docs(protocan): перенеси канонический протокол из SETCAN

This commit is contained in:
2026-08-31 20:55:04 +03:00
parent 080b6900f5
commit 92fc2ade58
7 changed files with 429 additions and 0 deletions

View File

@@ -1,5 +1,9 @@
# ProtoCAN Boot # ProtoCAN Boot
Каноническое описание обмена загрузчика перенесено из SETCAN в
[`docs/BOOTLOADER.md`](docs/BOOTLOADER.md). Реализация и документ меняются
вместе в этом переносимом модуле.
`protocan-boot` — переносимое C99-ядро адресной прошивки приборов по classic `protocan-boot` — переносимое C99-ядро адресной прошивки приборов по classic
CAN 2.0B и 29-битному ProtoCAN ID. Оно реализует сессию обновления, два CAN 2.0B и 29-битному ProtoCAN ID. Оно реализует сессию обновления, два
логических слота по 512 КиБ либо single-slot обновление, последовательную запись 8-байтовых блоков, логических слота по 512 КиБ либо single-slot обновление, последовательную запись 8-байтовых блоков,

View File

@@ -0,0 +1,183 @@
# ProtoCAN Boot Protocol
Статус: **Draft**
Версия протокола: **1.0**
Совместимость: **classic CAN 2.0B, Extended ID, DLC 0…8**
Реализация: [`templates/c/protocan-boot`](../../../templates/c/protocan-boot)
## Назначение
Сервис обновляет адресованный прибор по CAN и поддерживает два логических
слота A/B. Активный слот не стирается: новый образ записывается в неактивный,
проверяется и атомарно назначается кандидатом на запуск.
## Карта сообщений
| `MsgType` | Имя | `MsgBody` | Payload |
|---:|---|---|---|
| `0x9` | `BOOT_CONTROL` | `SessionID[15:8] \| Command[7:0]` | параметры команды |
| `0xA` | `BOOT_DATA_A` | `BlockIndex[15:0]` | 8 байт слота A |
| `0xB` | `BOOT_DATA_B` | `BlockIndex[15:0]` | 8 байт слота B |
| `0xC` | `BOOT_STATUS` | `SessionID[15:8] \| Command[7:0]` | статус и прогресс |
| `0xD` | `BOOT_DISCOVERY` | подтип ответа | идентификация |
Все команды записи адресуются конкретному `DeviceType/DeviceID` и имеют
`Route=0`. Ответы сохраняют адрес прибора и имеют `Route=1`.
## Адресация образа
`MsgBody` кадра данных — номер 8-байтового блока:
```c
offset = (uint32_t)BlockIndex * 8U;
address = SLOT_X_BASE + offset;
```
```text
512 КиБ = 524 288 байт
524 288 / 8 = 65 536 блоков
BlockIndex = 0x0000…0xFFFF
```
| `BlockIndex` | Смещение | Диапазон байтов |
|---:|---:|---:|
| `0x0000` | `0x00000` | `0x00000…0x00007` |
| `0x0001` | `0x00008` | `0x00008…0x0000F` |
| `0xFFFF` | `0x7FFF8` | `0x7FFF8…0x7FFFF` |
`0x80000` является первой позицией за границей слота. Последний кадр
дополняется `0xFF`, но CRC32 вычисляется только по `ImageSize` байтам.
## Команды `BOOT_CONTROL`
| Код | Команда | DLC | Payload | Допустимое состояние |
|---:|---|---:|---|---|
| `0x01` | `IDENTIFY` | 0 | отсутствует | любое |
| `0x02` | `ENTER_BOOT` | 0 | отсутствует | любое; `SessionID != 0` |
| `0x03` | `BEGIN_IMAGE` | 8 | размер и CRC32 | metadata |
| `0x04` | `BEGIN_COMPAT` | 8 | совместимость и версия | metadata |
| `0x05` | `ERASE` | 0 | отсутствует | ready-to-erase |
| `0x06` | `VERIFY` | 0 | отсутствует | образ получен |
| `0x07` | `COMMIT` | 0 | отсутствует | verified |
| `0x08` | `CONFIRM` | 0 | отсутствует | запущенное приложение |
| `0x09` | `REBOOT` | 0 | отсутствует | активная сессия |
| `0x0A` | `ABORT` | 0 | отсутствует | активная сессия |
| `0x0B` | `QUERY_PROGRESS` | 0 | отсутствует | активная сессия |
### `BEGIN_IMAGE`
```text
DATA[0..3] ImageSize, uint32 little-endian
DATA[4..7] ImageCRC32, uint32 little-endian
```
### `BEGIN_COMPAT`
```text
DATA[0..1] ProductType, uint16 little-endian
DATA[2] HardwareRevisionMin
DATA[3] HardwareRevisionMax
DATA[4..7] FirmwareVersion, uint32 little-endian
```
До `ERASE` прибор обязан получить обе части метаданных и проверить размер,
тип изделия, аппаратную ревизию, версию и политику anti-rollback.
## `BOOT_STATUS`
```text
MsgBody[15..8] SessionID
MsgBody[7..0] команда, на которую дан ответ
DATA[0] Status
DATA[1] TargetSlot: 0=A, 1=B, 0xFF=не выбран
DATA[2..3] NextBlock, uint16 little-endian
DATA[4..7] RunningCRC32, uint32 little-endian
```
| Код | Статус | Повтор допустим |
|---:|---|---|
| `0x00` | `OK` | — |
| `0x01` | `BUSY` | да, после задержки |
| `0x02` | `INVALID_COMMAND` | после исправления |
| `0x03` | `WRONG_DEVICE` | нет для этого образа |
| `0x04` | `WRONG_HARDWARE` | нет для этого образа |
| `0x05` | `INVALID_SIZE` | нет для этого образа |
| `0x06` | `CRC_ERROR` | новая передача |
| `0x07` | `FLASH_ERROR` | зависит от платформы |
| `0x08` | `SEQUENCE_ERROR` | да, с `NextBlock` |
| `0x09` | `SIGNATURE_ERROR` | нет |
| `0x0A` | `SESSION_ERROR` | открыть новую сессию |
| `0x0B` | `VOLTAGE_ERROR` | да после нормализации питания |
| `0x0C` | `INVALID_STATE` | выполнить правильный переход |
## State machine
```text
IDLE
└─ ENTER_BOOT ─> METADATA
├─ BEGIN_IMAGE
└─ BEGIN_COMPAT
v
READY_TO_ERASE
│ ERASE
v
RECEIVING
│ VERIFY
v
VERIFIED
│ COMMIT
v
PENDING + REBOOT
│ CONFIRM
v
CONFIRMED
```
Ошибка Flash, CRC, совместимости или подписи переводит сессию в `FAILED`.
Новая `ENTER_BOOT` создаёт чистую сессию. `ABORT` прекращает текущую передачу,
не активируя частично записанный слот.
## Надёжность и повторы
- Блоки передаются строго по возрастанию `BlockIndex`.
- Дубликат или пропуск возвращает `SEQUENCE_ERROR` и ожидаемый `NextBlock`.
- Базовый режим подтверждает каждый блок.
- Рабочий режим может подтверждать окно из 16 блоков.
- После потери связи `QUERY_PROGRESS` возвращает следующий ожидаемый блок,
пока состояние загрузчика сохранено.
- Для продолжения после перезагрузки порт должен сохранять session metadata
и восстановить её при инициализации; ядро версии 1.0 само это не делает.
## Безопасность и A/B-обновление
```text
active=A -> target=B -> verify -> pending=B
active=B -> target=A -> verify -> pending=A
```
CRC32 защищает только от случайного повреждения. Серийный загрузчик должен
дополнительно проверить подпись контейнера, границы вектора, совместимость и
anti-rollback. Bootloader не обновляется командами `BOOT_DATA_A/B`.
Boot metadata должна атомарно хранить:
- активный слот;
- pending-слот;
- подтверждение запуска;
- число неудачных попыток;
- версию и CRC32 образа.
Если приложение не выполняет `CONFIRM` за установленное число запусков,
загрузчик возвращается к предыдущему подтверждённому слоту.
## Эталонный сценарий
1. ПМ адресно отправляет `IDENTIFY`.
2. ПМ открывает ненулевой `SessionID` командой `ENTER_BOOT`.
3. ПМ отправляет `BEGIN_IMAGE` и `BEGIN_COMPAT`.
4. Прибор сообщает выбранный неактивный слот.
5. ПМ выполняет `ERASE` и передаёт `BOOT_DATA_A` либо `BOOT_DATA_B`.
6. ПМ выполняет `VERIFY`, затем `COMMIT` и `REBOOT`.
7. Новое приложение после самопроверки выполняет `CONFIRM`.

View File

@@ -40,6 +40,12 @@ AA 55 | LEN | SEQ | FLAGS | ID0 ID1 ID2 ID3 | DATA[0..8] | CRC_L CRC_H
`LEN = 6 + DLC` (6..14), CRC-16/CCITT-FALSE по байтам `LEN..DATA`, `LEN = 6 + DLC` (6..14), CRC-16/CCITT-FALSE по байтам `LEN..DATA`,
little-endian. Подробности — [docs/FRAME.md](docs/FRAME.md). little-endian. Подробности — [docs/FRAME.md](docs/FRAME.md).
Полное описание прикладного ProtoCAN и общего адресного пространства теперь
также хранится здесь: [docs/PROTOCOL.md](docs/PROTOCOL.md) и
[docs/OAP.md](docs/OAP.md). Эталонные данные находятся в
`tests/vectors/test-vectors.json`. Это канонические документы; копии в SETCAN
считаются историческим снимком legacy HAL-адаптера.
## Общее адресное пространство ## Общее адресное пространство
Плоское пространство 16-битных регистров `0x0000..0xFFFF`, собранное из Плоское пространство 16-битных регистров `0x0000..0xFFFF`, собранное из

View File

@@ -0,0 +1,21 @@
# История изменений ProtoCAN
Формат основан на Keep a Changelog. Версия относится к спецификации, а не к
версии прошивки отдельного прибора.
## [Unreleased]
### Added
- Структурированный комплект документации `doc/protocan`.
- Загрузочный сервис `MsgType=0x9…0xD`.
- Два логических слота по 512 КиБ, 65 536 блоков по 8 байт каждый.
- Машинные эталоны CAN ID в `examples/test-vectors.json`.
## [1.0] — 2026-08-29
### Added
- Зафиксирована 29-битная структура ProtoCAN ID.
- Зафиксирована адресация 8 типов по 16 экземпляров.
- Существующие сообщения `0x0…0x8`, `0xE`, `0xF` сохранены.

View File

@@ -0,0 +1,56 @@
# Общее адресное пространство
Статус: **Stable, данные ведутся в XLSX**
Порядок значений: **16-битные регистры, little-endian в CAN payload**
Редактируемый источник реестра:
[`Протокол CAN и ОАП.xlsx`](../../Протокол%20CAN%20и%20ОАП.xlsx).
Просматриваемая большая таблица находится в
[`Протокол CAN и ОАП.html`](../../Протокол%20CAN%20и%20ОАП.html) и
[`Протокол CAN и ОАП.md`](../../Протокол%20CAN%20и%20ОАП.md).
## Назначение
ОАП связывает 16-битный адрес регистра с его типом, назначением, доступом и
масштабом. В ProtoCAN используется `MsgType=0x3`, а `MsgBody` содержит адрес
первого регистра.
## Обязательные поля реестра
| Поле | Требование |
|---|---|
| AddressHex | `0x0000…0xFFFF`, уникальное значение |
| AddressDec | десятичный эквивалент AddressHex |
| Group | функциональная группа |
| Name | однозначное имя параметра |
| Type | `u16`, `i16`, `u32`, `i32`, `float32`, bitmap или массив |
| Registers | число занятых 16-битных регистров |
| Access | `R`, `W` или `RW` |
| Unit | физическая единица либо `—` |
| Scale | множитель/делитель представления |
| Default | значение после сброса, если применимо |
| Description | семантика, диапазон и особые значения |
## Правила ведения
- Адрес не переиспользуется с другим смыслом после выпуска стабильной версии.
- Многорегистровое значение занимает непрерывный диапазон.
- Порядок 16-битных слов для 32-битного значения фиксируется в строке типа.
- Резервные диапазоны явно отмечаются и не используются без изменения версии.
- Удалённый параметр помечается deprecated, а не исчезает молча.
- Изменение адреса, типа или масштаба отражается в `CHANGELOG.md`.
## Экспорт
Для программной генерации каталог следует экспортировать из XLSX в CSV с
UTF-8 и фиксированными английскими именами колонок. CSV должен проверяться на:
- уникальность адресов;
- пересечение многорегистровых значений;
- допустимые типы и права доступа;
- равенство шестнадцатеричного и десятичного адреса;
- попадание адреса в диапазон `0x0000…0xFFFF`.
До появления автоматического экспортёра нормативным источником адресов
остаётся XLSX, а HTML/Markdown считаются представлением.

View File

@@ -0,0 +1,114 @@
# ProtoCAN — базовый протокол
Статус: **Stable с зарезервированным загрузочным расширением**
Версия: **1.0**
Порядок байтов payload: **little-endian**, если явно не указано иное
## Назначение
ProtoCAN — прикладной протокол поверх classic CAN 2.0B. Используются только
расширенные 29-битные идентификаторы (`IDE=1`) и payload длиной 0…8 байт.
## Термины
| Термин | Значение |
|---|---|
| ПМ | управляющий модуль |
| прибор | адресуемый узел на шине |
| `DeviceType` | тип прибора, 0…7 |
| `DeviceID` | экземпляр прибора данного типа, 0…15 |
| `MsgType` | класс сообщения или сервис |
| `MsgBody` | 16-битное поле, формат которого зависит от `MsgType` |
Пара `DeviceType/DeviceID` задаёт до `8 × 16 = 128` уникальных адресов.
## Расширенный CAN ID
```text
28 27 26...24 23...20 19...16 15........0
Priority Route DeviceType DeviceID MsgType MsgBody
1 бит 1 бит 3 бита 4 бита 4 бита 16 бит
```
```c
can_id =
((uint32_t)priority << 28) |
((uint32_t)route << 27) |
((uint32_t)device_type << 24) |
((uint32_t)device_id << 20) |
((uint32_t)msg_type << 16) |
msg_body;
```
| Поле | Значения | Назначение |
|---|---|---|
| `Priority` | `0` critical, `1` standard | CAN-арбитраж |
| `Route` | `0` от ПМ, `1` от прибора | логическое направление |
| `DeviceType` | `0…7` | тип прибора |
| `DeviceID` | `0…15` | номер экземпляра |
| `MsgType` | `0…15` | тип сообщения |
| `MsgBody` | `0…65535` | команда, адрес или номер блока |
`Route` не является направлением физического трансивера. Ответ прибора
сохраняет адрес `DeviceType/DeviceID` и устанавливает `Route=1`.
## Реестр `MsgType`
| Код | Имя | Основное направление | DLC | Статус |
|---:|---|---|---:|---|
| `0x0` | `BROADCAST` | ПМ → все | зависит от команды | stable |
| `0x1` | `DISCRETE` | оба | 0…8 | stable |
| `0x2` | `ANALOG` | оба | 0…8 | stable |
| `0x3` | `GAS` | оба | 0/2/4/6/8 | stable |
| `0x4` | `MODBUS_COIL` | оба | 0…8 | stable |
| `0x5` | `MODBUS_DISCRETE` | оба | 0…8 | stable |
| `0x6` | `MODBUS_HOLDING` | оба | 0…8 | stable |
| `0x7` | `MODBUS_INPUT` | оба | 0…8 | stable |
| `0x8` | `ERROR` | прибор → ПМ | 0 | stable |
| `0x9` | `BOOT_CONTROL` | ПМ → прибор | 0/8 | draft |
| `0xA` | `BOOT_DATA_A` | ПМ → прибор | 8 | draft |
| `0xB` | `BOOT_DATA_B` | ПМ → прибор | 8 | draft |
| `0xC` | `BOOT_STATUS` | прибор → ПМ | 8 | draft |
| `0xD` | `BOOT_DISCOVERY` | прибор → ПМ | 8 | draft |
| `0xE` | `SETTINGS` | оба | 0/1/8 | stable |
| `0xF` | `PULSE` | прибор → сеть | 1 | stable |
Подробный формат `0x9…0xD` находится в [BOOTLOADER.md](BOOTLOADER.md).
## Разметки `MsgBody`
| `MsgType` | Биты `MsgBody` |
|---|---|
| broadcast | команда `[15:4]`, параметр `[3:0]` |
| discrete/analog | подтип `[15:12]`, значение/адрес `[11:0]` |
| Modbus | начальный адрес `[15:4]`, количество `[3:0]` |
| GAS | адрес первого 16-битного регистра `[15:0]` |
| error | дополнительная информация `[15:8]`, код `[7:0]` |
| settings | номер сборки `[15:8]`, позиция `[7:0]` |
| boot control/status | `SessionID[15:8]`, команда `[7:0]` |
| boot data | `BlockIndex[15:0]` |
## Общие правила обмена
- Многобайтовые значения в `DATA` передаются little-endian.
- Узел игнорирует адресованные кадры с чужим `DeviceType/DeviceID`.
- Прибор принимает команды ПМ с `Route=0`; ПМ принимает ответы с `Route=1`.
- Стандартные 11-битные CAN ID не являются кадрами ProtoCAN.
- RTR для загрузочного сервиса запрещён.
- Неописанные комбинации `MsgType/MsgBody/DLC` должны отвергаться.
## Эталон упаковки ID
```text
Priority = 1
Route = 0
DeviceType = 3
DeviceID = 5
MsgType = 0x9
MsgBody = 0x0702
CAN ID = 0x13590702
```
Этот пример соответствует `ENTER_BOOT`, `SessionID=7`. Машинные варианты
находятся в [examples/test-vectors.json](examples/test-vectors.json).

View File

@@ -0,0 +1,45 @@
{
"schema_version": 1,
"byte_order": "little-endian",
"frames": [
{
"name": "enter_boot_session_7",
"direction": "pm_to_device",
"priority": 1,
"route": 0,
"device_type": 3,
"device_id": 5,
"msg_type": 9,
"msg_body": 1794,
"can_id_hex": "0x13590702",
"dlc": 0,
"data_hex": ""
},
{
"name": "slot_b_block_1",
"direction": "pm_to_device",
"priority": 1,
"route": 0,
"device_type": 3,
"device_id": 5,
"msg_type": 11,
"msg_body": 1,
"can_id_hex": "0x135B0001",
"dlc": 8,
"data_hex": "1011121314151617"
},
{
"name": "enter_boot_ok",
"direction": "device_to_pm",
"priority": 1,
"route": 1,
"device_type": 3,
"device_id": 5,
"msg_type": 12,
"msg_body": 1794,
"can_id_hex": "0x1B5C0702",
"dlc": 8,
"data_hex": "00FF000000000000"
}
]
}