一种I2C总线分级故障诊断恢复方法与流程

本发明涉及车载嵌入式系统容错，尤其涉及一种i2c总线分级故障诊断恢复方法。

背景技术：

1、车载i2c总线连接多类外设——串行器/解串器、触控芯片、摄像头模组等，在行车振动、静电放电（esd）冲击、线缆劣化等复杂工况下，易出现总线挂死（scl/sda持续低电平）或外设失联故障。

2、现有方案主要包括两类：

3、（a）单一重试策略，例如，公告号为cn116107788a的专利公开了一种i2c总线故障处理方法及装置，该方法在检测到i2c传输失败时反复重试读/写操作直至超时或成功，此方案无法区分故障原因——若故障是外设物理掉电，重复重试只会持续占用总线、延长恢复时间。

4、（b）单一硬件定时器监控复位策略，例如，公告号为cn120950295a的专利公开了一种基于飞腾2000_4处理器的iic总线挂死修复方法，该方法通过gpio硬件监控复位电路周期性复位i2c控制器，仅复位控制器侧而无法处理外设侧深度故障。

5、上述现有方案均未实现与故障原因匹配的分层诊断与递进恢复，主要存在以下缺陷：

6、1.无法区分总线物理挂死、从设备不应答和从设备配置丢失三种根因，导致恢复手段选型失配；

7、2.恢复手段单一，仅做控制器复位或仅做外设复位，在面对深度故障（如链路配置丢失、串行器掉电）时恢复失败率高；

8、3. 低层级恢复失败后无自动升级机制，需依赖人工或系统级重启；

9、4.恢复结果缺乏闭环验证，无法确认恢复是否真正生效。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提供一种i2c总线分级故障诊断恢复方法。

2、本发明提供的一种i2c总线分级故障诊断恢复方法，所述方法包括：

3、读取i2c总线上从设备canary寄存器中的canary值；

4、根据canary值判定i2c总线的故障原因；

5、设定l0级、l1级和l3级三个恢复能力逐级增强的恢复层级，根据故障原因匹配对应的初始恢复层级，并执行对应恢复层级的恢复流程；

6、恢复流程执行完成后，进行闭环复检验证；

7、若满足健康条件，则判定对应恢复层级的恢复成功；

8、若不满足健康条件，则判定对应恢复层级的恢复失败，推进下一恢复层级进行恢复。

9、可选地，所述根据canary值判定i2c总线的故障原因，包括：

10、若canary值全部为0xff，则将故障原因判定为i2c总线物理挂死故障；

11、若canary值全部为0x00，则将故障原因判定为从设备不应答故障；

12、若任一canary值与预设期望值不匹配，则将故障原因判定为从设备配置丢失故障；

13、若所有canary值均与预设期望值匹配，则判定i2c总线链路健康。

14、可选地，若故障原因为i2c总线物理挂死，则对应的初始恢复层级为l0级；若故障原因为从设备不应答，则对应的初始恢复层级为l1级；若故障原因为从设备配置丢失，则对应的初始恢复层级为l3级。

15、可选地，所述l0级的恢复流程包括：

16、控制i2c控制器关断、掩蔽所有中断源，并清除i2c控制器内全部已挂起的中断；

17、清零软件侧锁存错误标志，并将i2c控制器状态复位为idle，并重建i2c控制器工作参数；

18、使i2c控制器保持关断状态，且不设置持久锁标志并释放i2c控制器。

19、可选地，所述l1级的恢复流程包括soc直驱型子路径和反向通道转发型子路径，根据外设位置确定本次恢复流程选择的子路径。

20、可选地，所述soc直驱型子路径包括：

21、将主控soc的gpio引脚配置为推挽输出模式；

22、通过gpio引脚输出低电平并维持预设复位时长，此期间串行器芯片强制释放sda/scl引脚，直接对i2c总线上的串行器执行硬件复位；

23、控制gpio引脚持续输出高电平，直至串行器完成内部初始化。

24、可选地，所述反向通道转发型子路径包括：

25、通过主控soc的gpio引脚输出复位电平，经串行器编码后借助fpd-linkiii链路的反向通道传输至解串器；

26、解串器对接收到的复位信号解码，驱动远端从设备复位引脚输出低电平并保持预设复位时长，完成远端从设备硬件复位；

27、拉高复位电平并等待预设初始化延时，使远端从设备完成内部初始化。

28、可选地，所述l3级的恢复流程包括：

29、切断解串器及下游从设备电源，等待第一预设时长，以使得所述解串器和下游从设备充分放电；

30、恢复解串器电源，配置基础寄存器并等待第二预设时长以使解串器完成芯片内部pll锁定；

31、重建串行器、解串器寄存器配置，搭建fpd-linkiii链路并初始化下游从设备。

32、可选地，所述l0级的健康条件为i2c总线读写成功；所述l1级的健康条件为canary值全匹配预期值或从设备id寄存器的设备id正确；所述l3级的健康条件为解串器的活性探针寄存器值正确。

33、可选地，闭环复检验证确认恢复成功后，清零错误计数器、清零累积的重建请求位掩码和置位健康状态标志。

34、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

35、1.本发明中，采用canary寄存器分级诊断+递进式三级恢复+闭环验证的整体架构，由三个协同模块构成；通过canary寄存器分组诊断精确区分不同类型的故障原因，根据故障原因选择与故障严重程度匹配的恢复手段，避免了低层级手段处理高层级故障导致的无效重试和恢复延迟。再根据canary诊断结果，选择与故障原因匹配的恢复层级。

36、2.本发明中，l0级仅作用于i2c控制器自身；l1级仅作用于目标从设备，且l1级的复位信号通路完全独立于i2c总线，在i2c总线scl/sda已被从设备拉低的极端情况下仍能复位该从设备、释放总线；l3级作用于单条链路的全部设备；任一外设及其所属链路独立执行诊断与恢复，不受其他外设状态影响；且每次恢复后原地复检标志性寄存器，只有复检通过才确认恢复成功，避免虚假恢复遮蔽实际故障。

37、3.本发明中，通过位掩码计数器对恢复日志实施限流，确保在持续性物理故障场景下日志输出量不超出可接受范围。

1.一种i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述根据canary值判定i2c总线的故障原因，包括：

3.如权利要求2所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，若故障原因为i2c总线物理挂死，则对应的初始恢复层级为l0级；若故障原因为从设备不应答，则对应的初始恢复层级为l1级；若故障原因为从设备配置丢失，则对应的初始恢复层级为l3级。

4.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述l0级的恢复流程的步骤包括：

5.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述soc直驱型子路径包括：

6.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述反向通道转发型子路径包括：

7.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述l3级的恢复流程的步骤包括：

8.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，所述l0级的健康条件为i2c总线读写成功；所述l1级的健康条件为canary值全匹配预期值或从设备id寄存器的设备id正确；所述l3级的健康条件为解串器的活性探针寄存器值正确。

9.如权利要求1所述的i2c总线分级故障诊断恢复方法，其特征在于，闭环复检验证确认恢复成功后，清零错误计数器、清零累积的重建请求位掩码和置位健康状态标志。