# Device Pod 设备目标能力模型

本文是 HWLAB `device-pod` 的长期参考口径。`device-pod` 是一个逻辑实验台抽象，用于把一个可开发、可编译、可下载、可复位、可观测 I/O 的设备目标封装成统一能力单元。进入 server 阶段后，该能力单元可以由单副本 k8s Pod 承载，并对外提供统一 REST/job API；对外稳定身份由 Service/Deployment 承载，不依赖实际 Pod name。

`device-pod` 不等同于裸物理设备，也不是泛化远程 shell。它是以下四个要素的运行时组合：

```text
device-pod
= deviceTarget
+ debugInterface
+ projectWorkspace
+ ioInterface
```

## 设计抽象

`device-pod` 可以理解成云端可拥有和调度的一张嵌入式实验台。云端拥有的是 `device-pod` 这个逻辑能力单元，不是直接拥有某一块裸板、某一根探针或某一台用户 PC。只要 profile 能把 `deviceTarget`、`debugInterface`、`projectWorkspace` 和 `ioInterface` 四要素绑定清楚，code agent 就可以围绕同一个 `devicePodId` 完成源码修改、构建、下载、复位、状态读取和 I/O 观察，从而覆盖嵌入式开发的完整闭环。

四要素的物理落点可以不同，也可以复用同一个硬件实体的不同能力：

- `deviceTarget` 是被调试和被验证的目标设备。
- `debugInterface` 提供下载、烧录、复位、debug probe 状态和芯片识别等调试能力。
- `projectWorkspace` 承载源码、工程、Keil/GCC 等工具链和编译产物。
- `ioInterface` 提供 AI、AO、DI、DO、UART、截图、日志和其他实时或近实时观测/控制能力。

`device-pod` 因此是逻辑打包关系，而不是一对一物理设备关系。一个 DAPLink/MKLink 类探针可以同时拆出 `debugInterface` 的 SWD/CMSIS-DAP 能力和 `ioInterface` 的 UART 能力；同一个 `device-pod` 也可以把该探针与调试 box、USB 摄像头、串口工具或厂商上位机组合起来，共同形成对同一个 `deviceTarget` 的完整访问能力。

## 平台化服务模式

`device-pod` 把设备目标和访问能力封装成统一逻辑单元后，HWLAB 可以在同一技术模型上承载多种交付模式。不同模式的差异主要在于 `deviceTarget`、probe、workspace、云平台和运维责任分别由谁提供，但对 code agent 和用户界面暴露的仍应是稳定的 `devicePodId`、能力边界、锁、job、trace 和 evidence。

- **Device Pod 租赁**：HWLAB 运营常用开发板、调试探针、I/O 工具和 workspace 的设备机房，用户无需自备硬件即可在云端基于真实原型开发；软件验证后可以自行找硬件工程师，或委托平台侧硬件工程师继续绘制 PCB。
- **用户 PCB 托管**：用户已经完成 PCB 或样机，委托 HWLAB 托管该 `deviceTarget`，平台提供或代管 probe、I/O 工具、workspace 和 `device-pod` 运行面，用户通过云端继续开发、测试和迭代。
- **用户自有设备接入**：用户保留自己的 `deviceTarget`、debug probe 和 I/O probe，只接入 HWLAB 云；平台把这些资源通过 profile/gateway/device-host-cli 抽象为 `device-pod`，供用户自己远程开发。
- **委托开发与运维**：在用户自有设备接入的基础上，用户可以授权平台内其他开发者、维护人员或自动化 code agent 围绕同一个 `device-pod` 进行软件开发、调试、故障复现、在线维护和验收。
- **私有 HWLAB 云部署**：用户公司内部部署自有 HWLAB 云和自有设备池，平台提供安装、升级、运维和最佳实践支持；设备、数据和权限留在用户私有环境内，`device-pod` 模型保持一致。

这些模式都不能绕过 `device-pod` 的安全边界：profile 仍不得携带长期 secret；mutating operation 仍需 approval、reason、锁和 evidence；平台不得把缓存、dry-run、前端状态或本地模拟误报为真实 DEV-LIVE 设备证据。

## 实施计划

长期模型以本文为准；分阶段实现计划单独维护，避免把一次性开发步骤写进长期参考：

- [Device Pod CLI MVP 计划](../plan/device-pod-cli-mvp.md)：先做 code agent 可调用的独立 CLI，通过 profile、gateway 和用户 PC 侧 `device-host-cli` 跑通 workspace、debug-probe 和 io-probe 的最小闭环。
- [Device Pod Server MVP 计划](../plan/device-pod-server-mvp.md)：在 CLI 跑通后再实现真正的 `device-pod-server`，提供与 CLI 对应的 RESTful API、后台监控缓存和前端最小可视化。

## Profile 注册与同步

MVP 不使用刚性的中心 profile 注册表。`device-pod` profile 的灵活源头是 HWLAB code agent workspace 下的 `.device-pod/` 目录，推荐按 `devicePodId` 存放 profile 文件，例如 `.device-pod/device-pod-71-freq.json`。

`device-pod-cli` 每次执行都从当前 code agent workspace 的 `.device-pod/` 读取 profile，并在输出中保留 `profilePath` 和 `profileHash`。进入 `device-pod-server` 阶段后，CLI 或 code agent 仍以 `.device-pod/` 为 profile source-of-truth；每次连接 server 前自动上传或刷新 profile，server 只把 active profile 当作运行时缓存，不把它变成长期配置真相。

profile 必须只描述 target、debugInterface、projectWorkspace、ioInterface、gateway route、host CLI 能力和受控路径边界；不得放入 Git key、云端 token、kubeconfig、数据库 URL 或其他长期 secret。profile 校验失败时应返回 `profile-invalid` 或 `profile-missing` blocker，而不是回退到默认设备或任意 shell。

## HWLAB coder 预装合同

HWLAB coder / code agent runner 镜像必须通过正式 CI/CD 预装 device-pod 最小闭环所需的三类入口：

- **cmd 透传入口**：`/app/tools/tran.mjs` 是 runner 内的稳定合同入口，负责通过已注册 gateway session 对 Windows PC 执行 `cmd`、PowerShell、upload 和 download，并承担 UTF-8、cwd、stdout/stderr、quoting 和文件传输边界。`/app/tools/hwlab-gateway-tran.mjs` 是同一能力的兼容实现入口，不是第二套 transport；若兼容入口存在但 `/app/tools/tran.mjs` 缺失，CI/CD 预装判定不通过，必须补齐 `tran.mjs` 短名，而不是让 device-pod 逻辑适配多个临时入口。
- **device-pod-cli 入口**：runner 内必须预装 `device-pod-cli` skill，稳定入口为 `/app/skills/device-pod-cli/scripts/device-pod-cli.mjs`，其实现指向 `/app/tools/device-pod-cli.mjs`。code agent 应通过该 CLI 读取 workspace 下 `.device-pod/<devicePodId>.json`，再走 cloud-api/gateway/device-host-cli 调用设备能力。
- **device-host-cli 资产**：runner 内必须随 `device-pod-cli` skill 打包 Windows 侧自包含 host CLI 资产，稳定路径为 `/app/skills/device-pod-cli/assets/device-host-cli.mjs`。新 Windows 硬件 PC 接入时，不运行独立安装器；code agent 使用预装 cmd 透传入口把该资产发送到目标 workspace 的 `tools\device-host-cli.mjs`，再通过同一 cmd 透传入口执行 `node tools\device-host-cli.mjs health` 验证。

`device-host-cli` 不是一次性预装脚本，而是 HWLAB 内部 code agent 可继续热开发的 host 侧工具。DeepSeek、Codex runner 或其他 HWLAB 内部 code agent 在真实硬件闭环中遇到 Keil、debug probe、串口、文件工作区或硬件启动路径不顺手时，优先在目标 Windows workspace 的 `tools\device-host-cli.mjs` 上新增或修复具名设备能力，并通过 `device-pod-cli -> cloud-api -> gateway -> device-host-cli` 的真实链路热验证；验证通过后再把同一实现回填到 `/app/skills/device-pod-cli/assets/device-host-cli.mjs` 对应的 HWLAB repo 资产，进入下一次 CI/CD 预装。不得因为 host CLI 暂时不顺手而把 `device-pod-cli` 退化为泛化 cmd/shell 入口。

目标 Windows workspace 的最小布局为：

```text
<windows-workspace>\tools\device-host-cli.mjs
<windows-workspace>\.device-pod\<devicePodId>.json
```

完成上述布局后，profile 中的 `hostCli` 应指向 `node tools\device-host-cli.mjs`，`device-pod-cli` 才能稳定执行 workspace、debug-probe 和 io-probe 操作。`device-host-cli` 必须自包含，不能在运行时依赖 Windows 侧 skill 目录；Keil、serial-monitor、mklink、文件编辑等 skill 只允许作为实现参考。

CI/CD 判定口径是：构建产物中同时存在 `/app/tools/tran.mjs`、`/app/tools/hwlab-gateway-tran.mjs`、`/app/tools/device-pod-cli.mjs`、`/app/skills/device-pod-cli/SKILL.md`、`/app/skills/device-pod-cli/scripts/device-pod-cli.mjs` 和 `/app/skills/device-pod-cli/assets/device-host-cli.mjs`，`node /app/tools/tran.mjs --help` 能展示 cmd/ps/upload/download 透传帮助，且 code agent skill discovery 能发现 `device-pod-cli`。只有这些入口都在 runner 中可见，才能称为 HWLAB coder 已具备 device-pod 最小预装能力。

## 四要素

### `deviceTarget`

`deviceTarget` 是被测设备目标本身，可以是一个 MCU 最小系统板、完整业务板卡、仪器模块或其他可被 HWLAB 操作的目标对象。它必须有稳定的 `targetId`，用于锁、trace、evidence 和用户界面归因。

### `debugInterface`

`debugInterface` 是设备的开发和调试接口，代表下载、烧录、复位、debug probe 状态等能力。典型物理实现包括 DAPLink、J-Link、ST-Link 或厂商下载器。

第一版路径固定为：

```text
device-pod -> cloud-api -> gateway -> cmd -> device-host-cli -> downloader/debug probe -> target
```

`debugInterface` 只暴露设备语义能力，例如 `debug.probe`、`debug.download`、`debug.reset`。不得把它退化成任意 shell 执行入口。

`device-host-cli` 必须是用户 PC 侧自包含组件；Keil、串口、DAPLink、J-Link 或其他 skill 代码只能作为实现参考，不能成为运行时依赖。

`debugInterface` 不承载源码编译、工程发现或工具链定义；这些属于
`projectWorkspace`。`debugInterface` 可以消费 `projectWorkspace` 产生的
artifact，例如 `.hex`、`.bin` 或 `.elf`，并负责把该 artifact 下载、校验、
复位或附着调试到 `deviceTarget`。

### `projectWorkspace`

`projectWorkspace` 是设备对应的源码、工程文件和编译工具链上下文，例如 Keil 工程、target 名称、构建脚本和 workspace root。它描述如何从源码生成可下载产物，也为 debug/download job 提供工程路径和工具链边界。

`projectWorkspace` 可以和 `debugInterface` 位于同一台用户 PC，也可以只通过 gateway 暴露受控 CLI。HWLAB 不直接读取 secret、kubeconfig、DB URL 或完整源码内容；探测必须有界。

工程源码的编译和工具链归属 `projectWorkspace`，包括：

- 源码根目录、工程文件和 target 名称；
- build profile、编译参数和工具链入口；
- build、clean、artifact list 等工程动作；
- `.hex`、`.bin`、`.elf` 等下载产物的位置和元数据。

因此 build 失败应归类为 workspace/toolchain blocker；download、reset 或
probe attach 失败才归类为 debug/probe/target blocker。

典型流程为：

```text
projectWorkspace.build
-> artifact
-> debugInterface.download
-> debugInterface.reset
-> ioInterface.status/sample/uart
```

### `ioInterface`

`ioInterface` 是设备的实时或近实时 I/O 观测与控制接口，代表 UART、AI、AO、DI、DO、状态采样、日志抓取、截图等能力。典型实现包括 DAPLink/MKLink 自带串口、独立串口工具、调试 box、USB 摄像头、USB/WiFi/厂商协议上位机或 `device-host-cli`。

MVP 推荐路径为：

```text
device-pod -> cloud-api -> gateway -> cmd -> device-host-cli -> serial/WiFi/USB/vendor protocol -> target
```

这里 `cmd` 只作为启动受控 PC 侧 CLI 的 transport；串口、WiFi、厂商协议和硬件细节必须隔离在 `device-host-cli` 或等价上位机 CLI 后面。

## 接口拆分

`debugInterface` 和 `ioInterface` 必须在模型和 API 中拆开，即使它们由同一个物理探针提供。例如 DAPLink 可以同时提供 SWD/CMSIS-DAP 下载调试口和 UART 串口：

```text
DAPLink physical probe
-> debugInterface: SWD/CMSIS-DAP
-> ioInterface: UART
```

拆分原因：

- `debug.download`、`debug.reset` 是低频强副作用动作，通常需要 approval 和 target 互斥锁。
- `io.status.read`、`io.sample` 是短读或短窗口采样，关注 freshness、采样窗口和输出有界性。
- `io.write` 类能力属于硬件 I/O 控制，未来也需要 approval，但不能和下载/烧录混成同一类风险。
- trace、audit、evidence 必须能区分 `debug` 路径和 `io` 路径。

MVP 不拆成两个 k8s Pod；同一个 `device-pod` 内保留两个一等接口，共享 `deviceTarget`、`projectWorkspace`、锁、job 和 evidence 归因。

## 最小 REST 口径

同步 API 只用于短状态和短探测：

```text
GET /health
GET /v1/profile
GET /v1/status
GET /v1/capabilities
GET /v1/workspace/status
GET /v1/debug/status
GET /v1/io/status
```

异步 API 用于下载、复位、采样等动作；每个 HTTP 调用必须短，长耗时由 job 轮询表达：

```text
POST /v1/workspace/jobs
POST /v1/debug/jobs
POST /v1/io/jobs
GET /v1/jobs/{jobId}
GET /v1/jobs/{jobId}/output
POST /v1/jobs/{jobId}/cancel
```

第一版可接受的 intent 示例：

```text
workspace.detect
workspace.build
workspace.clean
workspace.artifact.list
debug.probe
debug.download
debug.reset
io.status.read
io.sample
io.uart.fetch
```

所有响应必须保留 `devicePodId`、`targetId`、`traceId`、`operationId`、`gatewaySessionId`、`interface`、`intent`、`route`、`status` 和 blocker/evidence 字段。真实控制动作不得用 `SOURCE`、`LOCAL`、`DRY-RUN` 或前端状态冒充 `DEV-LIVE`。

## 最小系统示例

一个 STM32F103 最小系统加 DAPLink 可以完整构成一个 `device-pod`：

```text
deviceTarget: STM32F103 最小系统
debugInterface: DAPLink SWD/CMSIS-DAP
projectWorkspace: STM32F103 源码、Keil 工程和编译工具链
ioInterface: DAPLink UART 串口
```

最小真实闭环也可以表述为：STM32F103 最小系统板作为 `deviceTarget`，一只 MKLink/DAPLink 类探针同时提供 `debugInterface` 和第一版 `ioInterface`，其中 debug 侧负责下载、复位和芯片识别，I/O 侧先只开放 UART；`projectWorkspace` 映射到用户 PC 上的源码目录、Keil 工程和工具链，再通过 gateway/device-host-cli 暴露受控构建和 artifact 能力。这样四要素齐备后，云端 code agent 就能围绕同一个 `device-pod` 完成改源码、编译、下载、复位、读串口的最小嵌入式开发闭环。

该模型后续可以扩展到更多 target 或更复杂 I/O probe，但每个 `device-pod` 仍只代表一个明确的设备目标能力单元。