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libicp67 协议库分析文档

1. 模块概述

路径: src/protocol/libicp67/

定位: ICP67 二进制协议库——用于维护软件与 RTU/FTU 自侧之间、以及主板与采样板之间通信的私有协议引擎。负责帧定界、编解码、重传管理。

文件结构:

src/protocol/libicp67/
├── inc/
│   ├── icp67.h            -- TI/COT 常量、帧 ASDU 结构体
│   └── general_method.h   -- icp67_get_genneral_method() 前向声明
└── src/
    ├── icp67.cpp           -- 核心：搜帧、解码分发、初始化、组帧、重传
    └── general_method.cpp  -- 回调 setter、默认 sender 实现

release/inc/myIcp67.h       -- 共享契约：stru_head、stru_icp67、stru_genneral_method

2. 协议帧格式

| 0x67 | len(2B) | 0x67 | src | dst | dir | ti | cot | info_addr(2B) | dev_addr(4B) | data... | CRC(1B) | 0x16 |
|  帧头1  |  长度   |  帧头2  |  源  | 目的 | 方向 |类型| 传送原因 |   信息体地址   |   设备地址    |  数据体  |   校验和  |  帧尾  |

TI (Type Identifier): 16 种消息类型 (TI_1 ~ TI_207)
COT (Cause of Transmission): 请求(5)、激活(6)、正常确认(7)、终端响应(8)、MD5不匹配(20)
校验: 8-bit 累加校验和 (data 部分)
设备地址: src/dst 取值：1=维护软件, 2=主板, 3=采样板, 4=LCD, 5=XTU

3. 核心数据结构

3.1 `stru_head` (1字节对齐)

帧头结构，包含所有固定头部字段 + 可变数据区。len 字段为 info_addr + dev_addr + data[...] 的总长度。

3.2 `stru_icp67` —— 协议实例

字段	用途
`send_cb` / `search_frame_cb` / `decode_cb` / `timer_handler_cb`	四个对外回调
`tx[2048]` / `tx_len`	发送缓冲区
`resend_tx[2048]` / `resend_tx_len`	重发备份缓冲区
`rtx_flag` / `rtx_sem` / `resend_cnt` / `tm_out` / `tm_cnt`	重传状态机
`md5[16]`	AO 参数 MD5 校验值
`arg`	用户数据 (libself_ptl 传入 interface ID)

3.3 `stru_genneral_method` —— 全局回调表

26 个函数指针，分为两组：

sender 组 (13个): ao_get, ao_set, iec_point_tbl_get, time_set, self_check_get, upgrade_start, dir_read, file_read_act/confirm, file_write_act/write/write_end_confirm
receiver 组 (13个): ao_pop_out, iec_point_tbl_pop_out, self_check_pop_out, dir_pop_out, file_read_act_confirm, file_read, file_write_act_confirm, file_write_confirm, file_write_end, zip_dir_pop_out, zip_file_pop_out, mx_trans, st_trans, dd_trans, soe_trans, fault_trans, mx_change

4. 核心函数

4.1 `icp67_init(p, send_cb, arg)`

绑定 send_cb、search_frame_cb(→icp67_search_frame)、decode_cb(→icp67_decode)、timer_handler_cb(→icp67_timer_handler)。初始化重传信号量、TM 周期(100)、重发计数(0)。

4.2 `icp67_search_frame(p_rx, rx_len, p_pos, p_len)`

帧定界器：扫描 0x67 0x67，验证长度边界、CRC 校验和、帧尾 0x16。返回帧位置和有效长度。

4.3 `icp67_decode(p_icp67, p_data, len)`

顶层解码分发器：从帧头读取 ti，查 g_map_ti_decode 映射表，调用对应的 icp67_decode_ti_{N} 函数。

4.4 `icp67_timer_handler(p_icp67)`

重传定时器：TX_FLAG 状态下，每 tick tm_cnt++，达到 tm_out(100 tick ≈ 1000ms) 且重发次数 < 5 时，重新发送 resend_tx。超过 5 次清除 TX_FLAG。

4.5 各 TI 解码函数

TI_1: 读参数响应 → ao_pop_out_cb
TI_2: 写参数响应 (无数据，仅确认)
TI_3: 读 IEC 点表响应 (支持分帧) → iec_point_tbl_pop_out_cb
TI_4: 写 IEC 点表响应 (空桩)
TI_5: 对时响应
TI_6: 自检响应 → self_check_pop_out_cb
TI_9: 升级响应
TI_11: 文件操作分发 (9种子命令)
TI_30: ZIP 波形分发 (4种子命令)
TI_200: MX 遥测传输 → mx_trans_cb
TI_201: ST 遥信传输 → st_trans_cb
TI_202: DD 电度传输 → dd_trans_cb
TI_203: 遥控 (空桩)
TI_204: SOE 事件 → soe_trans_cb
TI_205: 故障事件 → fault_trans_cb
TI_207: 测量扰动 → mx_change_cb

5. 与 libself_ptl 的交互

                    ┌─── icp67_init() 初始化 ───┐
                    │                           │
  libself_ptl ◄────► g_genneral_method (26回调) ◄────► libicp67
  (应用层)          ├─ sender: self → icp67       │     (协议引擎)
                    └─ receiver: icp67 → self     │
                                                  │
  self_ptl_data_rx ──► search_frame_cb ──► decode_cb ──► method回调 ──► 数据中心
  self_ptl_data_tx ◄── send_cb       ◄── frame builder (sender函数)

6. 优缺点分析

6.1 优点

#	优点	说明
A1	协议与业务分离	通过回调表实现清晰的分层架构，ICP67 库不依赖任何上层模块
A2	TI-COT 状态机完整	覆盖 16 种消息类型，支持请求/确认/响应等完整交互模式
A3	重传机制	内置超时重传 (5次×1s)，保障可靠通信
A4	分帧支持	TI_3 (IEC 点表) 支持多帧数据传输，带帧序号和续传标志
A5	帧格式校验完善	帧头 0x67×2 + 长度验证 + CRC + 帧尾 0x16，五重保障
A6	MD5 参数校验	参数读写带 MD5 校验，防止配置不匹配

6.2 缺点

#	缺点	严重程度	说明
D1	全局单例回调表	🔴 高	`g_genneral_method` 是全局变量，多实例场景下无法使用。`stru_icp67` 虽有实例字段但 decode 回调全部走全局表
D2	空桩函数	🟡 中	TI_4 (写IEC点表响应)、TI_203 (遥控) 等为空实现，功能不完整
D3	重传设计粗糙	🟡 中	只备份最后一条发送帧，并发场景下只维护一个序列号；重传期间收到响应会误清 flag
D4	CRC 校验弱	🟡 中	8-bit 累加和，容易碰撞，不适合工业环境的长帧
D5	回调设置侵入式	🟡 中	sender 回调的 setter 通过写函数指针体覆盖默认实现，对 callback 未设置的路径静默失败
D6	硬编码参数	🟢 低	缓冲区 2048、重试 5 次、超时 1000ms、设备地址硬编码，缺乏配置入口
D7	无帧序号/去重	🟢 低	无应用层帧序号，重复帧/乱序帧无法检测
D8	C 风格内存操作	🟢 低	大量 `memcpy`、裸指针运算、默认结构体 pack(1) 对齐，跨平台移植有隐患

7. 改进方向与措施

7.1 架构改进

方向	措施	优先级
去全局化	将 `g_genneral_method` 移入 `stru_icp67`，decode 函数通过 `p_icp67->method.xxx_cb` 回调；setter 改为 `icp67_set_xxx(p_icp67, cb)`	🔴 高
状态机重构	引入独立的类/结构体管理多路请求状态 (request_id + state + timer)，替代当前单一的 `rtx_flag/resend_cnt/tm_cnt` 三元组	🟡 中

7.2 协议增强

方向	措施	优先级
CRC 升级	8-bit 累加和替换为 CRC-16/CRC-CCITT，向后兼容可保留 CRC8 但增加 CRC16 字段	🟡 中
帧序号	在帧头增加 1 字节 frame_seq，发送端递增，接收端检测重复和丢帧	🟢 低
填充空桩	实现 TI_4、TI_203 的空桩函数，至少返回 NOT_SUPPORTED 确认	🟢 低
可配置参数	超时、重试次数、缓冲区大小通过 `icp67_init` 参数传入，存储在 `stru_icp67` 中	🟢 低

7.3 代码质量

方向	措施	优先级
消除硬编码	用 `#define`/`constexpr` 替代魔数 (0x67, 0x16, 2048, 5, 100 等)，统一放到 `icp67.h`	🟡 中
回调返回值	sender 回调统一返回 `int` (0=成功)，decode 回调失败时返回错误码给应用层，替代静默吞错	🟡 中
打包兼容	`pack(1)` 改为显式 `uint8_t` 数组 + 序列化/反序列化函数，消除跨平台对齐风险	🟢 低

8. 总结

libicp67 是一个功能完整但架构老旧的嵌入式协议库。核心编解码和重传逻辑是可靠的，主要问题集中在全局单例耦合和可配置性不足两个层面。最高优先级的改进是将全局回调表实例化，使其从"单设备绑定"升级为"多实例可复用"的协议引擎，从而支撑多通道场景（主板与多采样板同时通信）。

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