]> sigrok.org Git - libsigrok.git/blobdiff - src/hardware/kingst-la2016/protocol.c
kingst-la2016: setup usb transfer sizes to be multiple of endpoint max packet size...
[libsigrok.git] / src / hardware / kingst-la2016 / protocol.c
index 22c47f475510b2674e57fd3023c7adb355499c94..ecb21e3faa7af4c34eabccc3a6f85edf576f6a62 100644 (file)
 #include "libsigrok-internal.h"
 #include "protocol.h"
 
-#define FPGA_FIRMWARE  "kingst-la2016a-fpga.bitstream"
 #define UC_FIRMWARE    "kingst-la-%04x.fw"
+#define FPGA_FW_LA2016 "kingst-la2016-fpga.bitstream"
+#define FPGA_FW_LA2016A        "kingst-la2016a1-fpga.bitstream"
+#define FPGA_FW_LA1016 "kingst-la1016-fpga.bitstream"
+#define FPGA_FW_LA1016A        "kingst-la1016a1-fpga.bitstream"
 
-#define MAX_SAMPLE_RATE  SR_MHZ(200)
+#define MAX_SAMPLE_RATE_LA2016 SR_MHZ(200)
+#define MAX_SAMPLE_RATE_LA1016 SR_MHZ(100)
 #define MAX_SAMPLE_DEPTH 10e9
 #define MAX_PWM_FREQ     SR_MHZ(20)
-#define PWM_CLOCK        SR_MHZ(200)
+#define PWM_CLOCK        SR_MHZ(200)   /* this is 200MHz for both the LA2016 and LA1016 */
 
 /* usb vendor class control requests to the cypress FX2 microcontroller */
-#define        CMD_EEPROM      0xa2    /* ctrl_in reads, ctrl_out writes */
-#define        CMD_FPGA_INIT   0x50    /* used before and after FPGA bitstream loading */
-#define        CMD_FPGA_SPI    0x20    /* access registers in the FPGA over SPI bus, ctrl_in reads, ctrl_out writes */
-#define        CMD_FPGA_ENABLE 0x10
-#define        CMD_BULK_RESET  0x38    /* flush FX2 usb endpoint 6 IN fifos */
-#define        CMD_BULK_START  0x30    /* begin transfer of capture data via usb endpoint 6 IN */
-#define        CMD_KAUTH       0x60    /* communicate with authentication ic U10, not used */
+#define CMD_FPGA_ENABLE        0x10
+#define CMD_FPGA_SPI   0x20    /* access registers in the FPGA over SPI bus, ctrl_in reads, ctrl_out writes */
+#define CMD_BULK_START 0x30    /* begin transfer of capture data via usb endpoint 6 IN */
+#define CMD_BULK_RESET 0x38    /* flush FX2 usb endpoint 6 IN fifos */
+#define CMD_FPGA_INIT  0x50    /* used before and after FPGA bitstream loading */
+#define CMD_KAUTH      0x60    /* communicate with authentication ic U10, not used */
+#define CMD_EEPROM     0xa2    /* ctrl_in reads, ctrl_out writes */
 
 /*
  * fpga spi register addresses for control request CMD_FPGA_SPI:
  * as appropriate. In this driver code just use IN transactions
  * to read, OUT to write.
  */
-#define        REG_RUN         0x00    /* read capture status, write capture start */
-#define        REG_PWM_EN      0x02    /* user pwm channels on/off */
-#define        REG_CAPT_MODE   0x03    /* set to 0x00 for capture to sdram, 0x01 bypass sdram for streaming */
-#define        REG_BULK        0x08    /* write start address and number of bytes for capture data bulk upload */
-#define        REG_SAMPLING    0x10    /* write capture config, read capture data location in sdram */
-#define        REG_TRIGGER     0x20    /* write level and edge trigger config */
-#define        REG_THRESHOLD   0x68    /* write two pwm configs to control input threshold dac */
-#define        REG_PWM1        0x70    /* write config for user pwm1 */
-#define        REG_PWM2        0x78    /* write config for user pwm2 */
+#define REG_RUN                0x00    /* read capture status, write capture start */
+#define REG_PWM_EN     0x02    /* user pwm channels on/off */
+#define REG_CAPT_MODE  0x03    /* set to 0x00 for capture to sdram, 0x01 bypass sdram for streaming */
+#define REG_BULK       0x08    /* write start address and number of bytes for capture data bulk upload */
+#define REG_SAMPLING   0x10    /* write capture config, read capture data location in sdram */
+#define REG_TRIGGER    0x20    /* write level and edge trigger config */
+#define REG_THRESHOLD  0x68    /* write two pwm configs to control input threshold dac */
+#define REG_PWM1       0x70    /* write config for user pwm1 */
+#define REG_PWM2       0x78    /* write config for user pwm2 */
 
 static int ctrl_in(const struct sr_dev_inst *sdi,
                   uint8_t bRequest, uint16_t wValue, uint16_t wIndex,
@@ -113,7 +117,7 @@ static int ctrl_out(const struct sr_dev_inst *sdi,
        return SR_OK;
 }
 
-static int upload_fpga_bitstream(const struct sr_dev_inst *sdi)
+static int upload_fpga_bitstream(const struct sr_dev_inst *sdi, const char *bitstream_fname)
 {
        struct dev_context *devc;
        struct drv_context *drvc;
@@ -132,11 +136,11 @@ static int upload_fpga_bitstream(const struct sr_dev_inst *sdi)
        drvc = sdi->driver->context;
        usb = sdi->conn;
 
-       sr_info("Uploading FPGA bitstream '%s'.", FPGA_FIRMWARE);
+       sr_info("Uploading FPGA bitstream '%s'.", bitstream_fname);
 
-       ret = sr_resource_open(drvc->sr_ctx, &bitstream, SR_RESOURCE_FIRMWARE, FPGA_FIRMWARE);
+       ret = sr_resource_open(drvc->sr_ctx, &bitstream, SR_RESOURCE_FIRMWARE, bitstream_fname);
        if (ret != SR_OK) {
-               sr_err("could not find la2016 firmware %s!", FPGA_FIRMWARE);
+               sr_err("could not find fpga firmware %s!", bitstream_fname);
                return ret;
        }
 
@@ -356,7 +360,7 @@ static int set_defaults(const struct sr_dev_inst *sdi)
        devc->capture_ratio = 5; /* percent */
        devc->cur_channels = 0xffff;
        devc->limit_samples = 5000000;
-       devc->cur_samplerate = 200000000;
+       devc->cur_samplerate = SR_MHZ(100);
 
        ret = set_threshold_voltage(sdi, devc->threshold_voltage);
        if (ret)
@@ -481,16 +485,16 @@ static int set_sample_config(const struct sr_dev_inst *sdi)
        devc = sdi->priv;
        total = 128 * 1024 * 1024;
 
-       if (devc->cur_samplerate > MAX_SAMPLE_RATE) {
+       if (devc->cur_samplerate > devc->max_samplerate) {
                sr_err("too high sample rate: %" PRIu64, devc->cur_samplerate);
                return SR_ERR;
        }
 
-       clock_divisor = MAX_SAMPLE_RATE / (double)devc->cur_samplerate;
+       clock_divisor = devc->max_samplerate / (double)devc->cur_samplerate;
        if (clock_divisor > 0xffff)
                clock_divisor = 0xffff;
        divisor = (uint16_t)(clock_divisor + 0.5);
-       devc->cur_samplerate = MAX_SAMPLE_RATE / divisor;
+       devc->cur_samplerate = devc->max_samplerate / divisor;
 
        if (devc->limit_samples > MAX_SAMPLE_DEPTH) {
                sr_err("too high sample depth: %" PRIu64, devc->limit_samples);
@@ -506,7 +510,7 @@ static int set_sample_config(const struct sr_dev_inst *sdi)
        write_u32le_inc(&wrptr, devc->limit_samples);
        write_u8_inc(&wrptr, 0);
        write_u32le_inc(&wrptr, devc->pre_trigger_size);
-       write_u32le_inc(&wrptr, ((total * devc->capture_ratio) / 100) & 0xFFFFFF00 );
+       write_u32le_inc(&wrptr, ((total * devc->capture_ratio) / 100) & 0xFFFFFF00);
        write_u16le_inc(&wrptr, divisor);
        write_u8_inc(&wrptr, 0);
 
@@ -519,24 +523,58 @@ static int set_sample_config(const struct sr_dev_inst *sdi)
        return SR_OK;
 }
 
-/**
- * lowest 2 bit are probably:
- * 2: recording
- * 1: finished
- * next 2 bit indicate whether we are still waiting for triggering
- * 0: waiting
- * 3: triggered
+/* The run state is read from FPGA registers 1[hi-byte] and 0[lo-byte]
+ * and the bits are interpreted as follows:
+ *
+ * register 0:
+ *     bit0 1= idle
+ *     bit1 1= writing to sdram
+ *     bit2 0= waiting_for_trigger 1=been_triggered
+ *     bit3 0= pretrigger_sampling 1=posttrigger_sampling
+ *     ...unknown...
+ * register 1:
+ *     meaning of bits unknown (but vendor software reads this, so just do the same)
+ *
+ * The run state values occur in this order:
+ * 0x85E2: pre-sampling (for samples before trigger position, capture ratio > 0%)
+ * 0x85EA: pre-sampling complete, now waiting for trigger (whilst sampling continuously)
+ * 0x85EE: running
+ * 0x85ED: idle
  */
 static uint16_t run_state(const struct sr_dev_inst *sdi)
 {
        uint16_t state;
+       static uint16_t previous_state = 0;
        int ret;
 
        if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_FPGA_SPI, REG_RUN, 0, &state, sizeof(state))) != SR_OK) {
                sr_err("failed to read run state!");
                return ret;
        }
-       sr_dbg("run_state: 0x%04x", state);
+
+       /* This function is called about every 50ms.
+        * To avoid filling the log file with redundant information during long captures,
+        * just print a log message if status has changed.
+        */
+
+       if (state != previous_state) {
+               previous_state = state;
+               if ((state & 0x0003) == 0x01) {
+                       sr_dbg("run_state: 0x%04x (%s)", state, "idle");
+               }
+               else if ((state & 0x000f) == 0x02) {
+                       sr_dbg("run_state: 0x%04x (%s)", state, "pre-trigger sampling");
+               }
+               else if ((state & 0x000f) == 0x0a) {
+                       sr_dbg("run_state: 0x%04x (%s)", state, "sampling, waiting for trigger");
+               }
+               else if ((state & 0x000f) == 0x0e) {
+                       sr_dbg("run_state: 0x%04x (%s)", state, "post-trigger sampling");
+               }
+               else {
+                       sr_dbg("run_state: 0x%04x", state);
+               }
+       }
 
        return state;
 }
@@ -685,9 +723,11 @@ SR_PRIV int la2016_start_retrieval(const struct sr_dev_inst *sdi, libusb_transfe
        }
 
        to_read = devc->n_bytes_to_read;
-       if (to_read > LA2016_BULK_MAX)
-               to_read = LA2016_BULK_MAX;
-
+       /* choose a buffer size for all of the usb transfers */
+       if (to_read >= LA2016_USB_BUFSZ)
+               to_read = LA2016_USB_BUFSZ; /* multiple transfers */
+       else /* one transfer, make buffer size some multiple of LA2016_EP6_PKTSZ */
+               to_read = (to_read + (LA2016_EP6_PKTSZ-1)) & ~(LA2016_EP6_PKTSZ-1);
        buffer = g_try_malloc(to_read);
        if (!buffer) {
                sr_err("Failed to allocate %d bytes for bulk transfer", to_read);
@@ -714,91 +754,117 @@ SR_PRIV int la2016_start_retrieval(const struct sr_dev_inst *sdi, libusb_transfe
 SR_PRIV int la2016_init_device(const struct sr_dev_inst *sdi)
 {
        struct dev_context *devc;
-       int ret;
-       uint32_t i1;
-       uint32_t i2[2];
        uint16_t state;
-
-       /* this unknown_cmd1 seems to depend on the FPGA bitstream */
-       uint8_t unknown_cmd1_340[] = { 0xa3, 0x09, 0xc9, 0x8d, 0xe7, 0xad, 0x7a, 0x62, 0xb6, 0xd1, 0xbf };
-       uint8_t unknown_cmd1_342[] = { 0xa3, 0x09, 0xc9, 0xf4, 0x32, 0x4c, 0x4d, 0xee, 0xab, 0xa0, 0xdd };
-       uint8_t expected_unknown_resp1_340[] = { 0xa3, 0x10, 0xda, 0x66, 0x6b, 0x93, 0x5c, 0x55, 0x38, 0x50, 0x39, 0x51, 0x98, 0x86, 0x5d, 0x06, 0x7c, 0xea };
-       uint8_t expected_unknown_resp1_342[] = { 0xa3, 0x10, 0xb3, 0x92, 0x7b, 0xd8, 0x6b, 0xca, 0xa5, 0xab, 0x42, 0x6e, 0xda, 0xcd, 0x9d, 0xf1, 0x31, 0x2f };
-       uint8_t unknown_resp1[sizeof(expected_unknown_resp1_340)];
-       uint8_t *expected_unknown_resp1;
-       uint8_t *unknown_cmd1;
-
-       uint8_t unknown_cmd2[] = { 0xa3, 0x01, 0xca };
-       uint8_t expected_unknown_resp2[] = { 0xa3, 0x08, 0x06, 0x83, 0x96, 0x29, 0x15, 0xe1, 0x92, 0x74, 0x00, 0x00 };
-       uint8_t unknown_resp2[sizeof(expected_unknown_resp2)];
+       uint8_t buf[8];
+       int16_t purchase_date_bcd[2];
+       uint8_t magic;
+       int ret;
 
        devc = sdi->priv;
 
-       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_EEPROM, 0x20, 0, &i1, sizeof(i1))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to read i1");
-               return ret;
+       /* Four bytes of eeprom at 0x20 are purchase year & month in BCD format, with 16bit
+        * complemented checksum; e.g. 2004DFFB = 2020-April.
+        * This helps to identify the age of devices if unknown magic numbers occur.
+        */
+       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_EEPROM, 0x20, 0, purchase_date_bcd, sizeof(purchase_date_bcd))) != SR_OK) {
+               sr_err("failed to read eeprom purchase_date_bcd");
        }
-       sr_dbg("i1: 0x%08x", i1);
-
-       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_EEPROM, 0x08, 0, &i2, sizeof(i2))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to read i2");
-               return ret;
+       else {
+               sr_dbg("purchase date: 20%02hx-%02hx", (purchase_date_bcd[0]) & 0x00ff, (purchase_date_bcd[0] >> 8) & 0x00ff);
+               if (purchase_date_bcd[0] != (0x0ffff & ~purchase_date_bcd[1])) {
+                       sr_err("purchase date: checksum failure");
+               }
        }
-       sr_dbg("i2: 0x%08x, 0x%08x", i2[0], i2[1]);
 
-       if ((ret = upload_fpga_bitstream(sdi)) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to upload fpga bitstream");
-               return ret;
-       }
+       /*
+        * There are four known kingst logic analyser devices which use this same usb vid and pid:
+        * LA2016, LA1016 and the older revision of each of these. They all use the same hardware
+        * and the same FX2 mcu firmware but each requires a different fpga bitstream. They are
+        * differentiated by a 'magic' byte within the 8 bytes of EEPROM from address 0x08.
+        * For example;
+        *
+        * magic=0x08
+        *  | ~magic=0xf7
+        *  | |
+        * 08F7000008F710EF
+        *          | |
+        *          | ~magic-backup
+        *          magic-backup
+        *
+        * It seems that only these magic bytes are used, other bytes shown above are 'don't care'.
+        * Changing the magic byte on newer device to older magic causes OEM software to load
+        * the older fpga bitstream. The device then functions but has channels out of order.
+        * It's likely the bitstreams were changed to move input channel pins due to PCB changes.
+        *
+        * magic 9 == LA1016a using "kingst-la1016a1-fpga.bitstream" (latest v1.3.0 PCB, perhaps others)
+        * magic 8 == LA2016a using "kingst-la2016a1-fpga.bitstream" (latest v1.3.0 PCB, perhaps others)
+        * magic 3 == LA1016 using "kingst-la1016-fpga.bitstream"
+        * magic 2 == LA2016 using "kingst-la2016-fpga.bitstream"
+        *
+        * This was all determined by altering the eeprom contents of an LA2016 and LA1016 and observing
+        * the vendor software actions, either raising errors or loading specific bitstreams.
+        *
+        * Note:
+        * An LA1016 cannot be converted to an LA2016 by changing the magic number - the bitstream
+        * will not authenticate with ic U10, which has different security coding for each device type.
+        */
 
-       if (run_state(sdi) == 0xffff) {
-               sr_err("run_state after fpga bitstream upload is 0xffff!");
+       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_EEPROM, 0x08, 0, &buf, sizeof(buf))) != SR_OK) {
+               sr_err("failed to read eeprom device identifier bytes");
+               return ret;
+       }
+
+       magic = 0;
+       if (buf[0] == (0x0ff & ~buf[1])) {
+               /* primary copy of magic passes complement check */
+               magic = buf[0];
+       }
+       else if (buf[4] == (0x0ff & ~buf[5])) {
+               /* backup copy of magic passes complement check */
+               sr_dbg("device_type: using backup copy of magic number");
+               magic = buf[4];
+       }
+
+       sr_dbg("device_type: magic number is %hhu", magic);
+
+       /* select the correct fpga bitstream for this device */
+       switch (magic) {
+       case 2:
+               ret = upload_fpga_bitstream(sdi, FPGA_FW_LA2016);
+               devc->max_samplerate = MAX_SAMPLE_RATE_LA2016;
+               break;
+       case 3:
+               ret = upload_fpga_bitstream(sdi, FPGA_FW_LA1016);
+               devc->max_samplerate = MAX_SAMPLE_RATE_LA1016;
+               break;
+       case 8:
+               ret = upload_fpga_bitstream(sdi, FPGA_FW_LA2016A);
+               devc->max_samplerate = MAX_SAMPLE_RATE_LA2016;
+               break;
+       case 9:
+               ret = upload_fpga_bitstream(sdi, FPGA_FW_LA1016A);
+               devc->max_samplerate = MAX_SAMPLE_RATE_LA1016;
+               break;
+       default:
+               sr_err("device_type: device not supported; magic number indicates this is not a LA2016 or LA1016");
                return SR_ERR;
        }
 
-       if (devc->bitstream_size == 0x2b602) {
-               // v3.4.0
-               unknown_cmd1 = unknown_cmd1_340;
-               expected_unknown_resp1 = expected_unknown_resp1_340;
-       } else {
-               // v3.4.2
-               if (devc->bitstream_size != 0x2b839)
-                       sr_warn("the FPGA bitstream size %d is unknown. tested bistreams from vendor's version 3.4.0 and 3.4.2\n", devc->bitstream_size);
-               unknown_cmd1 = unknown_cmd1_342;
-               expected_unknown_resp1 = expected_unknown_resp1_342;
-       }
-       if ((ret = ctrl_out(sdi, CMD_KAUTH, 0x00, 0, unknown_cmd1, sizeof(unknown_cmd1_340))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to send unknown_cmd1");
-               return ret;
-       }
-       g_usleep(80 * 1000);
-       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_KAUTH, 0x00, 0, unknown_resp1, sizeof(unknown_resp1))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to read unknown_resp1");
+       if (ret != SR_OK) {
+               sr_err("failed to upload fpga bitstream");
                return ret;
        }
-       if (memcmp(unknown_resp1, expected_unknown_resp1, sizeof(unknown_resp1)))
-               sr_dbg("unknown_cmd1 response is not as expected, this is to be expected...");
 
        state = run_state(sdi);
-       if (state != 0x85e9)
+       if (state != 0x85e9) {
                sr_warn("expect run state to be 0x85e9, but it reads 0x%04x", state);
-
-       if ((ret = ctrl_out(sdi, CMD_KAUTH, 0x00, 0, unknown_cmd2, sizeof(unknown_cmd2))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to send unknown_cmd2");
-               return ret;
-       }
-       g_usleep(80 * 1000);
-       if ((ret = ctrl_in(sdi, CMD_KAUTH, 0x00, 0, unknown_resp2, sizeof(unknown_resp2))) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to read unknown_resp2");
-               return ret;
        }
-       if (memcmp(unknown_resp2, expected_unknown_resp2, sizeof(unknown_resp2)))
-               sr_dbg("unknown_cmd2 response is not as expected!");
 
        if ((ret = ctrl_out(sdi, CMD_BULK_RESET, 0x00, 0, NULL, 0)) != SR_OK) {
-               sr_err("failed to send unknown_cmd3");
+               sr_err("failed to send CMD_BULK_RESET");
                return ret;
        }
+
        sr_dbg("device should be initialized");
 
        return set_defaults(sdi);