decoders/nrf24l01/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2014 Jens Steinhauser <jens.steinhauser@gmail.com>
   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 class ChannelError(Exception):
  23     pass
  24
  25 regs = {
  26 #   addr: ('name',        size)
  27     0x00: ('CONFIG',      1),
  28     0x01: ('EN_AA',       1),
  29     0x02: ('EN_RXADDR',   1),
  30     0x03: ('SETUP_AW',    1),
  31     0x04: ('SETUP_RETR',  1),
  32     0x05: ('RF_CH',       1),
  33     0x06: ('RF_SETUP',    1),
  34     0x07: ('STATUS',      1),
  35     0x08: ('OBSERVE_TX',  1),
  36     0x09: ('RPD',         1),
  37     0x0a: ('RX_ADDR_P0',  5),
  38     0x0b: ('RX_ADDR_P1',  5),
  39     0x0c: ('RX_ADDR_P2',  1),
  40     0x0d: ('RX_ADDR_P3',  1),
  41     0x0e: ('RX_ADDR_P4',  1),
  42     0x0f: ('RX_ADDR_P5',  1),
  43     0x10: ('TX_ADDR',     5),
  44     0x11: ('RX_PW_P0',    1),
  45     0x12: ('RX_PW_P1',    1),
  46     0x13: ('RX_PW_P2',    1),
  47     0x14: ('RX_PW_P3',    1),
  48     0x15: ('RX_PW_P4',    1),
  49     0x16: ('RX_PW_P5',    1),
  50     0x17: ('FIFO_STATUS', 1),
  51     0x1c: ('DYNPD',       1),
  52     0x1d: ('FEATURE',     1),
  53 }
  54
  55 xn297_regs = {
  56     0x19: ('DEMOD_CAL',   5),
  57     0x1e: ('RF_CAL',      7),
  58     0x1f: ('BB_CAL',      5),
  59 }
  60
  61 class Decoder(srd.Decoder):
  62     api_version = 3
  63     id = 'nrf24l01'
  64     name = 'nRF24L01(+)'
  65     longname = 'Nordic Semiconductor nRF24L01(+)'
  66     desc = '2.4GHz RF transceiver chip.'
  67     license = 'gplv2+'
  68     inputs = ['spi']
  69     outputs = []
  70     tags = ['IC', 'Wireless/RF']
  71     options = (
  72         {'id': 'chip', 'desc': 'Chip type',
  73             'default': 'nrf24l01', 'values': ('nrf24l01', 'xn297')},
  74     )
  75     annotations = (
  76         # Sent from the host to the chip.
  77         ('cmd', 'Commands sent to the device'),
  78         ('tx-data', 'Payload sent to the device'),
  79
  80         # Returned by the chip.
  81         ('register', 'Registers read from the device'),
  82         ('rx-data', 'Payload read from the device'),
  83
  84         ('warning', 'Warnings'),
  85     )
  86     ann_cmd = 0
  87     ann_tx = 1
  88     ann_reg = 2
  89     ann_rx = 3
  90     ann_warn = 4
  91     annotation_rows = (
  92         ('commands', 'Commands', (ann_cmd, ann_tx)),
  93         ('responses', 'Responses', (ann_reg, ann_rx)),
  94         ('warnings', 'Warnings', (ann_warn,)),
  95     )
  96
  97     def __init__(self):
  98         self.reset()
  99
 100     def reset(self):
 101         self.next()
 102         self.requirements_met = True
 103         self.cs_was_released = False
 104
 105     def start(self):
 106         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 107         if self.options['chip'] == 'xn297':
 108             regs.update(xn297_regs)
 109
 110     def warn(self, pos, msg):
 111         '''Put a warning message 'msg' at 'pos'.'''
 112         self.put(pos[0], pos[1], self.out_ann, [self.ann_warn, [msg]])
 113
 114     def putp(self, pos, ann, msg):
 115         '''Put an annotation message 'msg' at 'pos'.'''
 116         self.put(pos[0], pos[1], self.out_ann, [ann, [msg]])
 117
 118     def next(self):
 119         '''Resets the decoder after a complete command was decoded.'''
 120         # 'True' for the first byte after CS went low.
 121         self.first = True
 122
 123         # The current command, and the minimum and maximum number
 124         # of data bytes to follow.
 125         self.cmd = None
 126         self.min = 0
 127         self.max = 0
 128
 129         # Used to collect the bytes after the command byte
 130         # (and the start/end sample number).
 131         self.mb = []
 132         self.mb_s = -1
 133         self.mb_e = -1
 134
 135     def mosi_bytes(self):
 136         '''Returns the collected MOSI bytes of a multi byte command.'''
 137         return [b[0] for b in self.mb]
 138
 139     def miso_bytes(self):
 140         '''Returns the collected MISO bytes of a multi byte command.'''
 141         return [b[1] for b in self.mb]
 142
 143     def decode_command(self, pos, b):
 144         '''Decodes the command byte 'b' at position 'pos' and prepares
 145         the decoding of the following data bytes.'''
 146         c = self.parse_command(b)
 147         if c is None:
 148             self.warn(pos, 'unknown command')
 149             return
 150
 151         self.cmd, self.dat, self.min, self.max = c
 152
 153         if self.cmd in ('W_REGISTER', 'ACTIVATE'):
 154             # Don't output anything now, the command is merged with
 155             # the data bytes following it.
 156             self.mb_s = pos[0]
 157         else:
 158             self.putp(pos, self.ann_cmd, self.format_command())
 159
 160     def format_command(self):
 161         '''Returns the label for the current command.'''
 162         if self.cmd == 'R_REGISTER':
 163             reg = regs[self.dat][0] if self.dat in regs else 'unknown register'
 164             return 'Cmd R_REGISTER "{}"'.format(reg)
 165         else:
 166             return 'Cmd {}'.format(self.cmd)
 167
 168     def parse_command(self, b):
 169         '''Parses the command byte.
 170
 171         Returns a tuple consisting of:
 172         - the name of the command
 173         - additional data needed to dissect the following bytes
 174         - minimum number of following bytes
 175         - maximum number of following bytes
 176         '''
 177
 178         if (b & 0xe0) in (0b00000000, 0b00100000):
 179             c = 'R_REGISTER' if not (b & 0xe0) else 'W_REGISTER'
 180             d = b & 0x1f
 181             m = regs[d][1] if d in regs else 1
 182             return (c, d, 1, m)
 183         if b == 0b01010000:
 184             # nRF24L01 only
 185             return ('ACTIVATE', None, 1, 1)
 186         if b == 0b01100001:
 187             return ('R_RX_PAYLOAD', None, 1, 32)
 188         if b == 0b01100000:
 189             return ('R_RX_PL_WID', None, 1, 1)
 190         if b == 0b10100000:
 191             return ('W_TX_PAYLOAD', None, 1, 32)
 192         if b == 0b10110000:
 193             return ('W_TX_PAYLOAD_NOACK', None, 1, 32)
 194         if (b & 0xf8) == 0b10101000:
 195             return ('W_ACK_PAYLOAD', b & 0x07, 1, 32)
 196         if b == 0b11100001:
 197             return ('FLUSH_TX', None, 0, 0)
 198         if b == 0b11100010:
 199             return ('FLUSH_RX', None, 0, 0)
 200         if b == 0b11100011:
 201             return ('REUSE_TX_PL', None, 0, 0)
 202         if b == 0b11111111:
 203             return ('NOP', None, 0, 0)
 204
 205     def decode_register(self, pos, ann, regid, data):
 206         '''Decodes a register.
 207
 208         pos   -- start and end sample numbers of the register
 209         ann   -- is the annotation number that is used to output the register.
 210         regid -- may be either an integer used as a key for the 'regs'
 211                  dictionary, or a string directly containing a register name.'
 212         data  -- is the register content.
 213         '''
 214
 215         if type(regid) == int:
 216             # Get the name of the register.
 217             if regid not in regs:
 218                 self.warn(pos, 'unknown register')
 219                 return
 220             name = regs[regid][0]
 221         else:
 222             name = regid
 223
 224         # Multi byte register come LSByte first.
 225         data = reversed(data)
 226
 227         if self.cmd == 'W_REGISTER' and ann == self.ann_cmd:
 228             # The 'W_REGISTER' command is merged with the following byte(s).
 229             label = '{}: {}'.format(self.format_command(), name)
 230         else:
 231             label = 'Reg {}'.format(name)
 232
 233         self.decode_mb_data(pos, ann, data, label, True)
 234
 235     def decode_mb_data(self, pos, ann, data, label, always_hex):
 236         '''Decodes the data bytes 'data' of a multibyte command at position
 237         'pos'. The decoded data is prefixed with 'label'. If 'always_hex' is
 238         True, all bytes are decoded as hex codes, otherwise only non
 239         printable characters are escaped.'''
 240
 241         if always_hex:
 242             def escape(b):
 243                 return '{:02X}'.format(b)
 244         else:
 245             def escape(b):
 246                 c = chr(b)
 247                 if not str.isprintable(c):
 248                     return '\\x{:02X}'.format(b)
 249                 return c
 250
 251         data = ''.join([escape(b) for b in data])
 252         text = '{} = "{}"'.format(label, data)
 253         self.putp(pos, ann, text)
 254
 255     def finish_command(self, pos):
 256         '''Decodes the remaining data bytes at position 'pos'.'''
 257
 258         if self.cmd == 'R_REGISTER':
 259             self.decode_register(pos, self.ann_reg,
 260                                  self.dat, self.miso_bytes())
 261         elif self.cmd == 'W_REGISTER':
 262             self.decode_register(pos, self.ann_cmd,
 263                                  self.dat, self.mosi_bytes())
 264         elif self.cmd == 'R_RX_PAYLOAD':
 265             self.decode_mb_data(pos, self.ann_rx,
 266                                 self.miso_bytes(), 'RX payload', False)
 267         elif (self.cmd == 'W_TX_PAYLOAD' or
 268               self.cmd == 'W_TX_PAYLOAD_NOACK'):
 269             self.decode_mb_data(pos, self.ann_tx,
 270                                 self.mosi_bytes(), 'TX payload', False)
 271         elif self.cmd == 'W_ACK_PAYLOAD':
 272             lbl = 'ACK payload for pipe {}'.format(self.dat)
 273             self.decode_mb_data(pos, self.ann_tx,
 274                                 self.mosi_bytes(), lbl, False)
 275         elif self.cmd == 'R_RX_PL_WID':
 276             msg = 'Payload width = {}'.format(self.mb[0][1])
 277             self.putp(pos, self.ann_reg, msg)
 278         elif self.cmd == 'ACTIVATE':
 279             self.putp(pos, self.ann_cmd, self.format_command())
 280             if self.mosi_bytes()[0] != 0x73:
 281                 self.warn(pos, 'wrong data for "ACTIVATE" command')
 282
 283     def decode(self, ss, es, data):
 284         if not self.requirements_met:
 285             return
 286
 287         ptype, data1, data2 = data
 288
 289         if ptype == 'CS-CHANGE':
 290             if data1 is None:
 291                 if data2 is None:
 292                     self.requirements_met = False
 293                     raise ChannelError('CS# pin required.')
 294                 elif data2 == 1:
 295                     self.cs_was_released = True
 296
 297             if data1 == 0 and data2 == 1:
 298                 # Rising edge, the complete command is transmitted, process
 299                 # the bytes that were send after the command byte.
 300                 if self.cmd:
 301                     # Check if we got the minimum number of data bytes
 302                     # after the command byte.
 303                     if len(self.mb) < self.min:
 304                         self.warn((ss, ss), 'missing data bytes')
 305                     elif self.mb:
 306                         self.finish_command((self.mb_s, self.mb_e))
 307
 308                 self.next()
 309                 self.cs_was_released = True
 310         elif ptype == 'DATA' and self.cs_was_released:
 311             mosi, miso = data1, data2
 312             pos = (ss, es)
 313
 314             if miso is None or mosi is None:
 315                 self.requirements_met = False
 316                 raise ChannelError('Both MISO and MOSI pins required.')
 317
 318             if self.first:
 319                 self.first = False
 320                 # First MOSI byte is always the command.
 321                 self.decode_command(pos, mosi)
 322                 # First MISO byte is always the status register.
 323                 self.decode_register(pos, self.ann_reg, 'STATUS', [miso])
 324             else:
 325                 if not self.cmd or len(self.mb) >= self.max:
 326                     self.warn(pos, 'excess byte')
 327                 else:
 328                     # Collect the bytes after the command byte.
 329                     if self.mb_s == -1:
 330                         self.mb_s = ss
 331                     self.mb_e = es
 332                     self.mb.append((mosi, miso))