decoders/lpc/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2012-2013 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
   5 ##
   6 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 ## the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9 ## (at your option) any later version.
  10 ##
  11 ## This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 ## GNU General Public License for more details.
  15 ##
  16 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 ## along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 ##
  19
  20 import sigrokdecode as srd
  21
  22 # ...
  23 fields = {
  24     # START field (indicates start or stop of a transaction)
  25     'START': {
  26         0b0000: 'Start of cycle for a target',
  27         0b0001: 'Reserved',
  28         0b0010: 'Grant for bus master 0',
  29         0b0011: 'Grant for bus master 1',
  30         0b0100: 'Reserved',
  31         0b0101: 'Reserved',
  32         0b0110: 'Reserved',
  33         0b0111: 'Reserved',
  34         0b1000: 'Reserved',
  35         0b1001: 'Reserved',
  36         0b1010: 'Reserved',
  37         0b1011: 'Reserved',
  38         0b1100: 'Reserved',
  39         0b1101: 'Start of cycle for a Firmware Memory Read cycle',
  40         0b1110: 'Start of cycle for a Firmware Memory Write cycle',
  41         0b1111: 'Stop/abort (end of a cycle for a target)',
  42     },
  43     # Cycle type / direction field
  44     # Bit 0 (LAD[0]) is unused, should always be 0.
  45     # Neither host nor peripheral are allowed to drive 0b11x0.
  46     'CT_DR': {
  47         0b0000: 'I/O read',
  48         0b0010: 'I/O write',
  49         0b0100: 'Memory read',
  50         0b0110: 'Memory write',
  51         0b1000: 'DMA read',
  52         0b1010: 'DMA write',
  53         0b1100: 'Reserved / not allowed',
  54         0b1110: 'Reserved / not allowed',
  55     },
  56     # SIZE field (determines how many bytes are to be transferred)
  57     # Bits[3:2] are reserved, must be driven to 0b00.
  58     # Neither host nor peripheral are allowed to drive 0b0010.
  59     'SIZE': {
  60         0b0000: '8 bits (1 byte)',
  61         0b0001: '16 bits (2 bytes)',
  62         0b0010: 'Reserved / not allowed',
  63         0b0011: '32 bits (4 bytes)',
  64     },
  65     # CHANNEL field (bits[2:0] contain the DMA channel number)
  66     'CHANNEL': {
  67         0b0000: '0',
  68         0b0001: '1',
  69         0b0010: '2',
  70         0b0011: '3',
  71         0b0100: '4',
  72         0b0101: '5',
  73         0b0110: '6',
  74         0b0111: '7',
  75     },
  76     # SYNC field (used to add wait states)
  77     'SYNC': {
  78         0b0000: 'Ready',
  79         0b0001: 'Reserved',
  80         0b0010: 'Reserved',
  81         0b0011: 'Reserved',
  82         0b0100: 'Reserved',
  83         0b0101: 'Short wait',
  84         0b0110: 'Long wait',
  85         0b0111: 'Reserved',
  86         0b1000: 'Reserved',
  87         0b1001: 'Ready more (DMA only)',
  88         0b1010: 'Error',
  89         0b1011: 'Reserved',
  90         0b1100: 'Reserved',
  91         0b1101: 'Reserved',
  92         0b1110: 'Reserved',
  93         0b1111: 'Reserved',
  94     },
  95 }
  96
  97 class Decoder(srd.Decoder):
  98     api_version = 3
  99     id = 'lpc'
 100     name = 'LPC'
 101     longname = 'Low-Pin-Count'
 102     desc = 'Protocol for low-bandwidth devices on PC mainboards.'
 103     license = 'gplv2+'
 104     inputs = ['logic']
 105     outputs = ['lpc']
 106     channels = (
 107         {'id': 'lframe', 'name': 'LFRAME#', 'desc': 'Frame'},
 108         {'id': 'lclk',   'name': 'LCLK',    'desc': 'Clock'},
 109         {'id': 'lad0',   'name': 'LAD[0]',  'desc': 'Addr/control/data 0'},
 110         {'id': 'lad1',   'name': 'LAD[1]',  'desc': 'Addr/control/data 1'},
 111         {'id': 'lad2',   'name': 'LAD[2]',  'desc': 'Addr/control/data 2'},
 112         {'id': 'lad3',   'name': 'LAD[3]',  'desc': 'Addr/control/data 3'},
 113     )
 114     optional_channels = (
 115         {'id': 'lreset', 'name': 'LRESET#', 'desc': 'Reset'},
 116         {'id': 'ldrq',   'name': 'LDRQ#',   'desc': 'Encoded DMA / bus master request'},
 117         {'id': 'serirq', 'name': 'SERIRQ',  'desc': 'Serialized IRQ'},
 118         {'id': 'clkrun', 'name': 'CLKRUN#', 'desc': 'Clock run'},
 119         {'id': 'lpme',   'name': 'LPME#',   'desc': 'LPC power management event'},
 120         {'id': 'lpcpd',  'name': 'LPCPD#',  'desc': 'Power down'},
 121         {'id': 'lsmi',   'name': 'LSMI#',   'desc': 'System Management Interrupt'},
 122     )
 123     annotations = (
 124         ('warnings', 'Warnings'),
 125         ('start', 'Start'),
 126         ('cycle-type', 'Cycle-type/direction'),
 127         ('addr', 'Address'),
 128         ('tar1', 'Turn-around cycle 1'),
 129         ('sync', 'Sync'),
 130         ('data', 'Data'),
 131         ('tar2', 'Turn-around cycle 2'),
 132     )
 133     annotation_rows = (
 134         ('data', 'Data', (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)),
 135         ('warnings', 'Warnings', (0,)),
 136     )
 137
 138     def __init__(self):
 139         self.reset()
 140
 141     def reset(self):
 142         self.state = 'IDLE'
 143         self.oldlclk = -1
 144         self.samplenum = 0
 145         self.lad = -1
 146         self.addr = 0
 147         self.cur_nibble = 0
 148         self.cycle_type = -1
 149         self.databyte = 0
 150         self.tarcount = 0
 151         self.synccount = 0
 152         self.oldpins = None
 153         self.ss_block = self.es_block = None
 154
 155     def start(self):
 156         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 157
 158     def putb(self, data):
 159         self.put(self.ss_block, self.es_block, self.out_ann, data)
 160
 161     def handle_get_start(self, lad, lad_bits, lframe):
 162         # LAD[3:0]: START field (1 clock cycle).
 163
 164         # The last value of LAD[3:0] before LFRAME# gets de-asserted is what
 165         # the peripherals must use. However, the host can keep LFRAME# asserted
 166         # multiple clocks, and we output all START fields that occur, even
 167         # though the peripherals are supposed to ignore all but the last one.
 168         self.es_block = self.samplenum
 169         self.putb([1, [fields['START'][lad], 'START', 'St', 'S']])
 170         self.ss_block = self.samplenum
 171
 172         # Output a warning if LAD[3:0] changes while LFRAME# is low.
 173         # TODO
 174         if (self.lad != -1 and self.lad != lad):
 175             self.putb([0, ['LAD[3:0] changed while LFRAME# was asserted']])
 176
 177         # LFRAME# is asserted (low). Wait until it gets de-asserted again
 178         # (the host is allowed to keep it asserted multiple clocks).
 179         if lframe != 1:
 180             return
 181
 182         self.start_field = self.lad
 183         self.state = 'GET CT/DR'
 184
 185     def handle_get_ct_dr(self, lad, lad_bits):
 186         # LAD[3:0]: Cycle type / direction field (1 clock cycle).
 187
 188         self.cycle_type = fields['CT_DR'].get(lad, 'Reserved / unknown')
 189
 190         # TODO: Warning/error on invalid cycle types.
 191         if 'Reserved' in self.cycle_type:
 192             self.putb([0, ['Invalid cycle type (%s)' % lad_bits]])
 193
 194         self.es_block = self.samplenum
 195         self.putb([2, ['Cycle type: %s' % self.cycle_type]])
 196         self.ss_block = self.samplenum
 197
 198         self.state = 'GET ADDR'
 199         self.addr = 0
 200         self.cur_nibble = 0
 201
 202     def handle_get_addr(self, lad, lad_bits):
 203         # LAD[3:0]: ADDR field (4/8/0 clock cycles).
 204
 205         # I/O cycles: 4 ADDR clocks. Memory cycles: 8 ADDR clocks.
 206         # DMA cycles: no ADDR clocks at all.
 207         if self.cycle_type in ('I/O read', 'I/O write'):
 208             addr_nibbles = 4 # Address is 16bits.
 209         elif self.cycle_type in ('Memory read', 'Memory write'):
 210             addr_nibbles = 8 # Address is 32bits.
 211         else:
 212             addr_nibbles = 0 # TODO: How to handle later on?
 213
 214         # Addresses are driven MSN-first.
 215         offset = ((addr_nibbles - 1) - self.cur_nibble) * 4
 216         self.addr |= (lad << offset)
 217
 218         # Continue if we haven't seen all ADDR cycles, yet.
 219         if (self.cur_nibble < addr_nibbles - 1):
 220             self.cur_nibble += 1
 221             return
 222
 223         self.es_block = self.samplenum
 224         s = 'Address: 0x%%0%dx' % addr_nibbles
 225         self.putb([3, [s % self.addr]])
 226         self.ss_block = self.samplenum
 227
 228         self.state = 'GET TAR'
 229         self.tar_count = 0
 230
 231     def handle_get_tar(self, lad, lad_bits):
 232         # LAD[3:0]: First TAR (turn-around) field (2 clock cycles).
 233
 234         self.es_block = self.samplenum
 235         self.putb([4, ['TAR, cycle %d: %s' % (self.tarcount, lad_bits)]])
 236         self.ss_block = self.samplenum
 237
 238         # On the first TAR clock cycle LAD[3:0] is driven to 1111 by
 239         # either the host or peripheral. On the second clock cycle,
 240         # the host or peripheral tri-states LAD[3:0], but its value
 241         # should still be 1111, due to pull-ups on the LAD lines.
 242         if lad_bits != '1111':
 243             self.putb([0, ['TAR, cycle %d: %s (expected 1111)' % \
 244                            (self.tarcount, lad_bits)]])
 245
 246         if (self.tarcount != 1):
 247             self.tarcount += 1
 248             return
 249
 250         self.tarcount = 0
 251         self.state = 'GET SYNC'
 252
 253     def handle_get_sync(self, lad, lad_bits):
 254         # LAD[3:0]: SYNC field (1-n clock cycles).
 255
 256         self.sync_val = lad_bits
 257         self.cycle_type = fields['SYNC'].get(lad, 'Reserved / unknown')
 258
 259         # TODO: Warnings if reserved value are seen?
 260         if 'Reserved' in self.cycle_type:
 261             self.putb([0, ['SYNC, cycle %d: %s (reserved value)' % \
 262                            (self.synccount, self.sync_val)]])
 263
 264         self.es_block = self.samplenum
 265         self.putb([5, ['SYNC, cycle %d: %s' % (self.synccount, self.sync_val)]])
 266         self.ss_block = self.samplenum
 267
 268         # TODO
 269
 270         self.cycle_count = 0
 271         self.state = 'GET DATA'
 272
 273     def handle_get_data(self, lad, lad_bits):
 274         # LAD[3:0]: DATA field (2 clock cycles).
 275
 276         # Data is driven LSN-first.
 277         if (self.cycle_count == 0):
 278             self.databyte = lad
 279         elif (self.cycle_count == 1):
 280             self.databyte |= (lad << 4)
 281         else:
 282             raise Exception('Invalid cycle_count: %d' % self.cycle_count)
 283
 284         if (self.cycle_count != 1):
 285             self.cycle_count += 1
 286             return
 287
 288         self.es_block = self.samplenum
 289         self.putb([6, ['DATA: 0x%02x' % self.databyte]])
 290         self.ss_block = self.samplenum
 291
 292         self.cycle_count = 0
 293         self.state = 'GET TAR2'
 294
 295     def handle_get_tar2(self, lad, lad_bits):
 296         # LAD[3:0]: Second TAR field (2 clock cycles).
 297
 298         self.es_block = self.samplenum
 299         self.putb([7, ['TAR, cycle %d: %s' % (self.tarcount, lad_bits)]])
 300         self.ss_block = self.samplenum
 301
 302         # On the first TAR clock cycle LAD[3:0] is driven to 1111 by
 303         # either the host or peripheral. On the second clock cycle,
 304         # the host or peripheral tri-states LAD[3:0], but its value
 305         # should still be 1111, due to pull-ups on the LAD lines.
 306         if lad_bits != '1111':
 307             self.putb([0, ['Warning: TAR, cycle %d: %s (expected 1111)'
 308                            % (self.tarcount, lad_bits)]])
 309
 310         if (self.tarcount != 1):
 311             self.tarcount += 1
 312             return
 313
 314         self.tarcount = 0
 315         self.state = 'IDLE'
 316
 317     def decode(self):
 318         while True:
 319             # TODO: Come up with more appropriate self.wait() conditions.
 320             pins = self.wait()
 321
 322             # If none of the pins changed, there's nothing to do.
 323             if self.oldpins == pins:
 324                 continue
 325
 326             # Store current pin values for the next round.
 327             self.oldpins = pins
 328
 329             # Get individual pin values into local variables.
 330             (lframe, lclk, lad0, lad1, lad2, lad3) = pins[:6]
 331             (lreset, ldrq, serirq, clkrun, lpme, lpcpd, lsmi) = pins[6:]
 332
 333             # Only look at the signals upon rising LCLK edges. The LPC clock
 334             # is the same as the PCI clock (which is sampled at rising edges).
 335             if not (self.oldlclk == 0 and lclk == 1):
 336                 self.oldlclk = lclk
 337                 continue
 338
 339             # Store LAD[3:0] bit values (one nibble) in local variables.
 340             # Most (but not all) states need this.
 341             if self.state != 'IDLE':
 342                 lad = (lad3 << 3) | (lad2 << 2) | (lad1 << 1) | lad0
 343                 lad_bits = '{:04b}'.format(lad)
 344                 # self.putb([0, ['LAD: %s' % lad_bits]])
 345
 346             # TODO: Only memory read/write is currently supported/tested.
 347
 348             # State machine
 349             if self.state == 'IDLE':
 350                 # A valid LPC cycle starts with LFRAME# being asserted (low).
 351                 if lframe != 0:
 352                     continue
 353                 self.ss_block = self.samplenum
 354                 self.state = 'GET START'
 355                 self.lad = -1
 356             elif self.state == 'GET START':
 357                 self.handle_get_start(lad, lad_bits, lframe)
 358             elif self.state == 'GET CT/DR':
 359                 self.handle_get_ct_dr(lad, lad_bits)
 360             elif self.state == 'GET ADDR':
 361                 self.handle_get_addr(lad, lad_bits)
 362             elif self.state == 'GET TAR':
 363                 self.handle_get_tar(lad, lad_bits)
 364             elif self.state == 'GET SYNC':
 365                 self.handle_get_sync(lad, lad_bits)
 366             elif self.state == 'GET DATA':
 367                 self.handle_get_data(lad, lad_bits)
 368             elif self.state == 'GET TAR2':
 369                 self.handle_get_tar2(lad, lad_bits)