docs: reorganize MCU static intelligence research materials

02-项目框架/02-项目框架2-面向AI的实时控制基础系统研究/20-子课题A-面向MCU的静态智能控制基础系统/20-实验与验证/00-实验设计与验证方法.md

@@ -0,0 +1,144 @@
+# 实验设计与验证方法
+
+## 1. 实验目标
+
+验证静态联合编排是否能够在AI进入控制系统后，同时保证：
+
+1. 控制任务时间边界；
+2. AI任务质量与时效性；
+3. 内存、功耗和启动预算；
+4. 超时、过载和异常时的安全降级。
+
+## 2. 平台分层
+
+| 层级 | 平台 | 作用 |
+|---|---|---|
+| H0 | 4×V100服务器 | 训练、量化、转换和参考精度 |
+| H1 | RK3588 16 GB | SylixOS方法原型和完整链路 |
+| H2 | RK3588 8 GB限额 | 预算收缩与准入判定验证 |
+| H3 | RK3568/RK3576 | 控制端迁移、低功耗和跨BSP验证 |
+| H4 | 真正MCU | SRAM/Flash、快速启动和极限资源实证 |
+
+## 3. 对照组
+
+| 编号 | 配置 | 目的 |
+|---|---|---|
+| O0 | 无AI，仅控制任务 | 控制性能下界 |
+| O1 | AI作为普通后台任务 | 观察未经治理的干扰 |
+| O2 | 静态Arena + 固定优先级 | 验证基础静态机制 |
+| O3 | O2 + 固定窗口/算子分段 | 验证时间编排 |
+| O4 | O3 + 准入、超时和规则兜底 | 完整方案 |
+
+在同硬件、同模型、同输入和同编译选项下进行机制消融。Linux/PREEMPT_RT与SylixOS比较属于系统方案对照，若推理后端不同，必须单独解释。
+
+## 4. 负载场景
+
+| 编号 | 场景 | 目的 |
+|---|---|---|
+| L0 | 仅周期控制 | 建立基线 |
+| L1 | 仅AI任务 | 建立模型时间与能耗基线 |
+| L2 | 控制 + AI | 核心共存场景 |
+| L3 | L2 + CPU竞争 | 验证调度和抢占 |
+| L4 | L2 + 内存/DMA竞争 | 验证内存与总线干扰 |
+| L5 | L2 + CAN/网络/存储 | 验证中断和I/O污染 |
+| L6 | L2 + 突发输入 | 验证队列、丢弃与准入 |
+| L7 | L2 + 超时/崩溃/错误输出 | 验证规则兜底和恢复 |
+
+## 5. 实验单元
+
+### E0：设备和软件准入
+
+- BSP启动、时钟、SMP、外设和看门狗；
+- SylixOS/RealEvo版本冻结；
+- 模型在CPU路径完成正确性验证；
+- NPU路径单独设置准入门槛；
+- 测量工具和时间戳校验。
+
+### E1：控制任务基线
+
+测量1 ms主任务及5/10 ms扩展任务的唤醒延迟、响应时间、抖动和GPIO端到端响应。
+
+### E2：模型和算子基线
+
+记录每个算子与完整模型的执行时间、峰值内存、工作区、任务质量和 `E/inference`。
+
+### E3：内存方案对照
+
+比较动态堆、固定Arena、生命周期复用和不同内存限额，观察峰值、碎片、失败点和长稳行为。
+
+### E4：时间编排对照
+
+比较普通后台运行、固定窗口和算子分段，观察控制任务尾延迟、AI完成率和切分开销。
+
+### E5：混合干扰
+
+依次增加CPU、内存、DMA、通信和存储干扰，不同时改变多个变量。
+
+### E6：准入和过载
+
+逐级增加AI到达率，记录队列峰值、拒绝率、过期输入、有效完成率和控制任务边界。
+
+### E7：故障与规则兜底
+
+注入模型超时、错误输出、任务崩溃和驱动不可用，测量切换时间、控制保持率和恢复时间。
+
+### E8：启动、功耗和长稳
+
+分别测量启动到安全控制、启动到AI就绪、平均功耗、单次推理能耗和24小时运行状态。
+
+## 6. 指标
+
+### 6.1 控制层
+
+- deadline miss ratio；
+- P50/P95/P99/P99.9 jitter；
+- 观测最大响应时间；
+- GPIO/CAN端到端响应；
+- 降级期间控制任务保持率。
+
+### 6.2 AI层
+
+- 单次推理时延及分布；
+- 完成率、拒绝率和过期率；
+- 任务准确率、F1或业务指标；
+- 权重、Arena、工作区和峰值内存。
+
+### 6.3 系统层
+
+- CPU占用和抢占次数；
+- 队列长度；
+- 内存安全余量；
+- `E/inference`；
+- 温度、频率和降频；
+- 启动与恢复时间。
+
+## 7. 统计与报告原则
+
+1. 普通单元至少独立运行5次；
+2. 控制任务报告样本数、分位数、最大值和违约分子/分母；
+3. 零违约只表述为“在指定工况和样本数下未观测到违约”；
+4. 不用P99.9或观测最大值冒充理论WCET；
+5. 保存超时、拒绝、OOM和任务崩溃，不静默删除失败数据；
+6. 预测与实测必须使用相同配置和版本；
+7. 功耗报告说明测量边界、采样率和空载功率。
+
+## 8. 数据产物
+
+每次运行至少保存：
+
+- `manifest.json`：硬件、SylixOS/BSP、模型、任务和编译配置；
+- `control.csv`：释放、开始、完成、CPU、截止期状态；
+- `inference.csv`：输入、开始、结束、结果、超时与拒绝原因；
+- `memory.csv`：静态区、Arena、栈和峰值；
+- `power.csv`：功率、温度和频率；
+- `events.log`：看门狗、降级、重启和恢复；
+- `summary.json`：指标、样本量和准入结论。
+
+## 9. 阶段完成条件
+
+- P0：RK3588 CPU路径完成E0～E7；
+- P1：NPU或加速路径在准入后完成E2、E5、E7；
+- P2：RK3568/RK3576复现实验并量化迁移成本；
+- P3：真正MCU完成E0～E8，形成严格MCU论文证据。
+
+若BSP、驱动或推理运行时不可用，停止对应路径，输出适配缺口，不把计划写成实测结果。

02-项目框架/02-项目框架2-面向AI的实时控制基础系统研究/20-子课题A-面向MCU的静态智能控制基础系统/20-实验与验证/01-首个实验冻结说明.md

@@ -0,0 +1,147 @@
+# 首个实验冻结说明
+
+> 实验名称：RK3588 + SylixOS上1 ms控制任务与INT8 1D CNN共存实验
+>
+> 状态：草案，待BSP与场景数据确认后冻结
+> 原则：冻结后，正式实验期间不得静默改变模型、输入、任务、频率和测量口径。
+
+## 1. 实验目标
+
+回答以下问题：
+
+1. AI作为普通后台任务运行时，会对1 ms控制任务造成多大干扰；
+2. 静态Arena、固定优先级和固定推理窗口能否降低干扰；
+3. 有界队列、超时和规则兜底能否限制AI过载与故障传播；
+4. 离线预测的内存和执行时间与板端实测相差多少。
+
+## 2. 平台冻结
+
+| 项目 | 冻结值 | 状态 |
+|---|---|---|
+| 设备型号/编号 | RK3588工业盒，待填写 | 待确认 |
+| CPU | 4×A76 + 4×A55 | 已知 |
+| 内存 | 16 GB；增加8 GB限额组 | 计划 |
+| 存储 | eMMC/NVMe，待填写 | 待确认 |
+| SylixOS版本 |  | 待翼辉确认 |
+| BSP版本 |  | 待翼辉确认 |
+| RealEvo版本 |  | 待翼辉确认 |
+| 编译器与优化级别 |  | 待确认 |
+| CPU频率策略 | 固定频率优先 | 待确认 |
+| 散热与环境温度 |  | 待填写 |
+
+## 3. 控制任务冻结
+
+| 参数 | 初始建议 | 最终冻结值 |
+|---|---:|---:|
+| 周期 `T` | 1 ms |  |
+| 截止期 `D` | 1 ms |  |
+| 任务体 | 确定性计算 + GPIO/CAN回环 |  |
+| 参考执行时间 | 约100～200 μs |  |
+| 释放方式 | 绝对周期释放 |  |
+| 优先级 | 最高业务优先级 |  |
+| CPU绑定 | 独占核与共享核各一组 |  |
+| 日志 | 预分配内存缓冲 |  |
+
+控制任务必须在无AI条件下先通过基线准入。
+
+## 4. AI任务冻结
+
+| 参数 | 初始建议 | 最终冻结值 |
+|---|---|---|
+| 任务 | 振动/电流窗口状态分类 |  |
+| 模型 | 小型INT8 1D CNN |  |
+| 输入长度 | 固定，待数据集确认 |  |
+| 输出类别 | 正常/轻微异常/严重异常 |  |
+| 推理周期 | 50或100 ms |  |
+| 推理后端 | 第一阶段CPU |  |
+| Tensor Arena | 静态生成 |  |
+| 最大允许执行时间 | 由基线试运行后冻结 |  |
+| 质量阈值 | Accuracy/F1，待冻结 |  |
+| 超时行为 | 丢弃结果并触发规则路径 |  |
+
+## 5. 对照组
+
+| 编号 | 配置 |
+|---|---|
+| O0 | 仅控制任务 |
+| O1 | 控制 + AI普通后台任务、动态内存 |
+| O2 | 控制 + AI静态Arena、固定优先级 |
+| O3 | O2 + 固定推理窗口或算子分段 |
+| O4 | O3 + 有界队列、超时、规则兜底和恢复 |
+
+## 6. 负载组
+
+- L0：无干扰；
+- L1：CPU竞争25/50/75%；
+- L2：内存流式读写；
+- L3：GPIO/CAN/网络I/O；
+- L4：AI输入突发；
+- L5：模型超时；
+- L6：AI任务异常退出；
+- L7：连续运行与热状态。
+
+## 7. 规则兜底
+
+AI结果仅用于状态分类、告警或参数建议，不直接覆盖硬安全约束。
+
+触发兜底的条件：
+
+- 推理超过冻结截止期；
+- 输出类别或数值越界；
+- 输入时间戳过期；
+- 队列溢出；
+- AI任务或运行时异常；
+- 连续若干次结果不可信。
+
+兜底动作：
+
+1. 丢弃当前AI结果；
+2. 保持或恢复规则控制；
+3. 记录事件；
+4. 必要时重启AI任务；
+5. 连续自检通过后恢复AI路径。
+
+## 8. 指标
+
+### 控制任务
+
+- deadline miss ratio；
+- P50/P95/P99/P99.9响应时间与抖动；
+- 观测最大值；
+- GPIO/CAN端到端响应。
+
+### AI任务
+
+- 单次推理时延；
+- 完成、拒绝、超时和过期率；
+- 任务质量；
+- 权重、Arena、工作区和峰值内存。
+
+### 系统
+
+- CPU占用、抢占和上下文切换；
+- 内存余量；
+- 功率、温度和频率；
+- 降级切换和恢复时间。
+
+## 9. 运行方法
+
+1. 保存硬件和软件配置快照；
+2. 重启进入指定配置；
+3. 先运行O0基线；
+4. 模型预热与冷启动分开测量；
+5. 各组随机或平衡顺序运行；
+6. 普通单元至少独立运行5次；
+7. 保存所有失败、拒绝和超时；
+8. 正式结果使用冻结后的新运行批次。
+
+## 10. 首轮完成判据
+
+- [ ] BSP、时钟和测量链路通过；
+- [ ] O0控制基线无未解释异常；
+- [ ] CPU模型正确运行；
+- [ ] O0～O4全部有数据；
+- [ ] 至少完成CPU、内存和突发干扰；
+- [ ] 至少完成一次超时和任务异常注入；
+- [ ] 预测内存与实测内存完成比较；
+- [ ] 得出静态联合编排是否改善控制边界的结论。

02-项目框架/02-项目框架2-面向AI的实时控制基础系统研究/20-子课题A-面向MCU的静态智能控制基础系统/20-实验与验证/02-硬件软件版本清单模板.md

@@ -0,0 +1,109 @@
+# 硬件与软件版本清单模板
+
+> 每次正式实验必须复制一份本模板并填写完整。无法获取的字段填写 `N/A` 或 `UNKNOWN`，不得留空或按经验猜测。
+
+## 1. 实验标识
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 项目 | 面向MCU的静态智能控制基础系统 |
+| 实验编号 |  |
+| 运行编号 |  |
+| 日期与时区 |  |
+| 操作人 |  |
+| 数据目录 |  |
+| Git提交 |  |
+
+## 2. 硬件
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 设备名称 |  |
+| 实物编号 |  |
+| 主板/核心板型号 |  |
+| PCB/硬件版本 |  |
+| SoC/MCU |  |
+| CPU核心与频率 |  |
+| DSP/NPU/GPU |  |
+| RAM容量与类型 |  |
+| Flash/eMMC/NVMe |  |
+| 网络接口 |  |
+| CAN/RS485/GPIO |  |
+| 电源 |  |
+| 散热方式 |  |
+| 环境温度 |  |
+
+## 3. SylixOS与BSP
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| SylixOS版本 |  |
+| Base版本 |  |
+| BSP名称与版本 |  |
+| 设备树校验值 |  |
+| RealEvo版本 |  |
+| 编译器版本 |  |
+| 编译优化级别 |  |
+| C/C++运行库 |  |
+| 启动参数 |  |
+| CPU亲和性 |  |
+| 中断亲和性 |  |
+| 频率策略 |  |
+| 看门狗配置 |  |
+
+## 4. AI模型与运行时
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 模型名称 |  |
+| 模型版本/校验值 |  |
+| 模型格式 |  |
+| 量化格式 |  |
+| 输入形状 |  |
+| 输出定义 |  |
+| 权重大小 |  |
+| Tensor Arena |  |
+| 最大工作区 |  |
+| 推理运行时 |  |
+| 算子库版本 |  |
+| NPU/驱动版本 |  |
+| 校准数据版本 |  |
+| 任务质量阈值 |  |
+
+## 5. 控制任务
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 周期 |  |
+| 截止期 |  |
+| 优先级 |  |
+| CPU绑定 |  |
+| 栈大小 |  |
+| 任务体版本 |  |
+| GPIO/CAN回环 |  |
+| 安全规则版本 |  |
+| 超时动作 |  |
+
+## 6. 测量设备
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 逻辑分析仪/示波器 |  |
+| 探头与采样率 |  |
+| 功率计 |  |
+| 功率采样率 |  |
+| CAN/RS485分析仪 |  |
+| 时间同步方式 |  |
+| 空载环回延迟 |  |
+
+## 7. 配置校验
+
+- [ ] 设备编号与实物一致；
+- [ ] Git提交已记录；
+- [ ] 模型校验值已记录；
+- [ ] BSP、编译器和运行时版本已记录；
+- [ ] CPU频率和亲和性已确认；
+- [ ] 输入、随机种子和负载序列已冻结；
+- [ ] 测量设备和采样率已确认；
+- [ ] 数据目录空间充足；
+- [ ] 故障与无效批次记录方式已确认。

02-项目框架/02-项目框架2-面向AI的实时控制基础系统研究/20-子课题A-面向MCU的静态智能控制基础系统/20-实验与验证/03-实验运行记录模板.md

@@ -0,0 +1,107 @@
+# 实验运行记录模板
+
+## 1. 运行信息
+
+| 字段 | 内容 |
+|---|---|
+| 实验编号 |  |
+| 运行编号 |  |
+| 日期/开始时间/结束时间 |  |
+| 操作人 |  |
+| 对照组 | O0/O1/O2/O3/O4 |
+| 负载组 | L0～L7 |
+| 数据目录 |  |
+| 配置清单 |  |
+
+## 2. 运行前检查
+
+- [ ] 硬件编号正确；
+- [ ] SylixOS/BSP/应用版本正确；
+- [ ] 模型校验值正确；
+- [ ] CPU频率与亲和性正确；
+- [ ] 中断配置正确；
+- [ ] 测量设备已连接；
+- [ ] 空载环回值正常；
+- [ ] 时间同步正常；
+- [ ] 数据目录空间充足；
+- [ ] 环境温度已记录。
+
+## 3. 运行参数
+
+| 参数 | 值 |
+|---|---|
+| 控制周期/截止期 |  |
+| 控制任务优先级/CPU |  |
+| AI周期/截止期 |  |
+| AI任务优先级/CPU |  |
+| 模型/量化/输入 |  |
+| Arena/工作区 |  |
+| 队列长度 |  |
+| 超时策略 |  |
+| 干扰负载 |  |
+| 运行时长 |  |
+| 随机种子 |  |
+
+## 4. 运行过程
+
+| 时间 | 事件 | 影响 | 处理 |
+|---|---|---|---|
+|  | 启动 |  |  |
+|  | 进入稳态 |  |  |
+|  | 干扰开始 |  |  |
+|  | 故障注入 |  |  |
+|  | 降级/恢复 |  |  |
+|  | 结束 |  |  |
+
+## 5. 结果摘要
+
+### 控制任务
+
+| 指标 | 结果 |
+|---|---:|
+| 计划释放数 |  |
+| 完成数 |  |
+| 截止期违约数/比率 |  |
+| P99/P99.9响应时间 |  |
+| 观测最大响应时间 |  |
+| GPIO/CAN端到端延迟 |  |
+
+### AI任务
+
+| 指标 | 结果 |
+|---|---:|
+| 输入数 |  |
+| 完成/拒绝/超时/过期 |  |
+| P50/P99推理时延 |  |
+| 任务质量 |  |
+| 峰值内存 |  |
+
+### 系统
+
+| 指标 | 结果 |
+|---|---:|
+| CPU占用 |  |
+| 平均/峰值功率 |  |
+| `E/inference` |  |
+| 温度/降频比例 |  |
+| 降级切换时间 |  |
+| 恢复时间 |  |
+
+## 6. 有效性判定
+
+- [ ] 配置与冻结说明一致；
+- [ ] 原始数据完整；
+- [ ] 无丢失且未解释的时间戳；
+- [ ] 测量设备正常；
+- [ ] 失败、超时和拒绝均已保存；
+- [ ] 无人为中断或未记录操作。
+
+运行判定：`VALID / INVALID / EXPLORATORY`
+
+原因：
+
+## 7. 异常与后续动作
+
+| 异常 | 初步原因 | 是否重跑 | 后续负责人 |
+|---|---|---|---|
+|  |  |  |  |

02-项目框架/02-项目框架2-面向AI的实时控制基础系统研究/20-子课题A-面向MCU的静态智能控制基础系统/20-实验与验证/README.md

@@ -0,0 +1,22 @@
+# 20-实验与验证
+
+本层管理研究证据、冻结配置和逐次实验记录。
+
+## 方法文档
+
+1. [00-实验设计与验证方法.md](./00-实验设计与验证方法.md)：O0～O4对照、L0～L7负载、E0～E8实验和指标；
+2. [01-首个实验冻结说明.md](./01-首个实验冻结说明.md)：RK3588首个正式实验的冻结模板。
+
+## 实验模板
+
+3. [02-硬件软件版本清单模板.md](./02-硬件软件版本清单模板.md)：每个正式配置填写一次；
+4. [03-实验运行记录模板.md](./03-实验运行记录模板.md)：每次运行填写一次。
+
+## 使用原则
+
+- 先冻结配置，再运行正式实验；
+- 保存失败、拒绝、超时和异常；
+- 不用观测最大值替代理论WCET；
+- 不把不同推理后端的差异直接归因于操作系统。
+
+[返回总目录](../README.md)