]> sigrok.org Git - libsigrok.git/blobdiff - src/hardware/asix-sigma/protocol.h
asix-sigma: keep remaining samplerate handling in protocol.c
[libsigrok.git] / src / hardware / asix-sigma / protocol.h
index 5886546bb1973ca493efe59bb41cd7f96f94cce7..e3a9d512463c14f506a963330b4bb6ccebc80bd1 100644 (file)
@@ -4,6 +4,7 @@
  * Copyright (C) 2010-2012 Håvard Espeland <gus@ping.uio.no>,
  * Copyright (C) 2010 Martin Stensgård <mastensg@ping.uio.no>
  * Copyright (C) 2010 Carl Henrik Lunde <chlunde@ping.uio.no>
+ * Copyright (C) 2020 Gerhard Sittig <gerhard.sittig@gmx.net>
  *
  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -30,6 +31,8 @@
 #include <libsigrok/libsigrok.h>
 #include "libsigrok-internal.h"
 
+#define LOG_PREFIX "asix-sigma"
+
 /*
  * Triggers are not working in this implementation. Stop claiming
  * support for the feature which effectively is not available, until
  */
 #define ASIX_SIGMA_WITH_TRIGGER        0
 
-#define LOG_PREFIX "asix-sigma"
+/* Experimental support for OMEGA (scan only, operation is ENOIMPL). */
+#define ASIX_WITH_OMEGA 0
+
+#define USB_VENDOR_ASIX                        0xa600
+#define USB_PRODUCT_SIGMA              0xa000
+#define USB_PRODUCT_OMEGA              0xa004
+
+enum asix_device_type {
+       ASIX_TYPE_NONE,
+       ASIX_TYPE_SIGMA,
+       ASIX_TYPE_OMEGA,
+};
 
-#define USB_VENDOR                     0xa600
-#define USB_PRODUCT                    0xa000
-#define USB_DESCRIPTION                        "ASIX SIGMA"
-#define USB_VENDOR_NAME                        "ASIX"
-#define USB_MODEL_NAME                 "SIGMA"
+/*
+ * FPGA commands are 8bits wide. The upper nibble is a command opcode,
+ * the lower nibble can carry operand values. 8bit register addresses
+ * and 8bit data values get communicated in two steps.
+ */
+
+/* Register access. */
+#define REG_ADDR_LOW           (0x0 << 4)
+#define REG_ADDR_HIGH          (0x1 << 4)
+#define REG_DATA_LOW           (0x2 << 4)
+#define REG_DATA_HIGH_WRITE    (0x3 << 4)
+#define REG_READ_ADDR          (0x4 << 4)
+#define REG_ADDR_ADJUST                (1 << 0) /* Auto adjust register address. */
+#define REG_ADDR_DOWN          (1 << 1) /* 1 decrement, 0 increment. */
+#define REG_ADDR_INC           (REG_ADDR_ADJUST)
+#define REG_ADDR_DEC           (REG_ADDR_ADJUST | REG_ADDR_DOWN)
+
+/* Sample memory access. */
+#define REG_DRAM_WAIT_ACK      (0x5 << 4) /* Wait for completion. */
+#define REG_DRAM_BLOCK         (0x6 << 4) /* DRAM to BRAM, plus bank select. */
+#define REG_DRAM_BLOCK_BEGIN   (0x8 << 4) /* Read first BRAM bytes. */
+#define REG_DRAM_BLOCK_DATA    (0xa << 4) /* Read full BRAM block. */
+#define REG_DRAM_SEL_N         (0x1 << 4) /* Bank select, added to 6/8/a. */
+#define REG_DRAM_SEL_BOOL(b)   ((b) ? REG_DRAM_SEL_N : 0)
+
+/*
+ * Registers at a specific address can have different meanings depending
+ * on whether data is read or written. This is why direction is part of
+ * the programming language identifiers.
+ *
+ * The vendor documentation suggests that in addition to the first 16
+ * register addresses which implement the logic analyzer's feature set,
+ * there are 240 more registers in the 16 to 255 address range which
+ * are available to applications and plugin features. Can libsigrok's
+ * asix-sigma driver store configuration data there, to avoid expensive
+ * operations (think: firmware re-load).
+ */
 
 enum sigma_write_register {
        WRITE_CLOCK_SELECT      = 0,
-       WRITE_TRIGGER_SELECT0   = 1,
-       WRITE_TRIGGER_SELECT1   = 2,
+       WRITE_TRIGGER_SELECT    = 1,
+       WRITE_TRIGGER_SELECT2   = 2,
        WRITE_MODE              = 3,
        WRITE_MEMROW            = 4,
        WRITE_POST_TRIGGER      = 5,
        WRITE_TRIGGER_OPTION    = 6,
        WRITE_PIN_VIEW          = 7,
-
+       /* Unassigned register locations. */
        WRITE_TEST              = 15,
 };
 
@@ -72,54 +118,102 @@ enum sigma_read_register {
        READ_PIN_CHANGE_HIGH    = 9,
        READ_BLOCK_LAST_TS_LOW  = 10,
        READ_BLOCK_LAST_TS_HIGH = 11,
-       READ_PIN_VIEW           = 12,
-
+       READ_BLOCK_TS_OVERRUN   = 12,
+       READ_PIN_VIEW           = 13,
+       /* Unassigned register location. */
        READ_TEST               = 15,
 };
 
-#define REG_ADDR_LOW           (0x0 << 4)
-#define REG_ADDR_HIGH          (0x1 << 4)
-#define REG_DATA_LOW           (0x2 << 4)
-#define REG_DATA_HIGH_WRITE    (0x3 << 4)
-#define REG_READ_ADDR          (0x4 << 4)
-#define REG_DRAM_WAIT_ACK      (0x5 << 4)
-
-/* Bit (1 << 4) can be low or high (double buffer / cache) */
-#define REG_DRAM_BLOCK         (0x6 << 4)
-#define REG_DRAM_BLOCK_BEGIN   (0x8 << 4)
-#define REG_DRAM_BLOCK_DATA    (0xa << 4)
-
-#define LEDSEL0                        6
-#define LEDSEL1                        7
-
-#define NEXT_REG               1
-
-#define EVENTS_PER_CLUSTER     7
+#define TRGSEL2_LEDSEL0                (1 << 6)
+#define TRGSEL2_LEDSEL1                (1 << 7)
+
+/* WRITE_MODE register fields. */
+#define WMR_SDRAMWRITEEN       (1 << 0)
+#define WMR_SDRAMREADEN                (1 << 1)
+#define WMR_TRGRES             (1 << 2)
+#define WMR_TRGEN              (1 << 3)
+#define WMR_FORCESTOP          (1 << 4)
+#define WMR_TRGSW              (1 << 5)
+/* not used: bit position 6 */
+#define WMR_SDRAMINIT          (1 << 7)
+
+/* READ_MODE register fields. */
+#define RMR_SDRAMWRITEEN       (1 << 0)
+#define RMR_SDRAMREADEN                (1 << 1)
+/* not used: bit position 2 */
+#define RMR_TRGEN              (1 << 3)
+#define RMR_ROUND              (1 << 4)
+#define RMR_TRIGGERED          (1 << 5)
+#define RMR_POSTTRIGGERED      (1 << 6)
+/* not used: bit position 7 */
 
-#define CHUNK_SIZE             1024
+/*
+ * Trigger options. First and second write are similar, but _some_
+ * positions change their meaning.
+ */
+#define TRGOPT_TRGIEN          (1 << 7)
+#define TRGOPT_TRGOEN          (1 << 6)
+#define TRGOPT_TRGOINEN                (1 << 5) /* 1st write */
+#define TRGOPT_TRGINEG         TRGOPT1_TRGOINEN /* 2nd write */
+#define TRGOPT_TRGOEVNTEN      (1 << 4) /* 1st write */
+#define TRGOPT_TRGOPIN         TRGOPT1_TRGOEVNTEN /* 2nd write */
+#define TRGOPT_TRGOOUTEN       (1 << 3) /* 1st write */
+#define TRGOPT_TRGOLONG                TRGOPT1_TRGOOUTEN /* 2nd write */
+#define TRGOPT_TRGOUTR_OUT     (1 << 1)
+#define TRGOPT_TRGOUTR_EN      (1 << 0)
+#define TRGOPT_CLEAR_MASK      (TRGOPT_TRGOINEN | TRGOPT_TRGOEVNTEN | TRGOPT_TRGOOUTEN)
 
 /*
- * The entire ASIX Sigma DRAM is an array of struct sigma_dram_line[1024];
+ * Layout of the sample data DRAM, which will be downloaded to the PC:
+ *
+ * Sigma memory is organized in 32K rows. Each row contains 64 clusters.
+ * Each cluster contains a timestamp (16bit) and 7 events (16bits each).
+ * Events contain 16 bits of sample data (potentially taken at multiple
+ * sample points, see below).
+ *
+ * Total memory size is 32K x 64 x 8 x 2 bytes == 32 MiB (256 Mbit). The
+ * size of a memory row is 1024 bytes. Assuming x16 organization of the
+ * memory array, address specs (sample count, trigger position) are kept
+ * in 24bit entities. The upper 15 bit address the "row", the lower 9 bit
+ * refer to the "event" within the row. Because there is one timestamp for
+ * seven events each, one memory row can hold up to 64x7 == 448 events.
+ *
+ * Sample data is represented in 16bit quantities. The first sample in
+ * the cluster corresponds to the cluster's timestamp. Each next sample
+ * corresponds to the timestamp + 1, timestamp + 2, etc (the distance is
+ * one sample period, according to the samplerate). In the absence of
+ * pin level changes, no data is provided (RLE compression). A cluster
+ * is enforced for each 64K ticks of the timestamp, to reliably handle
+ * rollover and determine the next timestamp of the next cluster.
+ *
+ * For samplerates up to 50MHz, an event directly translates to one set
+ * of sample data at a single sample point, spanning up to 16 channels.
+ * For samplerates of 100MHz, there is one 16 bit entity for each 20ns
+ * period (50MHz rate). The 16 bit memory contains 2 samples of up to
+ * 8 channels. Bits of multiple samples are interleaved. For samplerates
+ * of 200MHz one 16bit entity contains 4 samples of up to 4 channels,
+ * each 5ns apart.
  */
 
-/* One "DRAM cluster" contains a timestamp and 7 samples, 16b total. */
-struct sigma_dram_cluster {
-       uint8_t         timestamp_lo;
-       uint8_t         timestamp_hi;
-       struct {
-               uint8_t sample_hi;
-               uint8_t sample_lo;
-       }               samples[7];
-};
+#define ROW_COUNT              32768
+#define ROW_LENGTH_BYTES       1024
+#define ROW_LENGTH_U16         (ROW_LENGTH_BYTES / sizeof(uint16_t))
+#define ROW_SHIFT              9 /* log2 of u16 count */
+#define ROW_MASK               ((1UL << ROW_SHIFT) - 1)
+#define EVENTS_PER_CLUSTER     7
+#define CLUSTERS_PER_ROW       (ROW_LENGTH_U16 / (1 + EVENTS_PER_CLUSTER))
+#define EVENTS_PER_ROW         (CLUSTERS_PER_ROW * EVENTS_PER_CLUSTER)
 
-/* One "DRAM line" contains 64 "DRAM clusters", 1024b total. */
 struct sigma_dram_line {
-       struct sigma_dram_cluster       cluster[64];
+       struct sigma_dram_cluster {
+               uint16_t timestamp;
+               uint16_t samples[EVENTS_PER_CLUSTER];
+       } cluster[CLUSTERS_PER_ROW];
 };
 
 struct clockselect_50 {
        uint8_t async;
-       uint8_t fraction;
+       uint64_t fraction;
        uint16_t disabled_channels;
 };
 
@@ -203,46 +297,79 @@ enum triggerfunc {
 struct sigma_state {
        enum {
                SIGMA_UNINITIALIZED = 0,
+               SIGMA_CONFIG,
                SIGMA_IDLE,
                SIGMA_CAPTURE,
+               SIGMA_STOPPING,
                SIGMA_DOWNLOAD,
        } state;
-
        uint16_t lastts;
        uint16_t lastsample;
 };
 
-/* Private, per-device-instance driver context. */
+enum sigma_firmware_idx {
+       SIGMA_FW_NONE,
+       SIGMA_FW_50MHZ,
+       SIGMA_FW_100MHZ,
+       SIGMA_FW_200MHZ,
+       SIGMA_FW_SYNC,
+       SIGMA_FW_FREQ,
+};
+
+struct submit_buffer;
+
 struct dev_context {
-       struct ftdi_context ftdic;
-       uint64_t cur_samplerate;
-       uint64_t period_ps;
-       uint64_t limit_msec;
-       uint64_t limit_samples;
-       struct timeval start_tv;
-       int cur_firmware;
+       struct {
+               uint16_t vid, pid;
+               uint32_t serno;
+               uint16_t prefix;
+               enum asix_device_type type;
+       } id;
+       struct {
+               struct ftdi_context ctx;
+               gboolean is_open, must_close;
+       } ftdi;
+       uint64_t samplerate;
+       struct sr_sw_limits cfg_limits; /* Configured limits (user specified). */
+       struct sr_sw_limits acq_limits; /* Acquisition limits (internal use). */
+       struct sr_sw_limits feed_limits; /* Datafeed limits (internal use). */
+       enum sigma_firmware_idx firmware_idx;
        int num_channels;
-       int cur_channels;
        int samples_per_event;
-       int capture_ratio;
+       uint64_t capture_ratio;
        struct sigma_trigger trigger;
        int use_triggers;
        struct sigma_state state;
+       struct submit_buffer *buffer;
 };
 
-extern SR_PRIV const uint64_t samplerates[];
-extern SR_PRIV const size_t samplerates_count;
-
-SR_PRIV int sigma_write_register(uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len, 
-                                struct dev_context *devc);
-SR_PRIV int sigma_set_register(uint8_t reg, uint8_t value, struct dev_context *devc);
-SR_PRIV int sigma_write_trigger_lut(struct triggerlut *lut, struct dev_context *devc);
-SR_PRIV void sigma_clear_helper(void *priv);
-SR_PRIV uint64_t sigma_limit_samples_to_msec(const struct dev_context *devc,
-                                            uint64_t limit_samples);
-SR_PRIV int sigma_set_samplerate(const struct sr_dev_inst *sdi, uint64_t samplerate);
+/* "Automatic" and forced USB connection open/close support. */
+SR_PRIV int sigma_check_open(const struct sr_dev_inst *sdi);
+SR_PRIV int sigma_check_close(struct dev_context *devc);
+SR_PRIV int sigma_force_open(const struct sr_dev_inst *sdi);
+SR_PRIV int sigma_force_close(struct dev_context *devc);
+
+/* Send register content (simple and complex) to the hardware. */
+SR_PRIV int sigma_write_register(struct dev_context *devc,
+       uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len);
+SR_PRIV int sigma_set_register(struct dev_context *devc,
+       uint8_t reg, uint8_t value);
+SR_PRIV int sigma_write_trigger_lut(struct dev_context *devc,
+       struct triggerlut *lut);
+
+/* Samplerate constraints check, get/set/list helpers. */
+SR_PRIV int sigma_normalize_samplerate(uint64_t want_rate, uint64_t *have_rate);
+SR_PRIV uint64_t sigma_get_samplerate(const struct sr_dev_inst *sdi);
+SR_PRIV GVariant *sigma_get_samplerates_list(void);
+
+/* Preparation of data acquisition, spec conversion, hardware configuration. */
+SR_PRIV int sigma_set_samplerate(const struct sr_dev_inst *sdi);
+SR_PRIV int sigma_set_acquire_timeout(struct dev_context *devc);
 SR_PRIV int sigma_convert_trigger(const struct sr_dev_inst *sdi);
+SR_PRIV int sigma_build_basic_trigger(struct dev_context *devc,
+       struct triggerlut *lut);
+
+/* Callback to periodically drive acuisition progress. */
 SR_PRIV int sigma_receive_data(int fd, int revents, void *cb_data);
-SR_PRIV int sigma_build_basic_trigger(struct triggerlut *lut, struct dev_context *devc);
 
 #endif