crc = (crc8(dataBuffer, 0, len, poly1) << 8) & ~((crc_t)0xFF); crc |= crc8(dataBuffer, 0, len + 1, poly2) & (crc_t)0xFF; - if (dataBuffer[len] == (crc >> 8) & 0xFF && + if (dataBuffer[len] == ((crc >> 8) & 0xFF) && // B7: скобки — иначе (== & 0xFF) по приоритету dataBuffer[len + 1] == (crc & 0xFF)) { crcOK = true; @@ -979,6 +1057,7 @@ bool IR_DecoderRaw::availableReject() uint16_t IR_DecoderRaw::ceil_div(uint16_t val, uint16_t divider) { + if (divider == 0) return 0; // B10: защита от деления на 0 (актуально при freeFrec — сейчас выкл, не включаем) int ret = val / divider; if ((val << 4) / divider - (ret << 4) >= 8) ret++; @@ -1481,9 +1560,7 @@ void IR_DecoderRaw::pulseFilterPushRaw(const FrontStorage &e) if (pulseFilterHoldCount >= kPulseFilterHoldCap) { pulseFilterDropHoldOverflow++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::HoldOverflow, irClampU16(pulseFilterDropHoldOverflow), 0, e.time); -#endif pulseFilterShiftLeft(1); } @@ -1508,9 +1585,7 @@ bool IR_DecoderRaw::pulseFilterTryTakeConfirmed(FrontStorage &out, uint32_t logT if (dt < minUs) { pulseFilterDropGlitchPairs++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Glitch, irClampU16(pulseFilterDropGlitchPairs), 0, logTime); -#endif pulseFilterShiftLeft(2); continue; } @@ -1540,9 +1615,7 @@ bool IR_DecoderRaw::pulseFilterTryFlushOne(uint32_t nowUs, FrontStorage &out) if (dt < IR_INPUT_MIN_PULSE_US) { pulseFilterDropGlitchPairs++; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Glitch, irClampU16(pulseFilterDropGlitchPairs), 0, nowUs); -#endif pulseFilterShiftLeft(2); continue; } @@ -1611,16 +1684,17 @@ bool IR_DecoderRaw::preambleProcessEdge(const FrontStorage &front) if (!isReciveRaw && front.dir && ((prevRise == 0U && front.time > longSilence) || (prevRise != 0U && (uint32_t)(front.time - prevRise) > longSilence))) + { preambleStartCandidate(front); + return true; + } } if (preambleState == PreambleState::Candidate) { if ((uint32_t)(front.time - preambleCandidateLastEdgeTime) > candTimeout) { -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Preamble, preambleGoodPeriods, 0, front.time); -#endif preambleStartCandidate(front); } @@ -1641,9 +1715,7 @@ bool IR_DecoderRaw::preambleProcessEdge(const FrontStorage &front) { preambleGoodPeriods = 0; preambleMeanPeriod = 0; -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Preamble, 0, irClampU16(period), front.time); -#endif return true; } @@ -1664,9 +1736,7 @@ bool IR_DecoderRaw::preambleProcessEdge(const FrontStorage &front) } else { -#if IR_RX_BRIEF_LOG rxBriefLog(RxBriefReason::Preamble, preambleGoodPeriods, irClampU16(period), front.time); -#endif preambleGoodPeriods = 1; preambleMeanPeriod = (uint16_t)period; } @@ -1698,6 +1768,8 @@ bool IR_DecoderRaw::preambleProcessEdge(const FrontStorage &front) isRecive = true; isReciveRaw = true; risePeriod = preambleMeanPeriod; + rxLockSeqCnt++; + rxLockTimeUsVal = front.time; #if defined(IRDEBUG_SERIAL_PACK) packTraceResetFrame(); packTraceOpen = true; diff --git a/IR_DecoderRaw.h b/IR_DecoderRaw.h index 6cc3dee..b3309e8 100644 --- a/IR_DecoderRaw.h +++ b/IR_DecoderRaw.h @@ -52,6 +52,40 @@ public: inline bool isOverflow() { return isBufferOverflow; }; // Буффер переполнился bool isSubOverflow(); volatile inline bool isReciving() { return isRecive; }; // Возвращает true, если происходит приём пакета + // Активность линии по СОСТОЯНИЮ (не по хардкод-длительности): кадр залочен ИЛИ формируется + // ВАЛИДНАЯ преамбула (>=1 совпавший по периоду фронт — отличает реальный кадр от одиночного + // шумового фронта, который лишь заводит Candidate, но не набирает goodPeriods). Для гейта заднего: + // «не стрелять, пока на линии идёт/формируется кадр (напр. ответ точки)». Аддитивно, const. + inline bool rxLineActive() const { + return isRecive || + (preambleState == PreambleState::Candidate && preambleGoodPeriods >= 1U); + } + // Объявленная длина ПРИНИМАЕМОГО кадра (байт) из ПЕРВОГО байта, если он уже принят и валиден; + // иначе 0 (ещё не знаем / битый). До CRC это НЕДОВЕРЕННОЕ значение — потребитель, получив 0 + // или чрезмерное, обязан брать rxMaxPackSize() (безопасно держать задний до конца макс.кадра). + inline uint16_t rxDeclaredPackSize() const { + return (isRecive && packSize && !isWrongPack) ? packSize : 0; + } + // Протокольный МАКСИМУМ длины кадра (байт) — верхняя граница бюджета удержания заднего. + static constexpr uint16_t rxMaxPackSize() { return (uint16_t)irMaxPackSize; } + + // ---- Наблюдаемость приёма по СОСТОЯНИЮ: лок / ожидаемый конец / факт завершения с причиной ---- + enum class RxEndReason : uint8_t { None = 0, Ok, Crc, Timeout, Abort }; + struct RxEndInfo { + uint16_t seq = 0; // номер завершения (растёт на каждом терминале) + RxEndReason reason = RxEndReason::None; + uint8_t msgType = 0xFF; // 0xFF = первый байт не был принят + uint8_t packSize = 0; // объявленная длина (0 = неизвестна) + uint32_t tUs = 0; // micros() терминала + uint32_t expectedEndUs = 0; // расчётный конец кадра в эфире (0 = неизвестен) + }; + uint16_t rxLockSeq() const { return rxLockSeqCnt; } // ++ в момент лока преамбулы + uint32_t rxLockTimeUs() const { return rxLockTimeUsVal; } // метка фронта лока (ISR-время) + /// Тип принимаемого кадра (3 бита) после первого байта; 0xFF пока неизвестен / приём не идёт. + uint8_t rxMsgType() const { return (isRecive && packSize) ? (uint8_t)((dataBuffer[0] >> 5) & IR_MASK_MSG_TYPE) : 0xFF; } + const RxEndInfo &rxLastEnd() const { return rxEnd; } + /// Расчётный момент последнего бита данных текущего кадра (по объявленной длине); 0 = не Locked / длина неизвестна. + uint32_t rxExpectedEndUs() const; uint32_t pulseFilterDroppedByFilteredOverflow() const { return 0; } uint32_t pulseFilterDroppedByHoldOverflow() const { return pulseFilterDropHoldOverflow; } uint32_t pulseFilterDroppedGlitchPairs() const { return pulseFilterDropGlitchPairs; } @@ -65,6 +99,14 @@ public: uint16_t edgeTraceFlushChunk(Print &out, uint16_t maxRec = 48); #endif + /// Always-on счётчики RX-событий по причинам (см. RxBriefReason: 6=Glitch, + /// 7=Timing, 8=Preamble, 9=Sync, 10=BufOverflow, 11=Timeout, 12=Crc, 13=Ok). + /// MuteBegin/End и RawOverflow(1..3) тикают только при IR_RX_BRIEF_LOG (ISR-агрегат). + const uint16_t *rxReasonCounters() const { return rxReasonCnt; } + void rxReasonCountersClear() { for (uint8_t i = 0; i < 14; i++) rxReasonCnt[i] = 0; } + /// Однострочная сводка: "RXSTAT,GLITCH=..,TIME=..,PREAMB=..,SYNC=..,BUF=..,TIMEOUT=..,CRC=..,OK=.." + void printRxReasonStats(Print &out) const; + /// Кадр собран по длине из заголовка, но CRC не сошёлся — один раз можно прочитать копию сырых байтов. bool availableReject(); uint8_t getRejectSize() const { return rejectPackSize; } @@ -139,6 +181,13 @@ private: Locked = 2 }; PreambleState preambleState = PreambleState::Idle; + uint16_t rxLockSeqCnt = 0; + uint32_t rxLockTimeUsVal = 0; + RxEndInfo rxEnd; + void noteRxEnd(RxEndReason reason, uint32_t tUs); // терминал: фиксирует тип/длину/расчётный конец + void abortFrame(uint32_t tUs); // немедленный сброс битого кадра (sync/длина/overflow) + void releasePreambleGuard(uint32_t tUs); // после abort: новый кандидат преамбулы без ожидания длинной тишины + void expirePreambleCandidate(); // кандидат без фронтов дольше таймаута → Idle uint8_t preambleGoodPeriods = 0; uint16_t preambleMeanPeriod = 0; uint32_t preambleCandidateLastEdgeTime = 0; @@ -235,9 +284,13 @@ bool isReciveRaw = false; /// @return Результат uint16_t ceil_div(uint16_t val, uint16_t divider); + // rxBriefLog безусловен: ВСЕГДА инкрементирует rxReasonCnt[reason] + // (always-on наблюдаемость по контракту живучести), печать события — + // только при IR_RX_BRIEF_LOG. Вызовы в местах отказов тоже безусловны. + void rxBriefLog(RxBriefReason reason, uint16_t a = 0, uint16_t b = 0, uint32_t tUs = 0); + uint16_t rxReasonCnt[14] = {}; // индекс = (uint8_t)RxBriefReason, 1..13 #if IR_RX_BRIEF_LOG static const __FlashStringHelper *rxBriefReasonTag(RxBriefReason reason); - void rxBriefLog(RxBriefReason reason, uint16_t a = 0, uint16_t b = 0, uint32_t tUs = 0); void rxBriefNoteMuteBlockedIsr(uint32_t tUs); void rxBriefNoteRawOverflowIsr(uint32_t tUs); void rxBriefFlushDeferredIsrLogs(); diff --git a/IR_Encoder.cpp b/IR_Encoder.cpp index 872e47e..62ec179 100644 --- a/IR_Encoder.cpp +++ b/IR_Encoder.cpp @@ -352,6 +352,29 @@ bool IR_Encoder::txEmitTick(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal, bool return txAdvanceAfterOutput(st, sendBufferLocal); } +// Обход кадра по границам ранов: между границами автомат выдаёт st.toggleCounter+1 тактов +// уровня st.state (txAdvanceAfterOutput считает toggleCounter до нуля, затем txAdvanceBoundary +// открывает следующий ран). Даёт ту же последовательность тактов, что потиковый обход, но за +// число шагов = число ранов (пинг: ~230 вместо ~8700 тактов — на 12 МГц это ~30 мс перед стартом DMA). +template +bool IR_Encoder::txWalkRuns(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal, Emit emit) +{ + for (;;) + { + const bool gate = st.state; + const uint32_t lenTicks = (uint32_t)st.toggleCounter + 1U; + if (!emit(gate, lenTicks)) + { + return false; + } + st.toggleCounter = 0; + if (!txAdvanceBoundary(st, sendBufferLocal)) + { + return true; + } + } +} + void IR_Encoder::loadTxFsmFromMembers(TxFsmState &st) const { st.sendLen = sendLen; @@ -476,28 +499,27 @@ size_t IR_Encoder::buildGateRuns(const uint8_t *packet, uint8_t len, IR_TxGateRu st.currentBitSequence = bitHigh; size_t runCount = 0; - bool isActive = true; - while (isActive) - { - bool gate = false; - isActive = txEmitTick(st, sendBufferLocal, gate); - + const bool ok = txWalkRuns(st, sendBufferLocal, [&](bool gate, uint32_t lenTicks) -> bool { if (runCount > 0 && outRuns[runCount - 1].gate == gate) { - outRuns[runCount - 1].lenTicks = (uint16_t)(outRuns[runCount - 1].lenTicks + 1U); - } - else - { - if (runCount >= maxRuns) + const uint32_t merged = (uint32_t)outRuns[runCount - 1].lenTicks + lenTicks; + if (merged > 65535U) { - return 0; + return false; } - outRuns[runCount].gate = gate; - outRuns[runCount].lenTicks = 1U; - runCount++; + outRuns[runCount - 1].lenTicks = (uint16_t)merged; + return true; } - } - return runCount; + if (runCount >= maxRuns || lenTicks > 65535U) + { + return false; + } + outRuns[runCount].gate = gate; + outRuns[runCount].lenTicks = (uint16_t)lenTicks; + runCount++; + return true; + }); + return ok ? runCount : 0; } size_t IR_Encoder::buildPhysicalGateRuns(const uint8_t *packet, uint8_t len, IR_TxGateRun *outRuns, size_t maxRuns, uint16_t multiply) @@ -564,40 +586,29 @@ size_t IR_Encoder::buildPhysicalGateRuns(const uint8_t *packet, uint8_t len, IR_ bool currentGate = false; uint32_t currentLogicalLen = 0; bool havePendingRun = false; - bool isActive = true; - while (isActive) - { - bool gate = false; - isActive = txEmitTick(st, sendBufferLocal, gate); - - if (!havePendingRun) + const bool ok = txWalkRuns(st, sendBufferLocal, [&](bool gate, uint32_t lenTicks) -> bool { + if (havePendingRun && currentGate == gate) { - currentGate = gate; - currentLogicalLen = 1U; - havePendingRun = true; - continue; + currentLogicalLen += lenTicks; + return true; } - - if (currentGate == gate) + if (havePendingRun && !appendPhysicalRun(currentGate, currentLogicalLen, runCount)) { - currentLogicalLen++; - continue; + return false; } - - if (!appendPhysicalRun(currentGate, currentLogicalLen, runCount)) - { - return 0; - } - currentGate = gate; - currentLogicalLen = 1U; + currentLogicalLen = lenTicks; + havePendingRun = true; + return true; + }); + if (!ok) + { + return 0; } - if (havePendingRun && !appendPhysicalRun(currentGate, currentLogicalLen, runCount)) { return 0; } - return runCount; } @@ -688,7 +699,10 @@ IR_SendResult IR_Encoder::sendData(uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len, IR_SendResult IR_Encoder::sendDataFULL(uint16_t addrFrom, uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len, bool needAccept) { - if (len > bytePerPack) + // 5-битное поле длины => ВЕСЬ кадр ≤31 байт (для Data payload ≤24). Было `len > bytePerPack(31)` — + // неверно: packSize=7+len оборачивался в заголовке (packSize & 0x1F) при len 25..31 → кадр молча + // терялся, а send возвращал успех. Проверяем полный packSize в широком типе (uint8_t 7+len мог переполниться). + if (((uint16_t)msgBytes + addrBytes + addrBytes + len + crcBytes) > IR_MASK_MSG_INFO) { Serial.println("IR Pack to big"); return IR_SendResult(false, 0, IR_SendStatus::PayloadTooLarge); @@ -831,14 +845,17 @@ IR_SendResult IR_Encoder::sendBackTo(uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len IR_SendResult IR_Encoder::_sendBack(bool isAdressed, uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len) { - if (len > bytePerPack) + // Длина = ВЕСЬ кадр в 5 битах (≤31). Проверяем полный packSize. Было `len>bytePerPack` + `min(1,len)`: + // многобайтовый back (speed + customBackData) слался ОБРЕЗАННЫМ — packSize считал лишь 1 байт данных, + // остальные не влезали в кадр и затирались CRC. Теперь учитываем полный len. + if (((uint16_t)msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + len + crcBytes) > IR_MASK_MSG_INFO) { return IR_SendResult(false, 0, IR_SendStatus::PayloadTooLarge); } memset(sendBuffer, 0x00, dataByteSizeMax); uint8_t dataStart = msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0); - uint8_t packSize = msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + min(uint8_t(1), len) + crcBytes; + uint8_t packSize = msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + len + crcBytes; uint8_t msgType = ((isAdressed ? IR_MSG_BACK_TO : IR_MSG_BACK) << 5) | ((packSize) & IR_MASK_MSG_INFO); @@ -1177,26 +1194,8 @@ uint8_t IR_Encoder::bitLow[2] = { uint32_t IR_Encoder::calculateSendTime(uint8_t packSize) const { - // Расчет времени отправки пакета в миллисекундах - - // Время преамбулы: preambPulse * 2 фронта * bitTakts тактов - uint32_t preambTime = preambPulse * 2 * bitTakts; - - // Время данных: количество бит * bitTakts тактов - uint32_t dataTime = packSize * 8 * bitTakts; - - // Время синхронизации: syncBits * 2 фронта * bitTakts тактов - uint32_t syncTime = syncBits * 2 * bitTakts; - - // Общее время в тактах - uint32_t totalTakts = preambTime + dataTime + syncTime; - - // Конвертируем в миллисекунды - // carrierPeriod - период несущей в микросекундах - // totalTakts * carrierPeriod / 1000 = время в миллисекундах - uint32_t sendTimeMs = (totalTakts * carrierPeriod) / 1000; - - return sendTimeMs; + // Полное время кадра в эфире по формуле FSM (преамбула + байты с синхробитами), округление вверх до мс. + return (irFrameAirtimeUs(packSize) + 999U) / 1000U; } // Функции для тестирования времени отправки без фактической отправки @@ -1251,12 +1250,12 @@ uint32_t IR_Encoder::testSendBackTo(uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len) uint32_t IR_Encoder::testSendBack(bool isAdressed, uint16_t addrTo, uint8_t *data, uint8_t len) const { - if (len > bytePerPack) + if (((uint16_t)msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + len + crcBytes) > IR_MASK_MSG_INFO) { return 0; // Возвращаем 0 для недопустимого размера } - - uint8_t packSize = msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + min(uint8_t(1), len) + crcBytes; + + uint8_t packSize = msgBytes + addrBytes + (isAdressed ? addrBytes : 0) + len + crcBytes; return calculateSendTime(packSize); } diff --git a/IR_Encoder.h b/IR_Encoder.h index bb21d4b..df55d86 100644 --- a/IR_Encoder.h +++ b/IR_Encoder.h @@ -62,6 +62,10 @@ public: /// @param decPair Если задан, конструктор регистрирует этот один приёмник как blind-decoder /// (аналог setBlindDecoders() для одного RX). IR_Encoder(uint8_t pin, uint16_t addr = 0, IR_DecoderRaw *decPair = nullptr, bool autoHandle = true); + /// Публичная оценка airtime кадра (мс) по его полной длине в байтах (packSize). Чистая функция + /// протокольных констант — подходит и для приёма (напр. бюджет удержания заднего по объявленному + /// в 1-м байте размеру принимаемого ответа). БЕЗ +30% компенсации занижения sync — добавляет потребитель. + uint32_t packAirtimeMs(uint8_t packSize) const { return calculateSendTime(packSize); } static void isr(); static void begin(HardwareTimer* timer, uint8_t channel, IRQn_Type IRQn, uint8_t priority, void(*isrCallback)() = nullptr); /** @@ -210,6 +214,8 @@ private: static bool txAdvanceBoundary(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal); static bool txAdvanceAfterOutput(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal); static bool txEmitTick(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal, bool &gateOut); + template + static bool txWalkRuns(TxFsmState &st, const uint8_t *sendBufferLocal, Emit emit); void loadTxFsmFromMembers(TxFsmState &st) const; void storeTxFsmToMembers(const TxFsmState &st); bool shouldUseBufferedIsr() const; diff --git a/IR_config.h b/IR_config.h index d585d9e..6997da5 100644 --- a/IR_config.h +++ b/IR_config.h @@ -6,6 +6,13 @@ /** Число потоков DMA-TX задаётся шаблоном: IrDmaTxStm32<2>, см. IrDmaTxStm32.h и irproto::kDefaultDmaTxMaxStreams. */ namespace irproto { constexpr size_t kDefaultDmaTxMaxStreams = 4U; +/** NVIC-приоритет IRQ DMA-каналов TX (refill кольца BSRR-слов). Refill длинный (полубуфер + * 2048 слов = миллисекунды на небыстрых SYSCLK), а его дедлайн мягкий (~9 мс при 38кГц×6), + * поэтому он обязан сидеть НИЖЕ SysTick (0) и EXTI приёмника (6): с приоритетом по умолчанию + * (0, HAL_NVIC_EnableIRQ без SetPriority) он не вытеснялся SysTick'ом, тики слипались и + * millis() замедлялся в 1.6×/2.2× (один/два потока) на всё время передачи — мерено на стенде + * TofSickHunt 2026-08-11. Меньше число = выше приоритет; 8 = ниже EXTI, выше самого дна. */ +constexpr uint32_t kDmaTxIrqPriority = 8U; /** Кольцевой буфер BSRR-слов для ISR-TX (как у DMA: два полублока). Чётное число. */ constexpr uint16_t kIsrTxBsrrWordCount = 256U; /** Максимум RLE-сегментов для buildGateRuns при ISR-TX. */ @@ -179,6 +186,13 @@ typedef uint16_t crc_t; #ifndef IR_INPUT_MIN_PULSE_US #define IR_INPUT_MIN_PULSE_US 0 #endif +/** Сколько сырых фронтов забирать из ISR-буфера за один tick() (батч-выемка). + * 1 фронт/tick привязывал RX-пропускную способность к частоте loop: медленный + * loop (телеметрия/дисплей) переполнял буфер 250 фронтов (~120мс эфира) и + * кадры терялись молча. Батч развязывает приём от темпа loop. */ +#ifndef IR_RX_TICK_BATCH +#define IR_RX_TICK_BATCH 16U +#endif /** Сколько подтверждённых фронтов держать перед выпуском в декодер (потоковая задержка). */ #ifndef IR_INPUT_FILTER_HOLDBACK_EDGES #define IR_INPUT_FILTER_HOLDBACK_EDGES 3U @@ -217,9 +231,11 @@ typedef uint16_t crc_t; #ifndef IR_PREAMBLE_PERIOD_MAX_FACTOR_PCT #define IR_PREAMBLE_PERIOD_MAX_FACTOR_PCT 340U #endif -/** Таймаут окна кандидата преамбулы: IR_timeout * mult. */ +/** Таймаут окна кандидата преамбулы: IR_timeout * mult. Кандидат без фронтов дольше таймаута байта + преамбулой быть не может; при 3× линия считалась занятой (rxLineActive) ещё 45 мс после последнего + паразитного фронта (напр. засветка своим дальномером) и откладывала передачу. */ #ifndef IR_PREAMBLE_CANDIDATE_TIMEOUT_MULT -#define IR_PREAMBLE_CANDIDATE_TIMEOUT_MULT 3U +#define IR_PREAMBLE_CANDIDATE_TIMEOUT_MULT 1U #endif #define preambPulse 3 @@ -250,6 +266,32 @@ typedef uint16_t crc_t; #define bitTime (bitTakts * carrierPeriod) // Общая длительность бита #define tolerance 300U +// ---- Длительности и размеры кадра ФОРМУЛАМИ из FSM передатчика (IR_Encoder::txAdvanceBoundary) ---- +// Логический такт TX = полпериода несущей (toggleCounter считает полупериоды). Преамбула = 6 ран по +// (preambToggle+1) тактов; лок декодера — на 3-м RISE (конец 5-й раны); байт = (8 данных + 3 sync) бит по 74 такта. +constexpr uint32_t irTxTickNs = 1000000000UL / (carrierFrec * 2U); +constexpr uint32_t irPreambleTicks = (uint32_t)preambPulse * 2U * ((uint32_t)preambToggle + 1U); +constexpr uint32_t irLockTicks = ((uint32_t)preambPulse * 2U - 1U) * ((uint32_t)preambToggle + 1U); +constexpr uint32_t irBitTicks = (uint32_t)bitTakts * 2U; +constexpr uint32_t irByteTicks = ((uint32_t)bitPerByte + (uint32_t)syncBits) * irBitTicks; +constexpr uint32_t irTicksToUs(uint32_t ticks) { return (uint32_t)(((uint64_t)ticks * irTxTickNs + 500U) / 1000U); } +/// Полное время кадра в эфире (от первой несущей до последнего sync-бита), мкс. +constexpr uint32_t irFrameAirtimeUs(uint8_t packSize) { return irTicksToUs(irPreambleTicks + (uint32_t)packSize * irByteTicks); } +/// От старта кадра до последнего БИТА ДАННЫХ (момент, когда декодер отдаёт кадр), мкс. +constexpr uint32_t irFrameDecodeEndUs(uint8_t packSize) { return irTicksToUs(irPreambleTicks + (uint32_t)packSize * irByteTicks - (uint32_t)syncBits * irBitTicks); } +/// От лока декодера (3-й RISE преамбулы) до последнего бита данных, мкс. +constexpr uint32_t irLockToDecodeEndUs(uint8_t packSize) { return irTicksToUs(irPreambleTicks - irLockTicks + (uint32_t)packSize * irByteTicks - (uint32_t)syncBits * irBitTicks); } +/// Латентность лока: от первой несущей чужого кадра до лока декодера, мкс. +constexpr uint32_t irLockLatencyUs = irTicksToUs(irLockTicks); +/// Таймаут байта декодера (как IR_timeout при номинальном bitTime) и тишина, по которой декодер обрывает приём. +constexpr uint32_t irRxByteTimeoutUs = ((uint32_t)bitTime + tolerance) * ((uint32_t)bitPerByte + syncBits + 1U); +constexpr uint32_t irRxAbortSilenceUs = 2U * irRxByteTimeoutUs; +/// Протокольный максимум длины кадра (5-битное поле длины). +constexpr uint8_t irMaxPackSize = IR_MASK_MSG_INFO; +/// Размер кадра по полезной нагрузке: DATA (from+to) и BACK (только from). +constexpr uint8_t irDataPackSize(uint8_t payload) { return (uint8_t)(msgBytes + addrBytes * 2 + payload + crcBytes); } +constexpr uint8_t irBackPackSize(uint8_t payload) { return (uint8_t)(msgBytes + addrBytes + payload + crcBytes); } + constexpr uint16_t test_all_Time = bitTime; constexpr uint16_t test_all_Takts = bitTakts * 2; constexpr uint16_t test_hi = ((bitPauseTakts) * 2 - 0) + ((bitActiveTakts) * 2 - 0); diff --git a/IrDmaTxStm32.h b/IrDmaTxStm32.h index 8b01eb3..3ef0549 100644 --- a/IrDmaTxStm32.h +++ b/IrDmaTxStm32.h @@ -85,9 +85,12 @@ public: } s_instance = this; - activeCount_ = 0; for (uint8_t i = 0; i < streamCount_; i++) { + // Приоритет ЯВНО и ДО включения: без SetPriority канал остаётся на 0 (уровень + // SysTick), длинный refill не вытесняется и глотает тики millis. Обоснование + // и измерения — у irproto::kDmaTxIrqPriority (IR_config.h). + HAL_NVIC_SetPriority(streams_[i].dmaIrq, irproto::kDmaTxIrqPriority, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(streams_[i].dmaIrq); } @@ -98,12 +101,19 @@ public: return s_instance; } + // Fix E (контракт busy): "занят" = АКТИВЕН ХОТЯ БЫ ОДИН поток (OR). + // Раньше было AND (все потоки сразу) — почти всегда false, не отражало занятости и было + // избыточно (per-stream s.active в startStream + per-encoder isSending уже не дают повторный + // старт того же потока). OR нужен, чтобы irAnyTxBusy()/applyCarrierMultiply реально дожидались + // простоя ВСЕХ эмиттеров перед ретюном несущей. + // ВНИМАНИЕ: это НЕ сериализует независимые front/rear — путь отправки гейтится per-stream; + // внешний busy()-гейт в IR_Encoder::rawSend намеренно нейтрализован в прошивке (txBusy()=false). + // Чтобы ВКЛЮЧИТЬ сериализацию front/rear — вернуть txBusy()=busy() в Car/src/IR/IR.cpp. bool busy() const { - if (streamCount_ == 0) return false; for (uint8_t i = 0; i < streamCount_; i++) { - if (!streams_[i].active) return false; + if (streams_[i].active) return true; } - return true; + return false; } IR_SendStatus start(IR_Encoder* enc, const uint8_t* packet, uint8_t len) { @@ -126,6 +136,37 @@ public: return &streams_[streamIndex].hdma; } + // Fix D: не-IRQ страховка завершения. Вызывать из главного цикла (IR_Module::tick()). + // Штатно isSending сбрасывает только DMA HT/CPLT IRQ; если он не сработает (пропуск/слипание + // флагов, Transfer-Error, последствие любой гонки) — поток «залипает» навсегда. Здесь ловим + // застой прогресса ticksOutput по стенным часам и форсим stopStream как аварийное + // восстановление. Это recovery (не prevention): фикс C убирает саму гонку, а poll() страхует + // структурный SPOF завершения и делает редкий баг наблюдаемым (recoveryCount()). + void poll() { + const uint32_t now = millis(); + for (uint8_t i = 0; i < streamCount_; i++) { + TxStream& s = streams_[i]; + if (!s.active) continue; // atomic: bool + const uint32_t t = s.ticksOutput; // atomic: выровненный u32 на Cortex-M + if (t != s.lastTicks) { + s.lastTicks = t; + s.lastProgressMs = now; + continue; + } + if ((uint32_t)(now - s.lastProgressMs) >= stallTimeoutMs_) { + forceStop(s); + } + } + } + + /** Порог застоя для watchdog (мс). По умолчанию 100; должен быть заметно больше времени + вывода одной половины DMA-буфера на самой медленной несущей. 0 игнорируется. */ + void setStallTimeoutMs(uint32_t ms) { if (ms != 0U) stallTimeoutMs_ = ms; } + /** Сколько раз watchdog аварийно восстановил залипший поток (наблюдаемость/логи). */ + uint32_t recoveryCount() const { return recoveries_; } + /** Сколько раз DMA-передача завершилась по Transfer-Error (наблюдаемость/логи). */ + uint32_t errorCount() const { return errors_; } + private: struct TxStream { DMA_HandleTypeDef hdma{}; @@ -152,7 +193,11 @@ private: uint32_t totalTicks = 0; volatile uint32_t ticksOutput = 0; - bool active = false; + // Fix D (watchdog): прогресс ticksOutput против стенных часов (контекст потока). + uint32_t lastTicks = 0; + uint32_t lastProgressMs = 0; + + volatile bool active = false; // Fix: делится поток<->ISR (busy()/poll()/колбэки/спин applyCarrierMultiply) — запрет кэширования компилятором void resetWave() { wave.configure(setWord, resetWord, nullptr, 0, 2, 1); @@ -168,11 +213,13 @@ private: void onHalf() { ticksOutput += halfLen; fill(&dmaBuf[0], halfLen); + __DSB(); // Fix #8: refill первой половины виден DMA до следующего прохода кольца } void onComplete() { ticksOutput += halfLen; fill(&dmaBuf[halfLen], halfLen); + __DSB(); // Fix #8: refill второй половины виден DMA до следующего прохода кольца } void onError() {} @@ -186,29 +233,39 @@ private: TxStream streams_[MaxStreams]{}; uint8_t streamCount_ = 0; - volatile uint8_t activeCount_ = 0; + // Fix C: разделяемый activeCount_ удалён — он и был источником гонки поток↔ISR. + uint32_t stallTimeoutMs_ = 100; // Fix D + uint32_t recoveries_ = 0; // Fix D (только контекст потока) + volatile uint32_t errors_ = 0; // Fix #5: счётчик Transfer-Error (пишется в ISR dmaErrorCb, читается из потока) static uint32_t u32ptr(const volatile void* p) { return (uint32_t)(uintptr_t)p; } - void startTimerIfNeeded() { + // Fix C: TIM держим free-running. Включаем ИДЕМПОТЕНТНО при старте потока и НИКОГДА не + // останавливаем по разделяемому счётчику (счётчик убран → гонка поток↔ISR устранена). + // Счётчик TIM НЕ сбрасываем: сброс глитчил бы уже активный поток; для ИК ≤1 период несущей + // фазового сдвига пренебрежим. В простое (ни один DMA-канал не заармлен) update-события TIM + // генерят DMA-запросы «в никуда» — безвредно, в GPIO ничего не пишется, светодиод не дёргается. + void ensureTimerRunning() { if (htim_ == nullptr) return; - if (activeCount_ != 1) return; - - __HAL_TIM_DISABLE_DMA(htim_, TIM_DMA_UPDATE); - __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(htim_, TIM_FLAG_UPDATE); - __HAL_TIM_SET_COUNTER(htim_, 0); __HAL_TIM_ENABLE_DMA(htim_, TIM_DMA_UPDATE); - HAL_TIM_Base_Start(htim_); + if ((htim_->Instance->CR1 & TIM_CR1_CEN) == 0U) { + __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(htim_, TIM_FLAG_UPDATE); + HAL_TIM_Base_Start(htim_); + } } - void stopTimerIfIdle() { - if (htim_ == nullptr) return; - if (activeCount_ != 0) return; - - __HAL_TIM_DISABLE_DMA(htim_, TIM_DMA_UPDATE); - HAL_TIM_Base_Stop(htim_); + // Fix D: аварийный стоп залипшего потока из контекста потока (не ISR). Маскируем ИМЕННО IRQ + // этого DMA-канала, чтобы штатный HT/CPLT/Error-обработчик не вытеснил нас посреди stopStream + // (иначе двойной abort/externalFinishSend). Другие потоки и прочие IRQ не трогаем. + void forceStop(TxStream& s) { + HAL_NVIC_DisableIRQ(s.dmaIrq); + if (s.active) { + stopStream(s); + recoveries_++; + } + HAL_NVIC_EnableIRQ(s.dmaIrq); } static TxStream* streamFromDma(DMA_HandleTypeDef* hdma) { @@ -241,9 +298,10 @@ private: static void dmaErrorCb(DMA_HandleTypeDef* hdma) { auto* s = streamFromDma(hdma); - if (s == nullptr) return; + if (s == nullptr || !s->active) return; // симметрично HT/CPLT: одиночный stop, без двойного finish s->onError(); if (s_instance != nullptr) { + s_instance->errors_++; // Fix #5: наблюдаемость аварийных завершений по Transfer-Error s_instance->stopStream(*s); } } @@ -319,14 +377,21 @@ private: s.port->BSRR = s.resetWord; + // Fix C/D: помечаем active и инициализируем watchdog ДО арминга DMA — иначе ранний + // HT/CPLT IRQ при active==false выйдет из callback'а и пропустит refill → недосчёт + // ticksOutput → латч. TIM уже (или станет) free-running, старт по счётчику не нужен. + s.lastTicks = 0; + s.lastProgressMs = millis(); + s.active = true; + + __DSB(); // Fix #8: завершить запись dmaBuf (fill) и BSRR до арминга DMA const uint32_t dst = u32ptr(&s.port->BSRR); if (HAL_DMA_Start_IT(&s.hdma, (uint32_t)(uintptr_t)s.dmaBuf, dst, s.bufLen) != HAL_OK) { + s.active = false; return IR_SendStatus::DmaStartFailed; } - s.active = true; - activeCount_++; - startTimerIfNeeded(); + ensureTimerRunning(); return IR_SendStatus::Success; } @@ -343,9 +408,7 @@ private: if (s.enc != nullptr) { s.enc->externalFinishSend(); } - - if (activeCount_ > 0) activeCount_--; - stopTimerIfIdle(); + // Fix C: TIM НЕ останавливаем — он free-running, без разделяемого счётчика. } }; diff --git a/IrTxBsrrWave.h b/IrTxBsrrWave.h index 31115ff..f5178f4 100644 --- a/IrTxBsrrWave.h +++ b/IrTxBsrrWave.h @@ -65,13 +65,63 @@ public: return out; } + // Заполнение по ранам, а не по словам: тот же поток слов, что даёт nextWord() (состояние + // runIndex_/ticksLeftInRun_/slotInPeriod_ переносится через границы порций), но пауза (gate=0) + // пишется одним циклом записи, а несущая — копией готового шаблона периода. На 12 МГц это + // ~1 мс на 4096 слов вместо ~16 (пословный автомат) — и в предзаполнении перед стартом DMA, + // и в ISR-дозаполнении половин буфера во время передачи. IR_TX_BSRR_WAVE_HOT void fill(uint32_t* dst, uint16_t count) { if (dst == nullptr || count == 0) { return; } - do { - *dst++ = nextWord(); - } while (--count != 0); + while (count != 0) { + if (runIndex_ >= runCount) { + do { *dst++ = resetWord; } while (--count != 0); + return; + } + const bool gate = runs[runIndex_].gate; + uint16_t n = ticksLeftInRun_; // слов до конца текущего рана + if (n == 0) n = 1; // ран нулевой длины: nextWord() выдаёт одно слово и переходит дальше + if (n > count) n = count; + if (!gate) { + slotInPeriod_ = 0; + uint16_t k = n; + do { *dst++ = resetWord; } while (--k != 0); + } else { + uint16_t k = n; + // добить текущий период до слота 0 (если ран начался посреди периода на границе порции) + while (k != 0 && slotInPeriod_ != 0) { + *dst++ = (slotInPeriod_ < powerN_) ? setWord : resetWord; + if (++slotInPeriod_ >= multiply_) slotInPeriod_ = 0; + k--; + } + // целые периоды: powerN_ слов setWord, остальные resetWord + while (k >= multiply_) { + uint16_t i = 0; + for (; i < powerN_; ++i) *dst++ = setWord; + for (; i < multiply_; ++i) *dst++ = resetWord; + k = (uint16_t)(k - multiply_); + } + // хвост неполного периода + while (k != 0) { + *dst++ = (slotInPeriod_ < powerN_) ? setWord : resetWord; + if (++slotInPeriod_ >= multiply_) slotInPeriod_ = 0; + k--; + } + } + count = (uint16_t)(count - n); + if (ticksLeftInRun_ > n) { + ticksLeftInRun_ = (uint16_t)(ticksLeftInRun_ - n); + } else { + ticksLeftInRun_ = 0; + } + if (ticksLeftInRun_ == 0) { + runIndex_++; + if (runIndex_ < runCount) { + ticksLeftInRun_ = runs[runIndex_].lenTicks; + } + } + } } private: diff --git a/PacketTypes.cpp b/PacketTypes.cpp index d1c9dc4..db7fd5c 100644 --- a/PacketTypes.cpp +++ b/PacketTypes.cpp @@ -2,12 +2,49 @@ namespace PacketTypes { - bool BasePack::checkAddress() { return true; }; - void BasePack::set(IR_FOX::PackInfo *packInfo, uint16_t id) + uint8_t minimumPacketSize(uint8_t msgType) { + switch (msgType) + { + case IR_MSG_DATA_ACCEPT: + case IR_MSG_DATA_NOACCEPT: + case IR_MSG_BACK_TO: + case IR_MSG_REQUEST: + return uint8_t(msgBytes + addrBytes + addrBytes + crcBytes); + case IR_MSG_BACK: + return uint8_t(msgBytes + addrBytes + crcBytes); + case IR_MSG_ACCEPT: + return uint8_t(msgBytes + addrBytes + 1U + crcBytes); + default: + return 0; + } + } + + bool isTypedPacketSizeValid(uint8_t msgType, uint8_t packSize) + { + const uint8_t minimum = minimumPacketSize(msgType); + return minimum != 0 && packSize >= minimum; + } + + bool BasePack::checkAddress() { return true; } + bool BasePack::set(IR_FOX::PackInfo *packInfo, uint16_t id, bool requireTypedSize) + { + isAvailable = false; + isRawAvailable = false; this->packInfo = packInfo; this->id = id; + if (packInfo == nullptr || packInfo->buffer == nullptr) + { + return false; + } + + const uint8_t msgType = (packInfo->buffer[msgOffset] >> 5) & IR_MASK_MSG_TYPE; + if (requireTypedSize && !isTypedPacketSizeValid(msgType, packInfo->packSize)) + { + return false; + } + if (checkAddress()) { isAvailable = true; @@ -23,29 +60,65 @@ namespace PacketTypes Serial.print(" NOT-OK "); #endif } + return isAvailable; } uint16_t BasePack::_getAddrFrom(BasePack *obj) { + if (obj == nullptr || obj->packInfo == nullptr || obj->packInfo->buffer == nullptr || + obj->packInfo->packSize < crcBytes || + uint16_t(obj->addressFromOffset) + 1U >= uint16_t(obj->packInfo->packSize - crcBytes)) + { + return 0; + } return (obj->packInfo->buffer[obj->addressFromOffset] << 8) | obj->packInfo->buffer[obj->addressFromOffset + 1]; - }; + } uint16_t BasePack::_getAddrTo(BasePack *obj) { + if (obj == nullptr || obj->packInfo == nullptr || obj->packInfo->buffer == nullptr || + obj->packInfo->packSize < crcBytes || + uint16_t(obj->addressToOffset) + 1U >= uint16_t(obj->packInfo->packSize - crcBytes)) + { + return 0; + } return (obj->packInfo->buffer[obj->addressToOffset] << 8) | obj->packInfo->buffer[obj->addressToOffset + 1]; - }; + } uint8_t BasePack::_getDataSize(BasePack *obj) { - return obj->packInfo->packSize - crcBytes - obj->DataOffset; - }; + if (obj == nullptr || obj->packInfo == nullptr || obj->packInfo->buffer == nullptr) + { + return 0; + } + const uint16_t frameOverhead = uint16_t(crcBytes) + uint16_t(obj->DataOffset); + if (uint16_t(obj->packInfo->packSize) <= frameOverhead) + { + return 0; + } + return uint8_t(uint16_t(obj->packInfo->packSize) - frameOverhead); + } uint8_t *BasePack::_getDataPrt(BasePack *obj) { + if (obj == nullptr || obj->packInfo == nullptr || obj->packInfo->buffer == nullptr || + obj->packInfo->packSize < crcBytes) + { + return nullptr; + } + const uint16_t dataEnd = uint16_t(obj->packInfo->packSize) - uint16_t(crcBytes); + if (uint16_t(obj->DataOffset) > dataEnd) + { + return nullptr; + } return obj->packInfo->buffer + obj->DataOffset; - }; + } uint8_t BasePack::_getDataRawSize(BasePack *obj) { + if (obj == nullptr || obj->packInfo == nullptr) + { + return 0; + } return obj->packInfo->packSize; - }; + } bool BasePack::available() { @@ -59,7 +132,7 @@ namespace PacketTypes { return false; } - }; + } bool BasePack::availableRaw() { if (isRawAvailable) @@ -71,7 +144,7 @@ namespace PacketTypes { return false; } - }; + } bool Data::checkAddress() { @@ -104,4 +177,4 @@ namespace PacketTypes IR_FOX::checkAddressRuleApply(getAddrTo(), this->id, ret); return ret; } -} \ No newline at end of file +} diff --git a/PacketTypes.h b/PacketTypes.h index 37e18a8..734913a 100644 --- a/PacketTypes.h +++ b/PacketTypes.h @@ -4,25 +4,34 @@ class IR_Decoder; namespace PacketTypes { + /** + * Minimum complete frame size (header, addresses/data required by the type, + * and CRC). Unknown/reserved message types return 0. + */ + uint8_t minimumPacketSize(uint8_t msgType); + + /** True only for a known typed packet whose complete frame is long enough. */ + bool isTypedPacketSizeValid(uint8_t msgType, uint8_t packSize); + class BasePack { friend IR_Decoder; protected: - bool isAvailable; - bool isRawAvailable; - bool isNeedAccept; + bool isAvailable = false; + bool isRawAvailable = false; + bool isNeedAccept = false; - uint8_t msgOffset; - uint8_t addressFromOffset; - uint8_t addressToOffset; - uint8_t DataOffset; + uint8_t msgOffset = 0; + uint8_t addressFromOffset = 0; + uint8_t addressToOffset = 0; + uint8_t DataOffset = 0; - IR_FOX::PackInfo *packInfo; - uint16_t id; + IR_FOX::PackInfo *packInfo = nullptr; + uint16_t id = 0; virtual bool checkAddress(); - void set(IR_FOX::PackInfo *packInfo, uint16_t id); + bool set(IR_FOX::PackInfo *packInfo, uint16_t id, bool requireTypedSize = true); static uint16_t _getAddrFrom(BasePack *obj); static uint16_t _getAddrTo(BasePack *obj); diff --git a/RingBuffer.h b/RingBuffer.h index 7bd7818..2ed56c5 100644 --- a/RingBuffer.h +++ b/RingBuffer.h @@ -36,6 +36,21 @@ public: return value; } + // B5: безопасный pop — копирует элемент под ОДНОЙ критсекцией и отдаёт по значению. + // (T* pop() отдаёт указатель во внутренний слот; его внутренний interrupts() снимает внешнюю + // защиту вызывающего ДО чтения *ptr → торн-рид, если кольцо переполнится в этом окне.) + bool pop(T &out) { + bool popped = false; + noInterrupts(); + if (!isEmpty()) { + out = data[start]; + start = (start + 1) % BufferSize; + popped = true; + } + interrupts(); + return popped; + } + private: T data[BufferSize]; unsigned int start, end; diff --git a/docs_analysis/IR_protocol_analysis.md b/docs_analysis/IR_protocol_analysis.md new file mode 100644 index 0000000..350705d --- /dev/null +++ b/docs_analysis/IR_protocol_analysis.md @@ -0,0 +1,142 @@ +# IR-protocol — глубокий анализ (RX-производительность, обработка ошибок, протокол, мины) + +> Дата: 2026-07-01. Только чтение исходников. Цель: после переноса TX на DMA приём (RX) стал узким местом — разобрать RX-конвейер, обработку ошибок сигнала, дизайн протокола и найти баги/мины. Тайминги: `carrierFrec=38000`, `bitTakts=37` → `carrierPeriod=26µs`, `bitTime≈962µs` (комментарий про 1100 в `IR_DecoderRaw.h:107` устарел), `riseTime=962`, окно ±300µs, `IR_timeout≈15144µs`, `IR_ResponseDelay≈42мс`. Числа длительностей — оценки (замеров в коде нет). + +## 0. Резюме (главное) +1. **Найдены реальные баги, триггеримые ШУМОМ (не только валидным трафиком):** + - **CRITICAL — OOB-чтение** в `crcCheck` при `packSize==1` (`IR_DecoderRaw.cpp:887`): `packSize - crcBytes` = `1-2` → `uint8_t len=255` → `crc8` читает `dataBuffer[0..254]` при массиве 38 → OOB ~217 байт + `dataBuffer[255/256]`. Мусорный CRC (редко — ложно-валидный кадр) или HardFault у границы SRAM. Нижняя граница `packSize` нигде не проверяется. + - **HIGH — реальный крэш на Car: null-deref** `encoder->sendAccept()` без проверки (`IR_Decoder.cpp:169`). У Car декодер создан с `encoder==nullptr` (`Car/src/IR/IR.cpp:31`). Приходит валидный кадр `IR_MSG_DATA_ACCEPT`, адресованный машинке (addrTo==id, addrFrom≠0 и ` вместо `>=`): при `packSize==0` конец кадра не наступает, `i_dataBuffer` растёт до 304, запись `dataBuffer[304/8=38]` затирает соседнее поле `prevRise`. + - **MEDIUM — неинициализированные** `isWaitingAcceptSend`/`acceptSendTimer`/… (`IR_Decoder.cpp:72-79`): мусор при старте → возможен спонтанный `sendAccept` (и крэш по null-deref) без приёма чего-либо. +2. **RX-bottleneck — НЕ ISR и НЕ тяжёлый декод в прерывании** (декода в ISR нет, ISR лёгкий ~2-4µs). Узкое место структурное: **`tick()` вынимает РОВНО один сырой фронт за вызов** → скорость слива кольца привязана к частоте `loop()`; при медленном loop 250-элементный буфер (~120мс запаса) переполняется и рвёт кадры. Плюс битовый CRC ×2 на конец кадра и маленький hold-фильтр. +3. **Коррекции ошибок по сути нет** — detect-and-drop: 2×CRC8 (~16 бит), FEC/повтор отсутствует, однобитный bruteforce выключен («зависает»). Нет seq/дедупа/ретраев; ACK задуман, но отправитель его игнорирует (мёртвый механизм). 5-битная длина молча обрезает payload >24 байт (send возвращает Success, кадр теряется). + +--- + +## 1. RX-конвейер и производительность + +### Стадии (кто где исполняется) +- **A. EXTI-фронт → ISR** (`IR_DecoderRaw::isr`, `.cpp:274-308`; `attachInterrupt(pin, CHANGE)` в `IR_Decoder::enable :88-89`). Приёмник демодулирующий (TSOP), EXTI по фронтам огибающей. В ISR: `micros()` (в `noInterrupts/interrupts`), `dir = port->IDR&mask` (пост-фактум чтение уровня — при коротком импульсе возможна неверная dir), mute-гейт (`isPairSending` → фронт только в edgeTrace и return), `subBuffer.push(edge)`. +- **B. Сырое кольцо** `RingBuffer` (`.h:124`, `subBufferSize=250`, `IR_config.h:169`), ~8 байт/фронт ≈ 2КБ/декодер. `push/pop` под своей критсекцией. **`pop()` — один элемент за вызов.** +- **C. Фильтр импульсов** (`tick :417-444`) — по умолчанию **выключен** (`IR_INPUT_MIN_PULSE_US=0`), сырой фронт идёт прямо в декод. Включённый: hold-массив `[6]`, отсев пар `IR_timeout*2`. +- **E. Декод бита** (`processDecodedFront :466-746`): инлайн-отсев глитчей, окна таймингов, реконструкция пропущенных бит через `ceil_div`. +- **F. Сборка/sync/CRC** (`writeToBuffer :748-949`): биты в `dataBuffer[38]`, sync 3 бита/байт, длина из первого байта, на конце — `crcCheck`. +- **G. Диспетчеризация** (`IR_Decoder::_tick :130-172`): разбор msgType → gotData/gotBack/gotAccept/gotRequest/gotRaw; авто-ACK для DATA_ACCEPT. + +**Весь декод (C–G) — в `tick()`/loop, не в ISR.** Это осознанная разгрузка прерывания. + +### Узкое место +- ISR лёгкий (~2-4µs, оценка), даже при 5-6к фронтов/с ~1.5-2% CPU. Не он предел. +- **Структурный предел: 1 сырой pop/tick** (`.cpp:409-415`) → RX-throughput = частота `loop()`. Полный кадр ≈ 836 фронтов ≈ 836 tick'ов. Медленный loop (Serial-отладка, моторы, дисплей) < частоты фронтов → кольцо копится → overflow → рваные кадры → CRC/timeout reject. +- Буфер 250 = ~120мс запаса (250/2080 фр/с). Хватает от коротких стопоров, не от устойчивого отставания. +- Финальный CRC — битовый `crc8` дважды по всей длине (~5-10µs, оценка). `BRUTEFORCE_CHECK` (выкл, «зависает») при включении — O(len²·64), отдельная мина. + +### Переполнение/backpressure +- `subBuffer` полон → `push`=false, `isSubBufferOverflow=true` (транзиентный, сбрасывается в tick), счётчик `rxBriefRawOverflowDrops` (u16, насыщение), лог `QRAW`. +- hold-фильтр(6) переполнение → `pulseFilterDropHoldOverflow++` (стойкий), лог `HOLD`. +- Битовый буфер кадра → `isBufferOverflow`, лог `BUF`, сброс. +- `QFLT`/`pulseFilterDroppedByFilteredOverflow()` — **мёртвый код**, всегда 0. +- **Стойкого счётчика потерянных ПАКЕТОВ нет** — потери видны косвенно (CRC/TIMEOUT/SYNC в RX-brief-логе), последний битый кадр — в `rejectBuffer`. + +### RX во время своего TX (mute) +- `isPairSending` (число busy-энкодеров, пересчёт `refreshPairMuteState` под критсекцией) → в ISR фронт отбрасывается на входе (`:293-299`). Глушится **любой** чужой кадр на всё время своей передачи (`isSending`). Для DMA-TX снятие mute зависит от `externalFinishSend()` — задержка удлиняет «глухоту» на хвост. +- NVIC: библиотека приоритеты почти не трогает; RX-EXTI — дефолт ядра, поднять `setReceiveExtiPreemptPriority` (`IR_Decoder.cpp:44-62`). **Нужно: preempt RX-EXTI срочнее DMA-TX**, иначе чужой DMA/IRQ сдвигает метку фронта → искажение `risePeriod` (окно всего ±300µs). + +### Идеи ускорения RX (trade-off) +1. **Таймер input-capture + DMA вместо софт-EXTI** — аппаратный штамп фронтов, убирает per-edge ISR и джиттер метки. Дорого (канал таймера, wrap, восстановление dir), но чистейшие тайминги. +2. **Батч-pop сырых фронтов за tick** (с лимитом на итерацию) — снимает привязку к частоте loop. Главный дешёвый выигрыш. +3. **subBuffer 250→512/1024** — больше запаса (RAM: 1024≈8КБ). +4. **Табличный CRC** вместо битового ×2 (~8× быстрее, +~512Б flash). +5. **Поднять preempt RX-EXTI выше DMA-TX** (механизм есть). +6. **Дешёвая метка** DWT->CYCCNT вместо `micros()`+критсекции в ISR. + +--- + +## 2. Обработка ошибок сигнала и протокол + +### CRC — это НЕ CRC16-CCITT, а два сцепленных CRC8 +`crc8()` (`IR_config.cpp:17-33`) битовый MSB-first, init=0xFF. Полиномы `poly1=0x31`, `poly2=0x8C` (=битовое зеркало 0x31, но алгоритм тот же → фактически два разных CRC8). Сборка (`crcCheck :951-970`): `crc = crc8(0..len,poly1)<<8 | crc8(0..len+1,poly2)`. Асимметрия: байт2 покрывает данные+байт1, байт1 — только данные. Суммарно ~16 бит, вероятность пропуска ~1/65536, но гарантированной хэмминг-дистанции реального CRC16 нет. Мелочь `:959`: `dataBuffer[len] == (crc>>8) & 0xFF` парсится как `(==)&0xFF` — работает случайно (хрупко при смене `crc_t`). + +### Фильтры/устойчивость +- Pulse-filter по длительности — **по умолчанию выкл** (`IR_INPUT_MIN_PULSE_US=0`). +- Инлайн-отсев глитчей в декодере — вкл: `IR_SHORT_LOW_GLITCH_REJECT`, `IR_MICRO_GAP_RISE_REJECT` (`:484-516`), «подтяжка фазы». +- Преамбула устойчива к случайному шуму (2 согласованных периода в узком окне). Sync 3 бита/байт — ловит расстройку сетки (до 3 ошибок → reject), но это не коррекция. + +### Коррекции нет +- FEC отсутствует. Есть эвристическая реконструкция бит по времени (`:636-741`) — угадывание, финально валидируется CRC. +- `BRUTEFORCE_CHECK` (однобитная коррекция перебором) — **выключен, `//TODO: зависает`** (`IR_config.h:162`). При 16-битном контроле ещё и рискует ложной коррекцией. +- `rejectBuffer` — не коррекция, а «detect-and-expose» битого кадра приложению. + +### Подтверждения (Accept) — механизм есть, но мёртвый +Приёмник на `IR_MSG_DATA_ACCEPT` планирует `sendAccept(from, crc8(данные))` через `acceptDelay` (`IR_Decoder::_tick :157-171`). **Отправитель Accept игнорирует** — логика ожидания/ретрая закомментирована (`IR_Encoder.cpp:736-741`, `rawSend:906 «TODO»`). Ретраев/дедупа/seq нет. Гарантий доставки нет. + +### Форматы кадров +Первый байт `(msgType<<5)|(packSize&0x1F)`, `packSize` — полный размер кадра, длина 5 бит (0..31). Адреса big-endian. + +| Тип | Класс | Поля | data offset | CRC | +|---|---|---|---|---| +| BACK 0 | DataBack | msg, addrFrom(1-2) | 3 | 2 | +| ACCEPT 1 | Accept | msg, addrFrom, customByte(3) | — | 2 | +| REQUEST 2 | Request | msg, addrFrom, addrTo | — | 2 | +| BACK_TO 4 | DataBack | msg, addrFrom, addrTo | 5 | 2 | +| DATA_NOACCEPT 6 | Data | msg, addrFrom, addrTo | 5 | 2 | +| DATA_ACCEPT 7 | Data (нужен Accept) | как 6 | 5 | 2 | + +Адресация (`IR_config`): Broadcast=65000+; id==0 = promiscuous (принимает всё); машинки 1..31999, КТ 32000..63999, пульты 64000..64999. + +### Что теряется/портится молча +1. **Переполнение 5-битной длины (серьёзно):** накладные Data = 7 байт → payload ≤24, но send разрешает `len` до `bytePerPack=31` (`IR_Encoder.cpp:691`). При len 25..31 `packSize` пишется как `&0x1F` (оборот) → декодер читает короткий кадр → CRC не сойдётся → пакет теряется, **а send вернул Success**. (Комментарий `config:96` сам предупреждает про «31 vs 24».) +2. **Нет seq** → дубликаты/пропуски незаметны (любой будущий ретрай = повтор действия). +3. **Коллизии не детектируются** (half-duplex без CSMA/CD; `isPairSending` глушит только свой RX). TODO «отложить TX после приёма» (`IR_Encoder.cpp:5`) не реализован. +4. Тайминговая реконструкция может собрать «правдоподобный» буфер, редко проходящий CRC на неверных данных (~1/65536). +5. Accept-customByte — 1 байт CRC8 (1/256 ложного подтверждения), но т.к. игнорируется — без эффекта. + +--- + +## 3. Мины/баги (severity, подтверждено по коду) + +| # | Severity | Файл:line | Суть | Триггер | +|---|----------|-----------|------|---------| +| B1 | **CRITICAL** | `IR_DecoderRaw.cpp:887,951-970` | `crcCheck(packSize-crcBytes)` при `packSize==1` → len=255 → OOB-чтение `dataBuffer[0..256]` (массив 38) | шум: первый байт с младш. 5 бит =1 (0x01,0x21,…) после лока преамбулы | +| B2 | **HIGH** | `IR_Decoder.cpp:167-169` | `encoder->sendAccept()` без null-check; у Car `encoder==nullptr` (`IR.cpp:31`) → HardFault | валидный DATA_ACCEPT машинке (детерминированно) или шум (1/65536) | +| B3 | **HIGH** | `IR_DecoderRaw.cpp:753` | off-by-one `>` вместо `>=` → OOB-запись `dataBuffer[38]` (затирает `prevRise`) при `packSize==0` | шум: первый байт с младш. 5 бит =0, ~38 «дата»-байт подряд | +| B4 | **MEDIUM** | `IR_Decoder.cpp:72-79` (конструктор) | `isWaitingAcceptSend`/`acceptSendTimer`/`addrAcceptSendTo`/`acceptCustomByte` не инициализированы → спонтанный `sendAccept` (+ B2 крэш) | мусор в RAM при старте | +| B5 | **MEDIUM** | `RingBuffer.h:28-37` + `IR_DecoderRaw.cpp:408-415` | вложенные критсекции не вкладываются (`interrupts()` в `pop()` снимает внешний `noInterrupts()` из `tick()`) → торн-рид `*rawPtr`, слот уже свободен для ISR | заполненное кольцо в узком окне | +| B6 | MEDIUM | `IR_Decoder.cpp:112-115`, `IR_DecoderRaw.cpp:280-282` | джиттер метки фронта: `std::function` indirect-call + лишний `noInterrupts/interrupts` вокруг `micros()` в ISR → разброс `risePeriod` | нагрузка/параллельный DMA | +| B7 | LOW | `IR_DecoderRaw.cpp:959` | приоритет операторов в сравнении CRC — работает случайно | смена `crc_t` | +| B8 | LOW | `IR_DecoderRaw.cpp:448` | `isSubBufferOverflow=false` без критсекции параллельно ISR `=true` → потеря флага (диагностика) | — | +| B9 | LOW | `IR_DecoderRaw.cpp:1612` | sentinel `prevRise==0` при `micros()==0` (раз в ~71.6 мин) → разовый глитч преамбулы | редко | +| B10 | LOW (спит) | `IR_DecoderRaw.cpp:980-986`, `:1676` | `ceil_div` /`riseTime`; при `freeFrec==true` `riseSyncTime` может уйти <300 → `riseTimeMin` overflow / деление на 0 | только при `freeFrec` (по умолч. выкл) | + +**Опровергнуто (REFUTED):** wrap `micros()` в таймаутах (wrap-safe, `(uint32_t)(a-b)`); переполнение subBuffer за границы (push проверяет isFull); `packSize>dataByteSizeMax` (5 бит → max 31 < 38, опасна только НИЖНЯЯ граница); overflow `highCount/lowCount` (гейт по IR_timeout); аллокации в ISR (bind SBO на attachInterrupt, в ISR только indirect-call); реентерабельность одной EXTI (M4 не вытесняет сам себя). + +**Требует железной проверки:** джиттер метки фронта под параллельным DMA-TX; NVIC preempt RX>TX; воспроизведение B1/B3 (подать первый байт 0x01 / 0x00 под отладчиком); RAM-бюджет subBuffer (2КБ/декодер) на F4-пульте с несколькими декодерами. + +--- + +## 4. Приоритетный список доработок + +### Сначала — баги (кандидаты на фикс, все в общей библиотеке → blast radius на все проекты) +1. **B1 CRITICAL:** валидировать `packSize >= crcBytes` (и разумную нижнюю границу) ДО `crcCheck`; отбрасывать кадр иначе. Однострочная защита от OOB. +2. **B2 HIGH:** `if (encoder) encoder->sendAccept(...)` (null-check). Спасает Car от HardFault. +3. **B3 HIGH:** `>=` вместо `>` в границе `writeToBuffer:753` (+ обрабатывать `packSize==0` как невалидный). +4. **B4 MEDIUM:** инициализировать accept-поля в конструкторе (`isWaitingAcceptSend=false` и т.д.). +5. **B5 MEDIUM:** `pop()` отдавать по значению (out-параметр) под одной критсекцией, не указателем во внутренний слот. + +### Затем — производительность RX (эффект/сложность) +- Батч-pop за tick (высокий эффект / низкая сложность) → снять привязку к частоте loop. +- Табличный CRC; больше subBuffer; preempt RX>TX; (крупно) input-capture+DMA. + +### Протокол (эффект/сложность) +1. **Валидация полной длины в send** (высокий/низкий): проверять `packSize<=31` (Data ≤24, BACK ≤26), возвращать `PayloadTooLarge` — убирает тихую потерю. +2. **Seq + дедуп** (высокий/средний): 1 байт seq, дедуп по (addrFrom, seq). Предпосылка для любого ретрая. +3. **Реальный ACK+ретрай на отправителе** (высокий/средне-высокий): механизм генерации Accept уже есть, замкнуть петлю (нужен seq). +4. **Listen-before-talk** (средний/низкий): отложить TX пока `isReciving()` — TODO уже помечен. +5. **Заголовочный CRC/дублирование длины** (средний/низкий): битая длина не должна ломать границу кадра. +6. Кадровый повтор как лёгкий FEC (в паре с seq); CRC16-CCITT вместо 2×CRC8 (маргинально, ломает совместимость); фрагментация >31 байт с ACK (если реально нужны большие payload); починить/включить bruteforce (сомнительно). + +--- + +## Ключевые файлы +`IR-protocol/`: `IR_DecoderRaw.{h,cpp}` (ISR, декод, CRC, reject, преамбула, mute), `IR_Decoder.{h,cpp}` (диспетчеризация, Accept-петля, EXTI/NVIC), `IR_Encoder.{h,cpp}` (сборка кадра, CRC, send, isSending), `PacketTypes.{h,cpp}` (форматы, адресация), `IR_config.{h,cpp}` (тайминги, framing, crc8), `RingBuffer.h`, `IrTxIsrBufferedStorage.h`. diff --git a/docs_analysis/Signal_physics_analysis.md b/docs_analysis/Signal_physics_analysis.md new file mode 100644 index 0000000..921286e --- /dev/null +++ b/docs_analysis/Signal_physics_analysis.md @@ -0,0 +1,72 @@ +# Анализ физики сигнала: TX-форма против RX-коррекций + +## 1. Резюме + +Система в основном **не борется сама с собой**: и TX, и RX выведены из одних констант `IR_config.h`, форма на передаче при `multiply=2` (дефолт, чётный) — **бит-точная, без округлений**, а подавляющая часть RX-эвристик ловит деформации, которые реально вносит ИК-канал через демодулятор (TSOP-АРУ, отражения, фон, расхождение кварцев). Различение 0/1 идёт по скважности (`highTime>lowTime`, IR_DecoderRaw.cpp:620-633) внутри периода и **не зависит** от широкого окна периода — это архитектурно здоровое решение. + +Но есть **три очага самопорождённых ошибок**, которые RX молча компенсирует: + +1. **Главный (чистый баг, не канал):** RX строит всю временную базу на усечённой константе `carrierPeriod = 1e6/38000 = 26` (bitTime=962 µs), тогда как TX физически излучает на реальной частоте таймера — `26.316 µs`, bitTime≈973.7 µs. Систематический **односторонний сдвиг ~11.7 µs/бит (1.2%)**, который целиком съедается допуском `tolerance=300`. Это TX/модель кривит — RX терпит. +2. **Конфиг-зависимый:** ISR-путь вносит программный джиттер фронтов (латентность/вытеснение, IR_Encoder.cpp:1037-1042), которого нет у DMA-пути. Часть glitch/reconstruction-логики RX страхует именно этот самопорождённый джиттер. +3. **Спровоцированный дизайном модуляции:** протокол использует **длинные непрерывные MARK** (преамбула 49 периодов ≈1290 µs, бит '1' = 25 периодов ≈658 µs). Длинные непрерывные burst'ы — классический триггер АРУ TSOP-демодулятора (просадка огибающей в середине долгого mark) → «рваная единица», которую чинит реконструкция E/G. Деформацию вносит канал (TSOP), но провоцирует её выбор формы на TX. + +Остальное — стартовая фаза (≤26 µs), дрейф периода, дребезг фронтов — это то, что **обязан** обрабатывать любой ИК-приёмник; здесь самолечения нет. + +## 2. Карта механизмов RX + +| Механизм RX (file:line) | Какую деформацию ловит/чинит | Детект/Коррекция | Источник деформации | Вердикт | +|---|---|---|---|---| +| **A.** pulse-filter, минимум ширины (DecoderRaw 1493-1555) | иголка/дребезг компаратора, пара «↑↓» короче минимума | детект | реальный канал (front-end, дребезг) | оправданно (но дефолт `MIN_PULSE_US=0` — выключен) | +| **B.** short-LOW glitch reject + phase nudge (484-499, 8-16) | короткий ложный ↑ после микро-провала огибающей | детект + коррекция фазы | реальный канал (TSOP-АРУ, просадка) | оправданно | +| **C.** micro-gap rise reject + nudge (500-516) | распад фронта на два близких | детект + коррекция фазы | реальный канал; **частично** ISR-джиттер | в основном оправданно | +| **D.** отсев короткого стартового периода / спада (517-524, 566-573) | сжатый ↑→↑ без контекста, дребезг спада | детект | реальный канал (шум/дребезг) | оправданно | +| **E.** сбор рваной единицы (526-557) | длинный HIGH-бит, распавшийся из-за пропадания несущей | подготовка к коррекции | канал (TSOP-АРУ), **спровоцировано длинными MARK на TX** | оправданно, но триггер — дизайн формы | +| **F.** окно валидности периода (h:24-27; 583-592) | грубо растянутый/сжатый период | детект/брак | реальный канал (потеря кадра) | оправданно | +| **G.** реконструкция ceil_div, invertErr, «лишний ноль/единица» (617-741, 980-986) | пропущенные ↑-фронты, N слипшихся бит, дроблёный/короткий бит | **коррекция (ядро)** | канал (дропаут несущей); косвенно ISR-джиттер | оправданно под канал; часть работы — следствие TX-дизайна | +| **H.** восстановление сетки по sync (804-853) | сдвиг сетки data↔sync из-за лишнего/недостающего бита | детект срыва + локальная коррекция на 1 бит | канал (потеря бита); маркер `{!L,L,!M}` от TX детерминирован | оправданно (детект реальной потери) | +| **I.** преамбула Idle→Candidate→Locked, EMA периода, якорь фазы, freeFrec (1557-1723) | дрейф периода, разброс кварцев, старт-фаза, чужая частота | коррекция базы/фазы | **смешанный:** реальный (кварцы/дрейф) + самопорождённый (старт-фаза TIM ≤26 µs, сдвиг 1.2% из carrierPeriod=26) | необходимо всегда; но частично адаптируется к TX-багу | + +## 3. Где Даша сама порождает ошибку формы и потом её чинит + +**(а) Усечённый `carrierPeriod=26` — самое чистое «самолечение».** +Физическая генерация НЕ использует эту константу: `setOverflow(carrierFrec*multiply, HERTZ_FORMAT)` (IR_Encoder.cpp:411) даёт реальные ~26.316 µs. А вся сетка RX (`riseSyncTime=962`, `riseTimeMin/Max`, `aroundRise`, `IR_timeout`) выведена из `carrierPeriod=26`. Результат: TX-биты систематически **на 1.2% длиннее**, чем ждёт RX. Сдвиг **односторонний** (всегда в плюс), поэтому запас `aroundRise` со стороны `riseTimeMax=1262` меньше, чем со стороны `riseTimeMin=662`. На бит это 11.7 µs, на преамбулу — ~15 µs (1274 vs 1289.5 µs). Это не канальная ошибка — это несогласованность двух представлений одной частоты внутри одного кода. **RX-допуск `tolerance=300` существует в т.ч. чтобы это не всплыло.** Исправляется тривиально (общий реальный период), после чего часть запаса окна освобождается под настоящий канал. + +**(б) ISR-путь как источник джиттера, который чинит glitch-логика.** +DMA-путь детерминирован (аппаратная пересылка BSRR по TIM_UP, IrDmaTxStm32.h:246-253). ISR-путь плавает по времени из-за латентности прерывания и обхода списка энкодеров (IR_Encoder.cpp:1037-1042). Плавающие фронты — ровно то, что подхватывают B/C (nudge) и частично G. То есть при работе через ISR приёмник страхует **собственный** TX-джиттер, а не канал. Лечение: всегда использовать DMA-путь (или признать ISR как деградированный режим). + +**(в) Длинные непрерывные MARK провоцируют TSOP-АРУ → «рваная единица».** +Кодирование pulse-width с MARK до 25 периодов и преамбулой 49 периодов непрерывной несущей — это осознанный выбор формы на TX. TSOP-демодуляторы имеют АРУ и штатно «проседают» на длинных непрерывных burst'ах, порождая ложные провалы огибающей в середине mark. Реконструкция E + G (ceil_div, `highCount==0 && highTime>riseTime/3 → highCount++`, 641-648) существует во многом чтобы это дособрать. Деформацию физически вносит канал (TSOP), но её вероятность задаёт форма на TX. Это не баг, но это «дизайн, требующий костыля на приёме». + +**(г) Что НЕ является самолечением (важно не перепутать):** +- Стартовая фаза кадра ≤1 период несущей (free-running TIM, IrDmaTxStm32.h:241-253) — компенсируется якорем фазы преамбулы (I, `prevRise=front.time+mean/2`, 1709). Но приёмник **в принципе** не знает абсолютную фазу передатчика и обязан выводить её из преамбулы — это необходимая функция, а не борьба с собой. +- Маркер sync `{!L, L, !M}` детерминирован (IR_Encoder.cpp:305-331), буфер зануляется — H ловит **реальную** потерю/вставку бита в канале, не TX-артефакт. +- Квантование фронтов сеткой 13.16 µs (DMA/BSRR) — тонет в допуске TSOP (десятки µs) и погоды не делает. + +## 4. Широкие ли допуски и что они маскируют + +`aroundRise` = 662..1262 µs при бите 962 → **±31%**. По логике подсчёта бит это **не** широко и путаницы 1-бит/2-бита не создаёт: 2 бита ≈1924 µs, порог `ceil_div` на 2 бита ≈1443 µs; между концом окна одного бита (1262) и порогом двух (1443) есть зазор ~180 µs — перекрытия нет. Значение бита определяется по duty, а не по длине периода, поэтому широкое окно значения не портит. + +Куда реально уходит ±300 µs: +- **Легитимно:** асимметрия leading/trailing фронтов TSOP-демодулятора (типично десятки–сотни µs), разброс кварцев RX/TX, дрожание огибающей, задержка АРУ. Для настоящего ИК-канала запас в этом порядке нужен. +- **Маскирует баг:** самопорождённый односторонний сдвиг 1.2% (пункт 3а) полностью прячется в этом окне. Именно поэтому баг `carrierPeriod=26` не проявляется как отказ — допуск его глотает. Это и есть «система не замечает, что борется сама с собой». + +Слабое место (согласен с RX-разбором): при `freeFrec=false` база `riseTime` жёстко=962 и **не** подстраивается по ходу кадра (медиана — «TODO», IR_DecoderRaw.h:22). Односторонний TX-сдвиг + систематическое смещение периода передатчика съедают запас именно со стороны `riseTimeMax`; на краю окна шум легче перекидывает интервал в ветку реконструкции G, накручивая `errors.*`. Также джиттер-полки преамбулы (18%, но не менее 80 µs) **жёстче** рабочего окна декодера (31%) — залочиться труднее, чем потом удержать биты; это перекос порогов, а не форма. + +## 5. Рекомендации + +**Чинить на TX (чтобы соответствующие RX-эвристики стали не нужны):** + +1. **Согласовать период несущей между TX и RX.** Убрать усечение `carrierPeriod=26` из временной модели RX: выводить `bitTime`/`riseSyncTime` из той же реальной частоты, что даёт `setOverflow(carrierFrec*multiply,...)` (дробно, напр. фиксированная точка). Устраняет односторонний сдвиг 1.2% и освобождает ~12 µs/бит запаса окна. *Trade-off:* дробная арифметика на MCU; но можно один раз посчитать реальный период при инициализации. +2. **Всегда использовать DMA-путь; ISR — только как явный деградированный fallback.** Снимает программный джиттер фронтов и часть нагрузки с B/C/G. *Trade-off:* требует свободного канала DMA+таймера; на платах без ресурса — остаётся ISR с его джиттером. +3. **Пересмотреть длину непрерывных MARK/преамбулы под конкретный TSOP.** Если приёмник — демодулирующий TSOP с АРУ, длинные burst'ы (658/1290 µs) провоцируют «рваную единицу». Сократить максимальный непрерывный mark или разбить преамбулу на более частые фронты в пределах спецификации TSOP по burst-length. *Trade-off:* меняет протокол/энергетику кадра, требует ревизии окон преамбулы RX; выигрыш — можно ослабить E/G. +4. **(Опционально) фазовое выравнивание старта кадра** (сброс счётчика TIM при старте потока). Уберёт стартовый сдвиг ≤26 µs. *Trade-off:* минимальный выигрыш (преамбула всё равно якорит фазу) — низкий приоритет. + +**Что из «коррекций» оставить под настоящий канал (даже после идеального TX):** + +- **G (ceil_div реконструкция) и E (сбор рваной единицы)** — оставить: дропаут несущей и просадка АРУ на реальной дистанции/отражениях никуда не денутся. Это ядро устойчивости к каналу. +- **B/C (glitch reject + phase nudge)** и **A (pulse-filter)** — оставить: дребезг/иголки front-end реальны; A стоит **включить** (`IR_INPUT_MIN_PULSE_US>0`) на STM32, где сейчас фронты идут в декодер напрямую (tick 440-444). +- **H (sync-grid recovery)** — оставить: детектирует реальную потерю/вставку бита; маркер детерминирован, ложных срабатываний от TX не будет. +- **I (преамбула: EMA периода, якорь фазы)** — оставить: адаптация под кварцы/дрейф и вывод фазы обязательны для любого RX. Рекомендуется **выровнять пороги**: сделать джиттер-полку преамбулы не жёстче рабочего окна декодера, иначе лок труднее удержания. +- **Кандидаты на сужение после фикса TX:** окно `aroundRise` можно сузить в сторону `riseTimeMax` (убрать заложенный под 1.2% односторонний запас) и реализовать бегущую медиану периода (IR_DecoderRaw.h:22 TODO) — тогда допуск начнёт отражать реальный канал, а не прятать несогласованность констант. + +**Итог-вердикт:** коррекции RX в массе **оправданны под реальный ИК-канал**, но система содержит одно явное самолечение (усечённый `carrierPeriod` → 1.2% сдвиг, спрятанный в `tolerance`) и два условных (ISR-джиттер; длинные MARK, провоцирующие TSOP-АРУ). Широкий допуск ±31% сам по себе безопасен для подсчёта бит, но именно он маскирует баг с частотой — то есть система действительно частично борется сама с собой, просто настолько тихо, что это не видно в `errors.*`. \ No newline at end of file diff --git a/docs_analysis/crc_combined_sim.py b/docs_analysis/crc_combined_sim.py new file mode 100644 index 0000000..d715abc --- /dev/null +++ b/docs_analysis/crc_combined_sim.py @@ -0,0 +1,36 @@ +# -*- coding: utf-8 -*- +# Точное сравнение CRC-схем на бит-слипе. crc8 как в IR_config.cpp. +# ВАЖНО: CRC в протоколе считается над БАЙТАМИ данных (sync НЕ входит — подтверждено кодом), +# поэтому здесь sync в CRC-математику не включён (это корректно для оценки самой CRC). +# Второй ниббл — СО СЦЕПКОЙ: poly2 над (data + crc1_байт), как в оригинале crcCheck. +# Сквозной анализ с sync-фильтром требует модели FSM декодера (resync/‘исправление лишнего нуля’) — см. заметку. +import random +random.seed(3) +POLY1=0x31; POLY2=0x8C +def crc8(d,poly): + c=0xFF + for b in d: + c^=b + for _ in range(8): c=((c<<1)^poly)&0xFF if c&0x80 else (c<<1)&0xFF + return c +def fold4(x): return (x^(x>>4))&0x0F +def single(d): return (crc8(d,POLY1),) +def double(d): c1=crc8(d,POLY1); return (c1, crc8(d+[c1],POLY2)) # текущая 2 байта, сцепка +def combo_indep(d): return ((fold4(crc8(d,POLY1))<<4)|fold4(crc8(d,POLY2)),) # 1 байт, БЕЗ сцепки +def combo_chain(d): c1=crc8(d,POLY1); return ((fold4(c1)<<4)|fold4(crc8(d+[c1],POLY2)),) # 1 байт, СО сцепкой (как ориг.) +def bitsof(d): return [x for b in d for x in [(b>>(7-j))&1 for j in range(8)]] +def bytesof(b): return [int(''.join(map(str,b[i:i+8])),2) for i in range(0,len(b),8)] +def slip(d,p): b=bitsof(d); return bytesof(b[:p]+b[p+1:]+[0]) +S=[("single 1б",single),("double 2б (текущая, сцепка)",double), + ("combo 1б БЕЗ сцепки",combo_indep),("combo 1б СО сцепкой (как ориг.)",combo_chain)] +for L in (4,6,8): + und={n:0 for n,_ in S}; ch=0 + for _ in range(300000): + d=[random.randint(0,255) for _ in range(L)]; p=random.randint(L*2,L*6) + c=slip(d,p) + if c==d: continue + ch+=1 + for n,f in S: + if f(c)==f(d): und[n]+=1 + print(f"данные {L}б, {ch} слипов:") + for n,_ in S: print(f" {n:34s}: {und[n]/ch*100:.4f}% необнаружено") diff --git a/docs_analysis/crc_shift_findings.md b/docs_analysis/crc_shift_findings.md new file mode 100644 index 0000000..667318d --- /dev/null +++ b/docs_analysis/crc_shift_findings.md @@ -0,0 +1,33 @@ +# CRC при сдвиге битов — симуляция (воспроизведение и оценка сжатия) + +> Скрипт: `crc_shift_sim.py` (рядом). `crc8` точно как в `IR_config.cpp` (MSB-first, init=0xFF, без final-xor). `poly1=0x31`, `poly2=0x8C` (битовое зеркало 0x31). Модель ошибки: сдвиг битов в СЕРЕДИНЕ данных (бит-слип / циклический сдвиг), длина кадра сохраняется; «чек» сверяется как `check(искажённые данные) == check(оригинал)`. 200000 попыток на модель, данные 3/5/8 байт. + +## 1. Твой исторический баг ВОСПРОИЗВЕДён +Одиночный CRC8 (один полином) реально пропускает сдвиг в середине пакета. Примеры (данные → сдвиг → искажённые): +- `26 0b 05` → `26 16 0a`: `crc1=0x78` совпал → **single ПРОШЁЛ**; двойная схема: `crc2 0xd8≠0x5c` → **поймала**. +- `cc4fb8f633` → `cc5f71ec66`: `crc1=0x20` совпал → single прошёл; double поймала (`crc2 0xfc≠0x90`). +- `b983315b416440c3` → `b983315e82c88186`: `crc1=0x3a` совпал → single прошёл; double поймала. + +## 2. Частота пропуска (доля НЕобнаруженных сдвигов) +| Схема | slip-delete | rotate-all | rotate-mid-window | +|---|---|---|---| +| **single** (1×CRC8, 8 бит) | 0.29–0.41 % | ~0.78 % | 0.55–0.78 % | +| **double** (2×CRC8, 16 бит) — текущая | **0.007–0.015 %** | **0.025–0.03 %** | **0.008–0.026 %** | +| nibble-fold (4+4 бит) | 0.76–0.80 % | ~1.58 % | 1.18–1.55 % | +| nibble-trunc (4+4 бит) | 1.37–1.57 % | ~1.53 % | 1.22–1.57 % | + +Вывод: **double примерно в 20–40× надёжнее single** и ловит практически все сдвиги, которые single пропускает. Это подтверждает, зачем добавляли второй полином (0x8C = зеркало 0x31 ловит «зеркальные» сдвиговые ошибки, слепые для 0x31). + +## 3. Идея «склеить 2 байта в 1» (полбайта на полином) — ХУЖЕ, чем есть +- **nibble-fold** (свернуть каждый CRC8 в 4 бита xor'ом) и **nibble-trunc** (взять по 4 бита) дают **0.6–1.6 % пропусков — это ХУЖЕ даже одиночного полного CRC8** и в ~50–150× хуже текущей двойной схемы. +- Burst-ошибки (подряд искажённые биты — типичный IR-сбой: бит-слипы/всплески). Гарантия обнаружения = ширине контроля: + - single 8 бит и double — надёжны на коротких burst (≥8 бит), эмпирически в выборке не пропускали и длиннее; + - **nibble-fold** — гарантия ~4 бита (эмпирически до 7); + - **nibble-trunc** — **пропускает даже ОДИНОЧНЫЙ бит** (усечение теряет старший ниббл) → так делать нельзя. + +## 4. Рекомендация +- **CRC — не то место, где стоит экономить байт.** Сжатие контроля до 1 байта повышает пропуск сдвигов/burst в ~50–150× (с ~0.01 % до ~1 %) — прямо в том классе ошибок, ради которого второй полином и вводили. +- Если байт очень нужен — забирать его **не из CRC**, а из уже выявленного резерва: свободные `msgType` (3,5), «пустая» зона длины (компактные кадры), или переупаковка адресов/полей. 16-битный контроль (2×CRC8) сохранить. +- Если всё же сжимать CRC до 1 байта — только **fold (xor нибблов)**, никогда не truncate; и принять ~1 % пропуска на сдвигах (в ~50–100× хуже текущего). Как отдельный компромисс — обсуждать вместе с обратной совместимостью. + +(Обратную совместимость версий протокола обсудим отдельно — по запросу Даши.) diff --git a/docs_analysis/crc_shift_sim.py b/docs_analysis/crc_shift_sim.py new file mode 100644 index 0000000..1343bda --- /dev/null +++ b/docs_analysis/crc_shift_sim.py @@ -0,0 +1,103 @@ +# -*- coding: utf-8 -*- +# Симуляция CRC-схем IR-protocol на "сдвиговых" ошибках. +# crc8 воспроизводит IR_config.cpp: MSB-first, init=0xFF, без final-xor. +import random +random.seed(1) +POLY1 = 0x31 +POLY2 = 0x8C # битовое зеркало 0x31 + +def crc8(data, poly): + crc = 0xFF + for b in data: + crc ^= b + for _ in range(8): + crc = ((crc << 1) ^ poly) & 0xFF if (crc & 0x80) else (crc << 1) & 0xFF + return crc + +def fold4(x): # свернуть 8-бит CRC в 4 бита (xor старший^младший ниббл) + return (x ^ (x >> 4)) & 0x0F + +# --- схемы контроля: считают "чек" от данных и сверяют --- +def single_chk(d): return (crc8(d, POLY1),) # 8 бит, 1 полином +def double_chk(d): c1 = crc8(d, POLY1); return (c1, crc8(d + [c1], POLY2)) # текущая: 16 бит +def nib_fold_chk(d):return ((fold4(crc8(d, POLY1)) << 4) | fold4(crc8(d, POLY2)),) # предложенная: 4+4 бит +def nib_trunc_chk(d):return (((crc8(d, POLY1) & 0x0F) << 4) | (crc8(d, POLY2) & 0x0F),) + +def bits_of(data): + return [(b >> (7 - j)) & 1 for b in data for j in range(8)] +def bytes_of(bits): + return [sum(bits[i + j] << (7 - j) for j in range(8)) for i in range(0, len(bits), 8)] + +# --- модели "сдвига" в середине пакета (над битами данных, длина сохраняется) --- +def slip_delete(data, p): # выкинуть бит p, сдвинуть хвост влево, добить 0 в конец + b = bits_of(data); b = b[:p] + b[p+1:] + [0]; return bytes_of(b) +def rotate_all_right(data, _): # циклический сдвиг ВСЕХ бит вправо на 1 + b = bits_of(data); b = [b[-1]] + b[:-1]; return bytes_of(b) +def rotate_mid_window(data, p): # циклический сдвиг окна [p, p+16) на 1 (локальный сдвиг в середине) + b = bits_of(data); q = min(p+16, len(b)) + w = b[p:q]; w = [w[-1]] + w[:-1]; b = b[:p] + w + b[q:]; return bytes_of(b) + +MODELS = [("slip-delete (бит-слип)", slip_delete), + ("rotate-all (сдвиг всего на 1)", rotate_all_right), + ("rotate-mid-window (сдвиг окна в середине)", rotate_mid_window)] +SCHEMES = [("single (1×CRC8, 8бит)", single_chk), + ("double (2×CRC8, 16бит) — текущая", double_chk), + ("nibble-fold (4+4бит)", nib_fold_chk), + ("nibble-trunc (4+4бит)", nib_trunc_chk)] + +def run(datalen, trials): + print(f"\n===== данные {datalen} байт, {trials} попыток на модель =====") + for mname, model in MODELS: + # для каждой схемы: сколько ошибок НЕ обнаружено (чек совпал, а данные изменились) + undetected = {s[0]: 0 for s in SCHEMES} + changed = 0 + first_single_miss = None + for _ in range(trials): + d = [random.randint(0, 255) for _ in range(datalen)] + p = random.randint(datalen*8//4, datalen*8*3//4) # позиция в середине + c = model(d, p) + if c == d: + continue + changed += 1 + for sname, chk in SCHEMES: + if chk(c) == chk(d): + undetected[sname] += 1 + if sname.startswith("single") and first_single_miss is None: + first_single_miss = (d[:], c[:], p) + print(f" модель: {mname} (изменённых кадров: {changed})") + for sname, _ in SCHEMES: + u = undetected[sname] + rate = u / changed if changed else 0 + print(f" {sname:38s}: пропущено {u:6d} ({rate*100:.4f}%)") + if first_single_miss: + d, c, p = first_single_miss + print(f" ПРИМЕР пропуска single (poly1): data={bytes(d).hex()} -> shift@{p} -> {bytes(c).hex()}") + print(f" single: crc1(orig)={crc8(d,POLY1):02x} == crc1(shift)={crc8(c,POLY1):02x} -> ПРОШЁЛ") + print(f" double: crc2(orig)={double_chk(d)[1]:02x} vs crc2(shift)={double_chk(c)[1]:02x} -> {'ПРОШЁЛ (не поймал!)' if double_chk(d)==double_chk(c) else 'ПОЙМАЛ'}") + +for L in (3, 5, 8): + run(L, 200000) + +# Гарантированное покрытие burst-ошибок (подряд идущие искажённые биты) — ключ для IR (бит-слипы/всплески) +print("\n===== Гарантия обнаружения BURST-ошибок (100% всех burst данной длины?) =====") +def burst_guaranteed(chk, datalen, blen): + # перебор всех burst длины blen по всем позициям на нескольких случайных базах; ищем ХОТЬ ОДИН пропуск + for _ in range(300): + d = [random.randint(0,255) for _ in range(datalen)] + base = bits_of(d) + for start in range(len(base)-blen+1): + b2 = base[:] + for k in range(blen): + b2[start+k] ^= 1 + c = bytes_of(b2) + if c != d and chk(c) == chk(d): + return False # найден необнаруженный burst + return True +for sname, chk in SCHEMES: + maxb = 0 + for blen in range(1, 25): + if burst_guaranteed(chk, 5, blen): + maxb = blen + else: + break + print(f" {sname:38s}: 100%% ловит burst до {maxb} бит подряд") diff --git a/docs_analysis/crc_shift_visualize.py b/docs_analysis/crc_shift_visualize.py new file mode 100644 index 0000000..72a03a1 --- /dev/null +++ b/docs_analysis/crc_shift_visualize.py @@ -0,0 +1,97 @@ +# -*- coding: utf-8 -*- +# Визуализация кадров и сдвигов битов (с синхробитами и подписями). +# crc8 как в IR_config.cpp. Синхро (syncBits=3) логически = [~last, last, ~next] (addSync, send_HIGH=1). +POLY1=0x31; POLY2=0x8C +def crc8(data,poly): + c=0xFF + for b in data: + c^=b + for _ in range(8): + c=((c<<1)^poly)&0xFF if c&0x80 else (c<<1)&0xFF + return c +def bits(b): return [(b>>(7-j))&1 for j in range(8)] +def bstr(bl): return ''.join(str(x) for x in bl) + +def onair(frame_bytes, labels): + """строка вида: dddddddd sss dddddddd sss ... + строка подписей под байтами""" + rows=[] + line=''; lab='' + for i,by in enumerate(frame_bytes): + db=bstr(bits(by)) + # синхрогруппа ПОСЛЕ байта (между байтами), кроме последнего + if i < len(frame_bytes)-1: + last=bits(by)[7]; nxt=bits(frame_bytes[i+1])[0] + sy=f"{1-last}{last}{1-nxt}" + piece=db+' ['+sy+'] ' + else: + piece=db + # подпись байта, центрируем под 8 бит + L=labels[i] if i