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电量计 -- HDQ调试过程

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电量计 – HDQ调试过程

用GPIO INT pin（支持WKUP）实现HDQ接口，实现slave，配合host驱动通信，获取电量信息。并且和I2C接口兼容不冲突。

Keil sct和项目配置

(1) Keil工程配置

Keil的IROM，IRAM配置的主要作用是在编译期发现空间不够的问题，编译器提前报错。

IRAM只是代码段，不包含堆栈，所以IRAM大小要预留STACK和HEAP空间，不然编译期不报错，运行期STACK爆了很难查

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(2) sct链接配置

真正配置IROM和IRAM空间分布的是.sct文件，如下是newton FW sct

sct的含义参考Keil文档，这里不详细描述。需要会区分IROM，IRAM，知道(+RO)表示代码段，(+RW +ZI)表示数据段，.ANY和*.o是通配。

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;;Flash mapping, total 64KB EEPROM 
;0x0~0x2000 8KB bootloader code
;0x2000~0xD3FF 45KB Firmware code
;0xD400~0xF3FF 8KB Table and Parameter data
;0xF400~0xFFFF 3KB log page and trim data

;;RAM mapping, total 4KB RAM
;0x20000000 ~ 0x20000400 1KB bootloader data
;0x20000400 ~ 0x20000F80 3KB-128 firmware data
;0x20000F80 ~ 0x20001000 128 bytes remain for stack and heap

LR_IROM1 0x00000000 0x00002000  {
  ER_IROM1 0x00000000 0x00002000  {  ; bootloader 8KB, load address = execution address
   ;.ANY (+RO)
   *.o (RESET, +First)
   ;*(InRoot$$Sections)
   ;startup_armcm0.o
   ;system_ARMCM0.o
   ;newton_o2bootloader_main.o
   ;systime_o2bl.o
   .ANY (+RO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00000400  {  ; RW data, 1KB
   ;.ANY (+RW +ZI)
   newton_o2bootloader_main.o (+RW +ZI)
  }
  RW_STACK +0 UNINIT ALIGN 16       ; RW data - Stack <<< THIS SECTION IS WHAT I ADDED
  {
    *.o (Stack)
	*.o (Heap)
  }
}

LR_IROM2 0x00002000 0x0000B400  {    ; FW ROM 45KB(0xB400), +Bootloader 8KB(0x2000) = 53KB, 后面还有8KB
  ER_IROM2 0x00002000 0x0000B400  { 
   ;.ANY (+RO)
   *(InRoot$$Sections)
   main.o
   ...
  }
  
  ;RW_IRAM2 0x20000460 0x00000BA0 { ; original setting, 0x460+0xBA0=0x1000 4KB
  RW_IRAM2 0x20000400 0x00000B80  {  ; RW data, 3KB - 128 bytes(remain for stack)
   ;.ANY (+RW +ZI)
   main.o (+RW +ZI)
  ...
   .ANY (+RW +ZI)  ; Catch-all for any remaining BSS sections
  }
}

(3) RAM紧缺的优化方法

修改大数组，添加const使编译器从原本是RW数据区的数组放置到ROM区，减少RAM占用。

注意只读数组可以这么改，修改后数组在EEPROM/Flash，无法在RAM中被更新。

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Sleep time过程

Chip Sleep主要依赖于Timer1的timeout中断来计时(单位1HZ)，Timer1还能同时配置wakeup中断使timeout时chip从sleep低功耗模式下恢复成全功率模式

Timer2基本没使用，Chip Idle状态下的sleep和定时active都是由timer1完成。

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HDQ调试–UART方式

UART打印只需要使用slave的TX，即GPIO TX；UART打印一次约一百毫秒以上，会影响毫秒级别HDQ timing，secure CRT看到的uart时间戳并不是真实的HDQ timing时间戳。因此UART打印只能用来调试秒级的HDQ的基本逻辑功能。

HDQ调试–GPIO方式

基本GPIO配置：（INT和TX都可用于调试信号，配置模式不一样）

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#include "chip_uart.h"
void Set_INTGPIO(uint8_t val)
{
    Chip_IO_SetINTCFG(EXINTCFG_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL | EXINTCFG_PU_ENABLE);
    UART->CTL &= ~(UART_CTRL_RX_ENABLE);
    if(val)
        Chip_IO_SetINT_DOUT(EXINTDAT_OUTPUT_HIGH);
    else
        Chip_IO_SetINT_DOUT(EXINTDAT_OUTPUT_LOW);
}

void Set_TXGPIO(uint8_t val)
{
    Chip_IO_SetGPIOCFG(GPIOCFG_MODE_DIGI_OUTPUT); //注意模式是DIGI_OUTPUT，不是OUTPUT_PUSH_PULL
    UART->CTL &= ~(UART_CTRL_TX_ENABLE);
    if(val)
        Chip_IO_SetGPIO_DOUT(GPIODATA_OUTPUT_HIGH);
    else
        Chip_IO_SetGPIO_DOUT(GPIODATA_OUTPUT_LOW);
}

调试信号函数：输出n+1次脉冲(1 & 0)：

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static void hdq_txgpio_dbg_signal(int n){
    do{
        Set_TXGPIO(1);
        Set_TXGPIO(0);
    }while(n--);
}

调用可在中断内，例如HDQ WKUP handler，TIM1 hander：

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//HDQ WKUP isr内调用，用dslogic查看break信号是否超时:   

   hdq_txgpio_dbg_signal(1);

    // 等待break结束（检测上升沿）
    while (!hdq_gpio_read()) {
        if (hdq_wait_timeout(hdq_ctrl.break_start_ms, 3*HDQ_BREAK_MAX_MS)) {
            // break超时，退出
            dbg_print("HDQ: Break timeout, elapsed=%dms\r\n", hdq_timer_elapsed_ms(hdq_ctrl.break_start_ms, hdq_timer_get_ms_count()));
            hdq_ctrl.state = HDQ_STATE_IDLE;
            hdq_enable_sleep();
            
            hdq_txgpio_dbg_signal(2);
            return;
        }
    }
    
    hdq_txgpio_dbg_signal(1);
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void TIM1_IRQHandler(void)
{
	//每次timeout中断翻转一次TX，用于检测中断时间是否准确
    int gpio = Chip_IO_GetGPIO_DOUT();
    Set_TXGPIO(gpio? 0: 1);
    
    TIMER16_1->TIMINTR |= 1; // TIMER_INT_FLAG;
}

HDQ帧间sleep后不能再wkup

drive sleep前需要初始化配置HDQ的GPIO模式，避免被其他配置干扰

HDQ fast sleep

一个SBS通信期间需要多个HDQ帧，如果每个帧都等待systick idle 1s sleep，一次SBS通信太慢，所以需要SBS通信active时，HDQ快速进入sleep

具体方法：新增HDQ register定义：SBS_STATUS_REG_ADDR用于Host通知slave，什么时候SBS开始，什么时候结束，SBS期间slave主动drive sleep不用等idle。

Host侧读SBS：

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// 发SBS_STATUS_REG_ADDR = 1表示启动了SBS通信会有多个HDQ帧，
sd77561_hdq_write_byte(chip, SBS_STATUS_REG_ADDR, 1);

// 写CMD
  sd77561_hdq_write_byte(chip, CMD_REG_ADDR, sbs_cmd_code);
  sd77561_hdq_wait_slave_sleep(HDQ_SBS_RUNNING_WAIT_MS);

  // 读数据
  for (indx = 0; indx < size; indx++)
  {
   if (sd77561_hdq_read_byte(chip, DATA0_REG_ADDR + indx, &sbs_data[indx]) < 0)
   return -1;
   sd77561_hdq_wait_slave_sleep(HDQ_SBS_RUNNING_WAIT_MS);
  }

  // 读CRC(CMD+Data的)
  sd77561_hdq_read_byte(chip, CRC_REG_ADDR, &crc_slave) ;
  
// 发SBS_STATUS_REG_ADDR = 0表示完成了SBS通信，固件会恢复1s idle sleep时间
  sd77561_hdq_wait_slave_sleep(HDQ_SBS_RUNNING_WAIT_MS);
  sd77561_hdq_write_byte(chip, SBS_STATUS_REG_ADDR, 0);

Slave侧在SBS的一个HDQ完成后，但SBS没结束的状态下，以ms级别轮询，主动drive sleep

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if (systime_passed_ms())
    {
#if HDQ_SW_ENABLE
        // dbg_print("systime_get_ms(): %d\r\n", systime_get_ms());
        // dbg_print("hdq_timer_get_count(): %d\r\n", hdq_timer_get_count());

        //如果只用HDQ帧idle就进sleep，会导致秒级算法轮询无法更新因为ms级别polling一定比秒级先执行，
        //所以额外使用SBS状态判断，必须是SBS通信过程中的HDQ帧间idle才快速进入sleep，SBS通信标志由host写HDQ reg status设置和清除
        if(hdq_ctrl.state == HDQ_STATE_IDLE) {
            // 检查SBS状态，如果SBS通信进行中则快速进入sleep以便下一帧HDQ
            if (hdq_ctrl.registers.sbs_status_reg & HDQ_SBS_STATUS_RUNNING) {
                stm_drive_sleep(10, STM_SLPMD_SLEEP);  // SBS通信中，快速sleep，下个HDQ break会马上WKUP
            } else{ //SBS通信结束，恢复timer和isr使能, 让VADC/CADC能更新
                hdq_timer_restore(); //关闭hdq 1ms timer，避免频繁中断影响cadc等其他中断的更新，因为timer优先级很高
                hdq_isr_restore(); //恢复cadc唤醒等中断，之前hdq启动时关闭了防止充电时频繁唤醒导致hdq通信不能进sleep
            }
        }
#endif
    }

注：

1.如果不用HDQ_SBS_STATUS_RUNNING限制毫秒级别sleep，会影响秒级的libfg更新算法，所有电量数据将不变。

2.WKUP中断内drive sleep不生效，所以只能在ms级别轮询里做。

HDQ充电时无法进sleep

是因为CADC中断有触发条件：当电流大于CADC触发阈值，就会自动wakeup更新CADC。所以hdq drive sleep被cadc中断提前唤醒了。

解决：在HDQ帧开始禁用CADC wakeup， HDQ帧（或SBS帧）完成后restore CADC wakeup。

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