✨ feat(system-monitor): 新增SD卡存储监控功能并优化系统配置
- 新增SD卡存储监控功能，包含写入次数、错误次数、缓冲区满次数、总写入字节数和文件数量等统计指标 - 新增SD卡监控API函数，包括报告写入、报告错误、报告缓冲区满和报告文件创建 - 在data_storage.c中集成SD卡监控功能，在关键操作点添加监控报告 - 新增详细的使用文档《SD_Storage_Monitoring_Guide.md》，说明监控指标、API使用、集成方法和故障诊断 - 优化系统调试输出，在DebugOutput_PrintSystemStats中增加SD卡统计信息显示，包括基本统计、SD卡统计和计算指标（平均写入大小、错误率） - 调整SDIO时钟分频器从2改为1以提高SD卡通信速度 - 调整TIM2中断优先级从12改为3以提高定时器响应优先级 - 更新STM32CubeMX配置文件(.ioc)以反映SDIO时钟分频和TIM2中断优先级的更改 - 注释掉USB连接状态检测代码以简化主循环处理 - 优化ADC数据就绪中断处理，每2次触发一次DMA读取，并在DMA读取超时时报告数据溢出 - 移除ProcessAdcData函数中已注释的RS485发送代码 - 将数据溢出报告从ProcessAdcData函数移至HAL_GPIO_EXTI_Callback函数中的DMA读取超时处理
This commit is contained in:
parent
fee2e96eaa
commit
9a2d543fcb
@ -175,7 +175,8 @@ static void ProcessAdcData(void)
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correction_applied = 1;
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||||
// 发送校正后的数据包
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RS485_SendData((uint8_t*)&g_corrected_packet, sizeof(CorrectedDataPacket_t));
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// RS485_SendData((uint8_t*)&g_corrected_packet, sizeof(CorrectedDataPacket_t));
|
||||
|
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} else {
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// 4b. 校正失败或未启用，使用原始数据
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@ -199,10 +200,7 @@ static void ProcessAdcData(void)
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// 7. 释放已处理的缓冲区
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||||
LTC2508_ReleaseBuffer(LTC2508_GetCurrentReadBuffer());
|
||||
} else {
|
||||
// 数据来不及处理
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||||
#if ENABLE_SYSTEM_MONITOR
|
||||
SystemMonitor_ReportDataOverflow();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
@ -243,18 +241,53 @@ static void DebugOutput_PrintSystemStats(void)
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return;
|
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}
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||||
char buffer[128];
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||||
char buffer[256];
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SystemMonitorStats_t sys_stats;
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SystemMonitor_GetStats(&sys_stats);
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||||
// 打印基本统计信息
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snprintf(buffer, sizeof(buffer),
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"\r\n=== System Stats ===\r\n"
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"Total Samples: %lu\r\n"
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||||
"Data Overflow: %lu\r\n",
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sys_stats.total_samples,
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sys_stats.data_overflow_count);
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||||
DebugOutput_SendString(buffer);
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||||
// 打印SD卡存储监控信息
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||||
snprintf(buffer, sizeof(buffer),
|
||||
"=== SD Card Stats ===\r\n"
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||||
"SD Write Count: %lu\r\n"
|
||||
"SD Write Errors: %lu\r\n"
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||||
"SD Buffer Full: %lu\r\n"
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||||
"SD Total Bytes: %lu\r\n"
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||||
"SD File Count: %lu\r\n",
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sys_stats.sd_write_count,
|
||||
sys_stats.sd_write_error_count,
|
||||
sys_stats.sd_buffer_full_count,
|
||||
sys_stats.sd_total_bytes_written,
|
||||
sys_stats.sd_file_count);
|
||||
DebugOutput_SendString(buffer);
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|
||||
// 计算并打印统计指标
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||||
if (sys_stats.sd_write_count > 0) {
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||||
uint32_t avg_write_size = sys_stats.sd_total_bytes_written / sys_stats.sd_write_count;
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||||
snprintf(buffer, sizeof(buffer),
|
||||
"Avg Write Size: %lu bytes\r\n",
|
||||
avg_write_size);
|
||||
DebugOutput_SendString(buffer);
|
||||
}
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||||
if (sys_stats.sd_write_count + sys_stats.sd_write_error_count > 0) {
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||||
uint32_t total_attempts = sys_stats.sd_write_count + sys_stats.sd_write_error_count;
|
||||
uint32_t error_rate = (sys_stats.sd_write_error_count * 100) / total_attempts;
|
||||
snprintf(buffer, sizeof(buffer),
|
||||
"Write Error Rate: %lu%%\r\n",
|
||||
error_rate);
|
||||
DebugOutput_SendString(buffer);
|
||||
}
|
||||
|
||||
DebugOutput_SendString("====================\r\n");
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -500,10 +533,10 @@ int main(void)
|
||||
uint32_t current_tick = HAL_GetTick();
|
||||
|
||||
// USB连接状态检测 (每500ms检测一次)
|
||||
if (current_tick - g_last_usb_check >= 500) {
|
||||
HandleUSBConnectionChange();
|
||||
g_last_usb_check = current_tick;
|
||||
}
|
||||
// if (current_tick - g_last_usb_check >= 500) {
|
||||
// HandleUSBConnectionChange();
|
||||
// g_last_usb_check = current_tick;
|
||||
// }
|
||||
|
||||
// 处理数据存储后台任务 (轮询方式)
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||||
if (g_recording_enabled) {
|
||||
@ -584,12 +617,18 @@ void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
|
||||
if(LTC2508_IsInited() == 0) return;
|
||||
|
||||
cnt ++;
|
||||
// if(cnt % 5 == 0)
|
||||
if(cnt % 2 == 0)
|
||||
{
|
||||
// HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
|
||||
if (GPIO_Pin == ADC_DRY_Pin) {
|
||||
// ADC数据就绪，触发DMA读取
|
||||
LTC2508_TriggerDmaRead();
|
||||
if(LTC2508_ERROR_TIMEOUT == LTC2508_TriggerDmaRead())
|
||||
{
|
||||
// 数据来不及处理
|
||||
#if ENABLE_SYSTEM_MONITOR
|
||||
SystemMonitor_ReportDataOverflow();
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -46,7 +46,7 @@ void MX_SDIO_SD_Init(void)
|
||||
hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
|
||||
hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
|
||||
hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
|
||||
hsd.Init.ClockDiv = 2;
|
||||
hsd.Init.ClockDiv = 1;
|
||||
/* USER CODE BEGIN SDIO_Init 2 */
|
||||
|
||||
/* USER CODE END SDIO_Init 2 */
|
||||
|
||||
@ -79,7 +79,7 @@ void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* tim_baseHandle)
|
||||
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
|
||||
|
||||
/* TIM2 interrupt Init */
|
||||
HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 12, 0);
|
||||
HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 3, 0);
|
||||
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
|
||||
/* USER CODE BEGIN TIM2_MspInit 1 */
|
||||
|
||||
|
||||
@ -182,7 +182,7 @@ NVIC.PriorityGroup=NVIC_PRIORITYGROUP_4
|
||||
NVIC.SDIO_IRQn=true\:9\:0\:true\:false\:true\:true\:true\:true
|
||||
NVIC.SVCall_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
|
||||
NVIC.SysTick_IRQn=true\:0\:0\:true\:false\:true\:false\:true\:false
|
||||
NVIC.TIM2_IRQn=true\:12\:0\:true\:false\:true\:true\:true\:true
|
||||
NVIC.TIM2_IRQn=true\:3\:0\:true\:false\:true\:true\:true\:true
|
||||
NVIC.USART1_IRQn=true\:6\:0\:true\:false\:true\:true\:true\:true
|
||||
NVIC.UsageFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
|
||||
PA1.GPIOParameters=GPIO_Label
|
||||
@ -331,7 +331,7 @@ RCC.VCOI2SOutputFreq_Value=192000000
|
||||
RCC.VCOInputFreq_Value=1000000
|
||||
RCC.VCOOutputFreq_Value=336000000
|
||||
RCC.VcooutputI2S=96000000
|
||||
SDIO.ClockDiv=2
|
||||
SDIO.ClockDiv=1
|
||||
SDIO.HardwareFlowControl=SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE
|
||||
SDIO.IPParameters=ClockDiv,HardwareFlowControl
|
||||
SH.GPXTI1.0=GPIO_EXTI1
|
||||
|
||||
167
User/SD_Storage_Monitoring_Guide.md
Normal file
167
User/SD_Storage_Monitoring_Guide.md
Normal file
@ -0,0 +1,167 @@
|
||||
# SD卡存储监控功能说明
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## 概述
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||||
本文档说明系统监控模块中新增的SD卡存储监控功能。该功能用于实时跟踪SD卡的写入操作、错误情况和性能指标。
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## 监控指标
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### 1. SD卡写入次数 (`sd_write_count`)
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||||
- **描述**: 记录成功写入SD卡的次数
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||||
- **用途**: 评估SD卡使用频率和系统活跃度
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||||
- **更新时机**: 每次成功刷新缓冲区到SD卡后
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||||
### 2. SD卡写入错误次数 (`sd_write_error_count`)
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||||
- **描述**: 记录SD卡写入失败的次数
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||||
- **用途**: 监控SD卡健康状态和可靠性
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||||
- **更新时机**:
|
||||
- 缓冲区刷新失败时
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||||
- 文件创建失败时
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||||
- **注意**: 该值持续增加可能表示SD卡故障或文件系统问题
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||||
### 3. 缓冲区满次数 (`sd_buffer_full_count`)
|
||||
- **描述**: 记录双缓冲区都处于忙碌状态的次数
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||||
- **用途**: 评估数据写入速度是否跟得上数据产生速度
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||||
- **更新时机**: 切换缓冲区时发现目标缓冲区仍在刷新中
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||||
- **注意**: 该值频繁增加表示需要优化写入性能或增大缓冲区
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||||
### 4. SD卡总写入字节数 (`sd_total_bytes_written`)
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||||
- **描述**: 累计写入SD卡的总字节数
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||||
- **用途**:
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||||
- 评估SD卡使用量
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||||
- 计算平均写入速度
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||||
- 预估SD卡寿命
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||||
- **更新时机**: 每次成功写入后累加
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||||
### 5. 创建的文件数量 (`sd_file_count`)
|
||||
- **描述**: 记录创建的数据文件总数
|
||||
- **用途**: 跟踪数据分段情况
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||||
- **更新时机**: 每次成功创建新文件后
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||||
## API函数
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||||
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||||
### 初始化
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```c
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||||
void SystemMonitor_Init(void);
|
||||
```
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||||
初始化系统监控模块，清零所有统计信息。
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||||
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||||
### SD卡监控函数
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||||
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||||
#### 报告SD卡写入
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||||
```c
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||||
void SystemMonitor_ReportSDWrite(uint32_t bytes_written);
|
||||
```
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||||
- **参数**: `bytes_written` - 本次写入的字节数
|
||||
- **功能**: 增加写入次数计数，累加总写入字节数
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||||
|
||||
#### 报告SD卡写入错误
|
||||
```c
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDWriteError(void);
|
||||
```
|
||||
- **功能**: 增加写入错误计数
|
||||
|
||||
#### 报告缓冲区满
|
||||
```c
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDBufferFull(void);
|
||||
```
|
||||
- **功能**: 增加缓冲区满计数
|
||||
|
||||
#### 报告文件创建
|
||||
```c
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDFileCreated(void);
|
||||
```
|
||||
- **功能**: 增加文件创建计数
|
||||
|
||||
### 获取统计信息
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||||
```c
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||||
void SystemMonitor_GetStats(SystemMonitorStats_t *stats);
|
||||
```
|
||||
- **参数**: `stats` - 指向统计信息结构体的指针
|
||||
- **功能**: 获取当前所有监控统计信息
|
||||
|
||||
## 集成说明
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||||
|
||||
### 在data_storage.c中的集成点
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||||
1. **文件头部**: 添加 `#include "system_monitor.h"`
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||||
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||||
2. **DataStorage_FlushBuffer()函数**:
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||||
- 写入成功时调用 `SystemMonitor_ReportSDWrite(bytes_written)`
|
||||
- 写入失败时调用 `SystemMonitor_ReportSDWriteError()`
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||||
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||||
3. **DataStorage_CreateNewFile()函数**:
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||||
- 文件创建成功时调用 `SystemMonitor_ReportSDFileCreated()`
|
||||
- 文件创建失败时调用 `SystemMonitor_ReportSDWriteError()`
|
||||
|
||||
4. **DataStorage_SwitchBuffer()函数**:
|
||||
- 目标缓冲区忙碌时调用 `SystemMonitor_ReportSDBufferFull()`
|
||||
|
||||
## 使用示例
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||||
|
||||
```c
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||||
// 初始化系统监控
|
||||
SystemMonitor_Init();
|
||||
|
||||
// ... 系统运行 ...
|
||||
|
||||
// 获取统计信息
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||||
SystemMonitorStats_t stats;
|
||||
SystemMonitor_GetStats(&stats);
|
||||
|
||||
// 打印SD卡监控信息
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||||
printf("SD卡写入次数: %lu\n", stats.sd_write_count);
|
||||
printf("SD卡写入错误: %lu\n", stats.sd_write_error_count);
|
||||
printf("缓冲区满次数: %lu\n", stats.sd_buffer_full_count);
|
||||
printf("总写入字节数: %lu\n", stats.sd_total_bytes_written);
|
||||
printf("创建文件数量: %lu\n", stats.sd_file_count);
|
||||
|
||||
// 计算平均写入大小
|
||||
if (stats.sd_write_count > 0) {
|
||||
uint32_t avg_write_size = stats.sd_total_bytes_written / stats.sd_write_count;
|
||||
printf("平均写入大小: %lu 字节\n", avg_write_size);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 计算错误率
|
||||
if (stats.sd_write_count > 0) {
|
||||
float error_rate = (float)stats.sd_write_error_count /
|
||||
(stats.sd_write_count + stats.sd_write_error_count) * 100.0f;
|
||||
printf("写入错误率: %.2f%%\n", error_rate);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
## 性能考虑
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||||
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||||
1. **低开销**: 所有监控函数都是简单的计数器操作，对系统性能影响极小
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2. **线程安全**: 当前实现未考虑多线程，如需在中断中使用需添加保护机制
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||||
3. **溢出处理**: 使用32位计数器，在高频写入场景下可能溢出，需定期重置或使用64位计数器
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||||
|
||||
## 故障诊断
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||||
|
||||
### 高错误率
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||||
- **现象**: `sd_write_error_count` 持续增加
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||||
- **可能原因**:
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||||
- SD卡故障或接触不良
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||||
- 文件系统损坏
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||||
- SD卡写保护
|
||||
- **建议**: 检查SD卡硬件连接，尝试格式化SD卡
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||||
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||||
### 频繁缓冲区满
|
||||
- **现象**: `sd_buffer_full_count` 快速增加
|
||||
- **可能原因**:
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||||
- 数据产生速度超过SD卡写入速度
|
||||
- SD卡性能不足（低速卡）
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||||
- 缓冲区大小不足
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||||
- **建议**:
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||||
- 使用更高速的SD卡（Class 10或UHS-I）
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||||
- 增大缓冲区大小
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||||
- 优化数据采集频率
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||||
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||||
### 写入速度异常
|
||||
- **现象**: 平均写入大小异常小或写入频率异常高
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||||
- **可能原因**: 缓冲区切换策略不当
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||||
- **建议**: 调整缓冲区大小或刷新策略
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||||
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||||
## 版本历史
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||||
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||||
- **v1.0** (2026-02-06): 初始版本，添加SD卡存储监控功能
|
||||
@ -1,4 +1,5 @@
|
||||
#include "data_storage.h"
|
||||
#include "system_monitor.h"
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
|
||||
@ -184,11 +185,13 @@ HAL_StatusTypeDef DataStorage_CreateNewFile(DataStorageHandle_t *handle)
|
||||
|
||||
if (res != FR_OK) {
|
||||
handle->stats.error_count++;
|
||||
SystemMonitor_ReportSDWriteError(); // 报告文件创建错误
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
}
|
||||
|
||||
handle->stats.file_count++;
|
||||
handle->stats.current_file_size = 0;
|
||||
SystemMonitor_ReportSDFileCreated(); // 报告文件创建成功
|
||||
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
@ -271,6 +274,7 @@ HAL_StatusTypeDef DataStorage_FlushBuffer(DataStorageHandle_t *handle, uint8_t b
|
||||
if (res != FR_OK || bytes_written != buffer->index) {
|
||||
handle->stats.error_count++;
|
||||
buffer->state = BUFFER_READY_TO_FLUSH; // 恢复状态以便重试
|
||||
SystemMonitor_ReportSDWriteError(); // 报告SD卡写入错误
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -279,6 +283,7 @@ HAL_StatusTypeDef DataStorage_FlushBuffer(DataStorageHandle_t *handle, uint8_t b
|
||||
|
||||
// 更新统计信息
|
||||
handle->stats.current_file_size += bytes_written;
|
||||
SystemMonitor_ReportSDWrite(bytes_written); // 报告SD卡写入成功
|
||||
|
||||
// 重置缓冲区
|
||||
buffer->index = 0;
|
||||
@ -340,6 +345,7 @@ HAL_StatusTypeDef DataStorage_SwitchBuffer(DataStorageHandle_t *handle)
|
||||
if (next_buf->state == BUFFER_FLUSHING) {
|
||||
// 目标缓冲区正在刷新，等待完成
|
||||
handle->stats.error_count++;
|
||||
SystemMonitor_ReportSDBufferFull(); // 报告缓冲区满
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
@ -45,3 +45,44 @@ void SystemMonitor_GetStats(SystemMonitorStats_t *stats)
|
||||
memcpy(stats, &g_system_stats, sizeof(SystemMonitorStats_t));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 报告SD卡写入操作
|
||||
* @param bytes_written: 写入的字节数
|
||||
* @retval None
|
||||
*/
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDWrite(uint32_t bytes_written)
|
||||
{
|
||||
g_system_stats.sd_write_count++;
|
||||
g_system_stats.sd_total_bytes_written += bytes_written;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 报告SD卡写入错误
|
||||
* @param None
|
||||
* @retval None
|
||||
*/
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDWriteError(void)
|
||||
{
|
||||
g_system_stats.sd_write_error_count++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 报告SD卡缓冲区满
|
||||
* @param None
|
||||
* @retval None
|
||||
*/
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDBufferFull(void)
|
||||
{
|
||||
g_system_stats.sd_buffer_full_count++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 报告SD卡文件创建
|
||||
* @param None
|
||||
* @retval None
|
||||
*/
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDFileCreated(void)
|
||||
{
|
||||
g_system_stats.sd_file_count++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -8,6 +8,13 @@
|
||||
typedef struct {
|
||||
uint32_t total_samples; // 总采样样点数
|
||||
uint32_t data_overflow_count; // 数据来不及处理的次数
|
||||
|
||||
// SD卡存储监控信息
|
||||
uint32_t sd_write_count; // SD卡写入次数
|
||||
uint32_t sd_write_error_count; // SD卡写入错误次数
|
||||
uint32_t sd_buffer_full_count; // 缓冲区满次数
|
||||
uint32_t sd_total_bytes_written; // SD卡总写入字节数
|
||||
uint32_t sd_file_count; // 创建的文件数量
|
||||
} SystemMonitorStats_t;
|
||||
|
||||
// 函数声明
|
||||
@ -16,4 +23,10 @@ void SystemMonitor_IncrementSampleCount(void);
|
||||
void SystemMonitor_ReportDataOverflow(void);
|
||||
void SystemMonitor_GetStats(SystemMonitorStats_t *stats);
|
||||
|
||||
// SD卡存储监控函数
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDWrite(uint32_t bytes_written);
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDWriteError(void);
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDBufferFull(void);
|
||||
void SystemMonitor_ReportSDFileCreated(void);
|
||||
|
||||
#endif // SYSTEM_MONITOR_H
|
||||
|
||||
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