Tony Cao f0163d8d70 800B PDO variant + long-term stability evidence + analysis docs

- twin_layout_blob_sized generalized: multi-entry TwinCAT line format
  (1 real @240bit + N continuation + remainder entry); 1024B path kept
  byte-identical; 800B = 27 entries verified on hardware
- 800B constants (PAYLOAD/SM 800), deployed as el6695_rt_800b
- 10-min + 5h stability runs: 18M cycles, zero errors, zero mismatches,
  PLC nMismatch frozen over the whole run (monitor_5h.csv evidence)
- docs: 800B plan/design/verification/test-report chapters,
  jitter analysis (NFS rootfs stall primary cause), D2000 dev plan
- scripts: 800B deploy/relink/verify, mismatch-delta, 5h monitor

2026-08-06 01:10:50 +08:00

9.4 KiB

Raw Blame History

EL6695 8B 双向通讯 — 测试文档

版本: 1.1(新增 §8 800B 测试) 日期: 2026-07-27 结论: ✅ 全部通过 配套文档: 8b-bridge-design.md、8b-verification-methodology.md

1. 测试环境

1.1 硬件

项	值
TwinCAT PC	Windows,TwinCAT 3.1.4026.24,网卡 "以太网 2" (TwinCAT-Intel PCI, MAC 00-15-17-8A-B3-DA)
目标 AmsNetId	`169.254.176.217.1.1`
E-bus	EK1100 → EL2202 → EL1252 → EL2262 → EL2008 → EL6851-0010 → EL6022 → EL6695 → EL9011
J1900	Linux 6.6.135-rt74 (PREEMPT_RT), IP `192.168.68.100`, eth1 直连 EL6695 X1
跳板机	`tonycao@192.168.58.8`(SSH 免密)

1.2 软件

项	位置
TwinCAT 工程	`C:\Users\tonycao\work\twincat3-auto-cli\TwinCAT_EL6695_Primary\TwinCATProject1.sln`
J1900 程序源码	`C:\Users\tonycao\work\ethercat-linux`(Rust, ethercrab 0.7 本地 patch)
J1900 程序(8B XOR 版)	`/root/gateway/el6695_rt_8b_xor`
1KB 版备份	`/root/gateway/el6695_rt_1k.bak`;tsproj 备份 `TwinCATProject1.tsproj.bak-1k`

1.3 工具脚本(`ethercat-linux/scripts/`)

脚本	用途
`tc-deploy-retry.ps1`	打开工程 → 构建 → 激活 → 重启运行时(全 COM 调用带 RPC 重试)
`tc-relink.ps1`	用 `LinkVariables` API 重建整数组链接并激活
`tc-ads-watch.ps1`	ADS 循环采样 aOut1/aIn1/bSync/nMatchLag 并做 XOR 还原展示
`tc-diag-online.ps1`	导出 EtherCAT 主站在线 XML + PLC 变量
`tc-errors.ps1`	读取 TwinCAT 错误消息与 VS 错误列表
`tc-open-project.ps1`	在可见 XAE 中打开工程并连接目标(供人工查看 Online 页)

2. 测试步骤(复现流程)

2.1 部署 TwinCAT 配置

# 关闭残留 XAE,然后构建+激活+重启
Get-Process TcXaeShell -ErrorAction SilentlyContinue | Stop-Process -Force
powershell -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass `
  -File C:\Users\tonycao\work\ethercat-linux\scripts\tc-deploy-retry.ps1
# 期望: build done (LastBuildInfo=0) / activated / restart issued

激活后校验 _Boot 中 EL6695 的实际配置(应见 SM2 len=8、SM3 len=8,且事件日志无 size not allowed):

python C:\Users\tonycao\work\ethercat-linux\tmp_check_boot.py
Get-WinEvent -LogName Application -MaxEvents 1000 |
  Where-Object { $_.TimeCreated -gt (Get-Date).AddMinutes(-5) -and $_.Message -match 'EL6695' }

2.2 启动 J1900 数据环

ssh -J tonycao@192.168.58.8 root@192.168.68.100 \
  "nohup /root/gateway/el6695_rt_8b_xor eth1 --mode ticker --duration 600 > /tmp/ticker_xor.log 2>&1 &"
# 期望日志: SM2/SM3 len=8 → SAFEOP achieved → OP achieved → running: ticker loop

注意顺序:必须先激活 TwinCAT,再启动 ticker(EL6695 固件在主站切换时擦除用户 OD,配置与数据循环须同一会话)。

2.3 采样验证

powershell -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass `
  -File C:\Users\tonycao\work\ethercat-linux\scripts\tc-ads-watch.ps1

3. 测试结果

3.1 设备配置确认(激活后 _Boot tszip)

SM2: 001c08006400010003000000000000000000001c64010000   (start=0x1C00 len=8  ✓)
SM3: 008e08002000010004000000000000000200008e20010000   (start=0x8E00 len=8  ✓)
PDO 0x1608/0x1A08 条目: ARRAY [0..7] OF BYTE (GUID {FE565D85-927B-2D08-1043-124F5F921E35}) ✓
Windows 事件日志: 无 EL6695 错误 ✓

3.2 J1900 侧运行日志

SM2: start=0x1C00 len=8 ctrl=0x64 enable=0x00
SM3: start=0x8E00 len=8 ctrl=0x20 enable=0x00
>>> OP achieved! <<<
S tms=1000 cyc=1000 raw=62198 proc=435389 txe=0 rxe=0 stale=0% mono=0 cerr=0 mism=0
...
(120s 运行全程 stale=0%, txe=0, rxe=0)

3.3 TwinCAT 侧连续采样(24 秒,8 次)

#	nCycles	bSync	lag	aOut1 (发送, 8B)	aIn1 (接收, 8B)	aIn1^5A
1	343616	True	4	`58-78-98-B8-D8-F8-18-38`	`02-22-C2-E2-82-A2-42-62`	`58-78-98-B8-D8-F8-18-38` ✓8/8
2	346668	True	4	`38-58-78-98-B8-D8-F8-18`	`6D-0D-2D-CD-ED-8D-AD-4D`	byte0 时差 ±1
3	349688	True	4	`04-24-44-64-84-A4-C4-E4`	`59-79-19-39-D9-F9-99-B9`	byte0 时差 ±1
4	352710	True	4	`DC-FC-1C-3C-5C-7C-9C-BC`	`84-A4-44-64-04-24-C4-E4`	byte0 时差 ±2
5	355745	True	4	`AD-CD-ED-0D-2D-4D-6D-8D`	`F6-96-B6-56-76-16-36-D6`	`AC-CC-EC-0C-2C-4C-6C-8C` ✓8/8
6	358768	True	4	`7D-9D-BD-DD-FD-1D-3D-5D`	`27-C7-E7-87-A7-47-67-07`	`7D-9D-BD-DD-FD-1D-3D-5D` ✓8/8
7	361792	True	4	`58-78-98-B8-D8-F8-18-38`	`00-20-C0-E0-80-A0-40-60`	byte0 时差 ±2
8	364829	True	4	`2A-4A-6A-8A-AA-CA-EA-0A`	`73-13-33-D3-F3-93-B3-53`	byte0 时差 ±1

nMismatch 在 24s 观测窗口内恒定不变(零新增失配;窗口前的累计值来自 ticker 未启动期间);
lag=4 全程稳定;
byte0 的 ±1/±2 差异为 ADS 分次读快照时差,见验证说明文档 §4.1。

3.4 XAE 在线人工核对

tc-open-project.ps1 打开工程后: I/O → 设备 1 (EtherCAT) → 模块 3 (EK1100) → 模块 10 (EL6695) → IO Inputs / IO Outputs → Online 页, 可见 8 个字节全部持续变化。

4. 测试项与结论

#	测试项	方法	结果
T1	TwinCAT 配置激活	tc-deploy-retry + tszip 解析	✅ SM2/SM3=8B 保留,无事件错误
T2	J1900 侧到达 OP	ticker 日志	✅ SAFEOP/OP achieved
T3	TwinCAT→J1900 数据流	J1900 rx_buf 非零 + stale=0%	✅
T4	J1900→TwinCAT 数据流	aIn1 整组历史环匹配	✅
T5	8 字节逐一有效	逐字节图案 + XOR 还原比对	✅ 8/8
T6	软件处理证明	XOR 0x5A 变换	✅
T7	桥接延迟测量	nMatchLag	✅ 4 周期恒定
T8	持续稳定性	24s bSync 全真 + nMismatch 零增长 + 120s J1900 零错误	✅

5. 故障排查速查(本次实测遇到)

现象	检查点	命令/位置
aIn1 全 0	J1900 ticker 是否在跑(必须先激活 TwinCAT 再启动)	`ssh -J ... "ps aux
SM3 被清零 / `size not allowed`	0x1A01 诊断 PDO 是否仍挂在 SM3	tsproj `Index="#x1a01"` 行不应有 `SyncMan="3"`
PDO 条目名被改回 [0..1023]	是否手写了 `18071995-...` 命名空间 GUID	改用 PLC 生成的随机 GUID 类型
只有 1 字节过 bridge	链接是否指向 `[0]` 元素	运行 `tc-relink.ps1` 重建链接
RPC_E_CALL_REJECTED	VS 忙/模态	等 30s 重试;`tc-list-vs-windows.ps1` 查对话框
J1900 侧 layout_ok=false	预期内(8B 单条目映射与 1KB 校验规则不同),不影响数据	忽略

6. 回退到 1KB 配置

# 1. 恢复 tsproj
Copy-Item "C:\Users\tonycao\work\twincat3-auto-cli\TwinCAT_EL6695_Primary\TwinCATProject1.tsproj.bak-1k" `
          "C:\Users\tonycao\work\twincat3-auto-cli\TwinCAT_EL6695_Primary\TwinCATProject1.tsproj" -Force
# 2. 恢复 PLC 代码(GVL/MAIN 的 1024 数组与 1KB 校验逻辑)——从 git 历史或备份还原
# 3. 重新部署 + 重建链接
# 4. J1900 使用 1KB 二进制: /root/gateway/el6695_rt_1k.bak
# 5. J1900 源码恢复: git checkout src/main.rs src/bridge.rs 后改回 PAYLOAD_LEN=1024 相关常量重新编译

7. 修订历史

日期	内容
2026-07-27	初版:8B 双向交换全部测试通过

8. 800B 变体测试(2026-07-28)

8.1 环境差异

项	值
TwinCAT 工程	`TwinCAT_EL6695_Primary_800B`(1kHz 任务)
PDO 尺寸	800B(SM2/SM3 = 0x0320)
J1900 二进制	`/root/gateway/el6695_rt_800b`
校验脚本	`scripts/tc-ads-verify-800b.ps1`、`tc-ads-mismatch-delta.ps1`、`tc-relink-800b.ps1`、`tc-deploy-retry-800b.ps1`

8.2 配置确认(激活后 _Boot tszip)

SM2: 001c200364...  (start=0x1C00 len=0x0320=800 ✓ 保留)
SM3: 008e200320...  (start=0x8E00 len=0x0320=800 ✓ 保留)
PDO 条目: ARRAY [0..799] OF BYTE (GUID {7D10FDFE-13E3-A012-D822-BE30F7D36D23})
事件日志: 无 EL6695 错误

8.3 功能验证

项	结果
J1900 映射 blob	27 条目(26×240+160bit)被固件接受,SAFEOP/OP 通过
处理证明	`proc = raw*7+3` 逐样本精确(如 107636 → 753455)
PLC 校验	bSync=True,lag=4
图案覆盖	aIn1 非零 775–776/800;[16..263]+[280..799] 逐字节 `(seq+i)%256` 抽查全对

8.4 10 分钟稳定性(600,000 周期)

指标	结果
周期完整	600000 周期 / 600.0s,零丢失
传输错误	tx_err=0, rx_err=0
J1900 图案失配	mism=0
PLC nMismatch	295s 运行窗口零增长;90s 确认测试 delta=0
stale	2999 周期(0.5%)
周期抖动	均值 4.89µs / p99 5.4µs(单次 499µs 离群)
exec	均值 384µs / p99 400µs
FPRD / FPWR	139µs / 244µs

注:起止时刻的 nMismatch 增长均为对端缺席期的预期累积(ticker 未启动/已停止),运行窗口内零失配。

8.5 800B 特有故障记录

#	故障	根因	处置
F1	relink 激活时 EL6695 SAFEOP 失败(AL 0x0003)	激活与运行中的 ticker 会话并发冲突	J1900 空闲后重新激活即恢复;流程约定:先激活 TwinCAT,后启动 ticker,激活期间 J1900 必须空闲
F2	数据通但每周期固定 16 字节失配	图案区 [16..799] 覆盖 J1900 统计字段 [264..279]	图案区改为 [16..263]+[280..799](MAIN 与校验循环同步修改)

8.6 回退

800B 工程为独立副本,不影响 8B/1kHz 主工程;切回:重新激活 TwinCAT_EL6695_Primary(tc-deploy-retry.ps1),J1900 使用 el6695_rt_8b_xor。

9.4 KiB Raw Blame History Unescape Escape