board_test.c

源文件路径：midware/debug/board_test.c 所属模块：midware/debug（设备中间件 - 板级调试/产线测试） 代码行数：638

1. 文件职责

本文件实现 EMS 主控板的单板自检（Single Board Test）：把 LED、RTC、SPI Flash/EEPROM、SDRAM、RS485、USART、W5500 以太网、CAN、干接点 DI/DO、DRM 共 10 类外设依次测一遍，把每一项的通过/失败结果按位写进 32 位联合体 u_single_board_test_result，再由 Modbus 从机寄存器对外暴露给产线工装读取。

它处在"产线测试"这条旁路数据流上，不参与正常运行时的能量调度。流程由 Modbus 写寄存器 REG_SINGLE_BOARD_TEST_ENABLE 触发（midware/interface/modbus/modbus.c:6936-6938 把 g_u8_single_board_test_enable 置 TRUE），然后由 task_system_aux（midware/auxiliary/system_aux.c:2083）每 400 ms 轮询一次 board_test()；board_test() 自身在入口检查使能标志，测完立刻把标志清回 FALSE，属于"一次性执行"的同步阻塞函数。因为整轮测试内含大量忙等延时，执行期间会长时间占用 task_system_aux，并通过反复调用 IWDG_Feed() 防止看门狗复位。

2. 关键数据结构与宏

结果位与外设对照（按代码实际写入）

3. 函数清单

4. 核心逻辑解析

4.1 总调度与状态机

board_test() 是一个两级触发、单次执行的简单状态机，没有内部状态变量：

Modbus 写 REG_SINGLE_BOARD_TEST_ENABLE (modbus.c:6936)
        ↓
g_u8_single_board_test_enable = TRUE
        ↓
task_system_aux 周期 400ms → board_test()  (system_aux.c:2083)
        ↓
if (g_u8_single_board_test_enable == FALSE) return;   ← 未使能则立即返回
        ↓
u_single_board_test_result.u32_all = 0xFFFFFFFF;      ← 全部预设为"失败"
        ↓
  led_test → rtc_test → flash_test → sdram_test → rs485_test
  → usart_test → w5500_test → can_test → dry_node_test → drm_test
        ↓
u8_can3 = 0; u8_usart3 = 0;   ← 无对应测试，直接判通过
        ↓
g_u8_single_board_test_enable = FALSE;   ← 回到空闲，测试只跑一次

结果位在进入时被整体置 1（board_test.c:620），各子测试只在通过时清 0，所以"任何异常路径（提前 return / 未覆盖）都表现为失败"，这是安全侧设计。

Modbus 侧读寄存器时还有一个互锁（midware/interface/modbus/modbus.c:4212/4223）：只有在 g_u8_single_board_test_enable == FALSE（即测试已结束）时才把 u_single_board_test_result.u32_all 的高 16 位 / 低 16 位返回，测试进行中返回的是默认值，避免读到中间态。

4.2 各子测试的算法

flash_test()（board_test.c:397-413） — 唯一的 ID 判定，无算法：

Flash_ReadID(l_u8_buf);                    // 读 3 字节 JEDEC ID
if ((buf[0]==0xc2) && (buf[1]==0x20) &&
    ((buf[2]==0x18)||(buf[2]==0x19)||(buf[2]==0x1A)))
    u8_flash = 0, u8_eeprom = 0;           // 通过
else
    u8_flash = 1, u8_eeprom = 1;           // 失败

0xC2 是 Macronix 厂商码，0x20 是 SPI 存储类型码，容量字节接受 0x18/0x19/0x1A 三种（对应 16/32/64 Mbit 级别）。EEPROM 与 Flash 共用同一个判据，即一次 SPI Flash 读 ID 成功就同时判定 I2C3 上的 EEPROM 也正常——两者物理上并不相关，这是明显的偷懒写法。

sdram_test()（board_test.c:422-449） — 逐字节写读校验：

memset((u8*)SDRAM_SDRAM_TEST_ADDR, 0xFF, 1024);   // 先铺 0xFF
for (i = 0; i < 1024; i++) {
    addr = SDRAM_SDRAM_TEST_ADDR + i;
    if (addr >= ADDR_MAX_SDRAM) break;            // 越界保护
    write(addr, 0x65); read(addr, &l_u8_read);
    if (l_u8_read != 0x65) { u8_sdram = 1; return; }   // 立即判失败
}
u8_sdram = 0;

注意写法差异：memset 用的是 CPU 直接寻址，而写读校验走 FMC_SDRAM_WriteBuffer_02/ReadBuffer_02()。地址粒度为字节（不是字），1024 次单字节访问会有一定耗时。

can_test()（board_test.c:139-203） — 双通道回环。构造固定报文：

frame_id = 0xA0，frame_type = CAN_FT_DATA，frame_len = 8，标准帧（调用的 API 是 *_send_standard_pack）。时序为：

can0_clear_standard_pack(); can1_clear_standard_pack();
for (i = 0; i < 4; i++) {
    can0_send_standard_pack(&txMsg);  OSTimeDlyHMSM(0,0,0,1);   // 1 ms
    can1_send_standard_pack(&txMsg);  OSTimeDlyHMSM(0,0,0,1);
}
// 判 CAN0 收到的是否等于发出的 → u8_can1
// 判 CAN1 收到的是否等于发出的 → u8_can2

即"自己发、对端收"，用 memcmp(rxMsg.frame_data, txMsg.frame_data, 8) 比对数据域。若 get_can*_standard_pack() 返回 FALSE（超时无报文）也直接判失败。注意写入的位名是 u8_can1/u8_can2，但测试对象是 CAN0 与 CAN1 两个控制器。

usart_test()（board_test.c:212-278） — 两段同构的自发自收。以 USART2 段为例：

usart2_clear_buffer();
usart2_send_data(g_u8_usart_buf, 16, 300);      // timeout=300
忙等 50 ms（期间 IWDG_Feed）
l_u8_len = usart2_get_data_len();  if (len > 16) len = 16;   // 上限钳位
for (i < len) l_u8_receive_buf[i] = usart2_read_data_async();
strncmp(recv, g_u8_usart_buf, 16) == 0 ? u8_usart2 = 0 : u8_usart2 = 1;

USART5 段结构完全相同，只把收发函数换成 usart5_*，超时参数由 300 改为 1000，结果写进 u8_usart6。l_u8_receive_buf 是 16 字节，读之前做了 len > 16 → 16 的钳位，不存在溢出。但 strncmp(..., 16) 在 len < 16 时会比较到 buf 中未写入的位置——由于每次进来都 memset 清零，等价于"长度不足即判失败"，行为是安全的。

rs485_test()（board_test.c:287-364） — 双向测试，两次比对同一个结果位：

• 第 1 段（UART4 → USART1）：USART1 和 UART4 都先各发一次 16 字节（usart1_send_data(...,500) 与 uart4_send_data(...,500)），等 50 ms 后从 USART1 侧读并比对。这里先让两端各发一次是为了"填充无效数据"（代码注释 board_test.c:293），即清掉上电残留或回环噪声。若失败则直接 u8_rs485 = 1 并清缓冲返回。
• 第 2 段（USART1 → UART4）：清缓冲后 USART1 再发一次，等 50 ms 后从 UART4 侧读并比对，结果再次写入 u8_rs485（覆盖）。两段都过才最终为 0。

rtc_test()（board_test.c:373-388） — 重试式判定：

for (i = 0; i < 5; i++) {
    PCF8563_GetDateTime(PCF_Format_BIN, 0, &tm);
    if (PCF8563_Check_Time_Is_Valid(tm) == 0) { u8_rtc = 0; return; }   // 有效即通过
}
u8_rtc = 1;   // 5 次都无效

tm 在循环外只初始化一次（= {0}），PCF8563_GetDateTime 每次覆盖，无累积问题。

w5500_test()（board_test.c:49-63） — 用 WIZnet 官方 API 把 W5500 芯片内部寄存器的 MAC 读回来，与软件侧保存的 IP_Address.u8_mac_addr[6] 做 strcmp。这里用 strcmp 比较 6 字节二进制 MAC，只要有 0x00 字节就会提前返回相等——MAC 地址出现 0x00 是合法的（例如 00:08:DC:...），存在漏检风险。

drm_test()（board_test.c:458-493） — 板型分流 + 双条件：

if (get_board_type() == BOARD_EMS3_6_2_E) { u8_drm = 0; return; }   // 该板型无 DRM，直接通过
ad = get_drm0_data();            // DRM 口 AD 中间值
st[0..3] = get_drm1_flag() ... get_drm4_flag();
if (2000 < ad < 2100 && 四路标志全 TRUE) u8_drm = 0; else u8_drm = 1;

2000 ~ 2100 是硬编码的 ADC 期望窗口（约 2050 ± 50 的中间值，说明 DRM0 被固定在分压中点），无任何宏定义或注释解释。

dry_node_test()（board_test.c:502-593） — 干接点回环，两段 for(;;) 只跑一轮的写法：

• DO1 段：DRY_NODE1_ON → 等 100 ms → 读 DI_1_ACCESS_POINT，若为 0（导通）则 u8_dido1 = 0，否则置 1 并 break；再 DRY_NODE1_OFF → 等 100 ms → 要求 DI_1_ACCESS_POINT == 1，否则置 1 并 break。两段都过才留下 0。
• DO2 段：先判断板型是否为 BOARD_EMS3_6_1_E/2_E/3_E/4_E（四个 get_board_type() 判断，其中一个漏了括号对齐但语义正确），是则做与 DO1 相同的回环；否则 u8_dido2 = 0（该板型无 DO2，判通过）。

4.3 定时与调度时序

本文件没有参与任何 uCOS-II 同步原语（不用信号量、不用消息邮箱），全部靠忙等 + 喂狗：

uCOS-II 的 OS_TICKS_PER_SEC = 1000（UCOSII/uCOS-CONFIG/os_cfg.h:51），所以 OSTimeGet() 的单位就是 1 ms，abs(...) < 1000 即 1 秒。

整轮耗时估算：LED 4 s + RS485/USART 4×50 ms + 干接点 300 ms + 各诊断函数耗时，约 5 秒左右。这段时间内 task_system_aux（优先级见 UCOSII/uCOS-CONFIG/app_cfg.h）无法处理其它工作，因此 board_test() 实际上是对整个系统的一次"停顿"，只有反复 IWDG_Feed() 保证不被看门狗打断。

4.4 关键全局变量读写

5. 对外接口

本文件导出

本文件调用的外部函数/变量

6. 依赖关系

依赖

board_test.h、can0.h、can1.h、flash.h、led.h、debug.h、usart0.h、usart1.h、usart2.h、usart3.h、usart4.h、usart5.h、lcd.h、spi1.h、spi2.h、w5500.h、pcf8563.h、sdram.h、ethernet.h、system_config.h、board_init.h、gpio.h、dry_node.h、iwdg.h（board_test.c:8-31）。

其中 usart3.h、lcd.h、spi1.h、spi2.h、system_config.h 在本文件中被包含但没有任何符号被实际使用，属于历史遗留包含。

被依赖

• midware/auxiliary/system_aux.c（include board_test.h，调用 board_test()）
• midware/interface/modbus/modbus.c（读写 g_u8_single_board_test_enable、u_single_board_test_result）
• midware/debug/ate.c（读 g_u8_single_board_test_enable，在单板测试期间禁止串口透传）

7. 备注与风险点

1. board_test() 内注释与实际位号全部错位（board_test.c:622-631）：注释写 w5500 bit6（实际 bit8）、can1 bit7, can2 bit8（实际 bit9/bit10）、led bit10（LED 根本不写位，而 bit10 恰是 u8_can2）。按注释理解结果字会得到完全错误的结论。
2. led_test() 不产生任何结果位，是纯目检项；但 board_test() 调用点给它标了个 "led bit10"，容易让上位机以为 LED 有自动判定。
3. u8_usart3 与 u8_can3 被无条件置 0（通过）（board_test.c:633-634），没有做任何测试——即这两项对工装永远显示"通过"。
4. USART5 的测试结果写进了名为 u8_usart6 的位（board_test.c:271-275）。hardware/usart5/usart5.c 用的是 USART5（PC6/PC7，usart5.c:24-29），所以位名与实际外设不符。
5. w5500_test() 用 strcmp 比较 6 字节二进制 MAC（board_test.c:55）：MAC 中出现 0x00 时 strcmp 提前返回相等，会漏判。正确做法是 memcmp(..., 6)。
6. flash_test() 用一次 SPI Flash 读 ID 同时判定 Flash 与 EEPROM（board_test.c:405-406），EEPROM（I2C3）实际上从未被访问，"EEPROM 测试"名不副实。
7. drm_test() 的 AD 窗口 2000 ~ 2100 是硬编码魔法数字（board_test.c:475），无宏、无注释、未随板型区分。
8. 整轮测试是长时间忙等：led_test() 单次就忙等 4 秒，加上其它项总共约 5 秒。期间 task_system_aux 被独占，系统其它业务停摆，只靠 IWDG_Feed() 续命；若测试中途死循环（例如 CAN 收发 API 阻塞在更长超时里），看门狗仍会被喂住，无法复位。
9. dry_node_test() 用 for(;;) { ... break; } 实现"只跑一次"（board_test.c:506、board_test.c:547），是 goto/do-while 的绕写；DO1 段末尾的 break 位于 while 延时循环之后，可读性差但语义正确。
10. sdram_test() 的越界保护只在读取循环内（board_test.c:432），而 memset((u8*)SDRAM_SDRAM_TEST_ADDR, 0xFF, 1024)（board_test.c:428）在保护之前无条件执行 1024 字节写入；如果测试区紧贴地址上界，memset 仍可能越界。
11. dry_node_test() 对 DO2 的板型判断写成 || get_board_type() == BOARD_EMS3_6_4_E（board_test.c:549），前三个条件都带括号、最后一个没带，虽运算符优先级正确（== 高于 ||），但风格不一致。
12. FLASH_TEST__LEN 宏（=32）在 board_test.h:15 定义后从未使用，是死宏。
13. g_u8_usart_buf / g_u8_rs485_buf 声明为全局但只在本文件使用，没有 static，符号被外部可见；board_test.h 也未 extern 它们，属于"泄漏的非 static 内部数据"。
14. rs485_test() 第一段失败时提前 return（board_test.c:328-331），此时 u8_rs485 已是 1，但其余测试项（USART/W5500/CAN/干接点等）仍会被 board_test() 继续调用——只在 rs485_test() 内部提前结束，不会跳过后续项。
15. memset((u8*)SDRAM_SDRAM_TEST_ADDR, 0xFF, 1024) 绕过 FMC_SDRAM_WriteBuffer_02()，直接按 CPU 地址写；如果 SDRAM 尚未完成 SystemInit 中的控制器初始化，这一句会直接产生总线错误，而后续的写读校验才走正规 API，风格不统一。
16. board_test.c 的文件头注释写的是 @file :singleboardtest.c（board_test.c:2），文件名与注释不符。