srd: Performance improvements for various PDs.
[libsigrokdecode.git] / decoders / spi / spi.py
1 ##
2 ## This file is part of the sigrok project.
3 ##
4 ## Copyright (C) 2011 Gareth McMullin <gareth@blacksphere.co.nz>
5 ## Copyright (C) 2012 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
6 ##
7 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 ## the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 ## (at your option) any later version.
11 ##
12 ## This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 ## GNU General Public License for more details.
16 ##
17 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
18 ## along with this program; if not, write to the Free Software
19 ## Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
20 ##
21
22 # SPI protocol decoder
23
24 import sigrokdecode as srd
25
26 # Key: (CPOL, CPHA). Value: SPI mode.
27 # Clock polarity (CPOL) = 0/1: Clock is low/high when inactive.
28 # Clock phase (CPHA) = 0/1: Data is valid on the leading/trailing clock edge.
29 spi_mode = {
30     (0, 0): 0, # Mode 0
31     (0, 1): 1, # Mode 1
32     (1, 0): 2, # Mode 2
33     (1, 1): 3, # Mode 3
34 }
35
36 # Annotation formats
37 ANN_HEX = 0
38
39 class Decoder(srd.Decoder):
40     api_version = 1
41     id = 'spi'
42     name = 'SPI'
43     longname = 'Serial Peripheral Interface'
44     desc = 'Full-duplex, synchronous, serial bus.'
45     license = 'gplv2+'
46     inputs = ['logic']
47     outputs = ['spi']
48     probes = [
49         {'id': 'miso', 'name': 'MISO',
50          'desc': 'SPI MISO line (Master in, slave out)'},
51         {'id': 'mosi', 'name': 'MOSI',
52          'desc': 'SPI MOSI line (Master out, slave in)'},
53         {'id': 'sck', 'name': 'CLK', 'desc': 'SPI clock line'},
54         {'id': 'cs', 'name': 'CS#', 'desc': 'SPI CS (chip select) line'},
55     ]
56     optional_probes = [] # TODO
57     options = {
58         'cs_polarity': ['CS# polarity', 'active-low'],
59         'cpol': ['Clock polarity', 0],
60         'cpha': ['Clock phase', 0],
61         'bitorder': ['Bit order within the SPI data', 'msb-first'],
62         'wordsize': ['Word size of SPI data', 8], # 1-64?
63     }
64     annotations = [
65         ['Hex', 'SPI data bytes in hex format'],
66     ]
67
68     def __init__(self):
69         self.oldsck = 1
70         self.bitcount = 0
71         self.mosidata = 0
72         self.misodata = 0
73         self.bytesreceived = 0
74         self.samplenum = -1
75         self.cs_was_deasserted_during_data_word = 0
76         self.oldcs = -1
77         self.oldpins = None
78
79     def start(self, metadata):
80         self.out_proto = self.add(srd.OUTPUT_PROTO, 'spi')
81         self.out_ann = self.add(srd.OUTPUT_ANN, 'spi')
82
83     def report(self):
84         return 'SPI: %d bytes received' % self.bytesreceived
85
86     def decode(self, ss, es, data):
87         # TODO: Either MISO or MOSI could be optional. CS# is optional.
88         for (self.samplenum, pins) in data:
89
90             # Ignore identical samples early on (for performance reasons).
91             if self.oldpins == pins:
92                 continue
93             self.oldpins, (miso, mosi, sck, cs) = pins, pins
94
95             if self.oldcs != cs:
96                 # Send all CS# pin value changes.
97                 self.put(self.samplenum, self.samplenum, self.out_proto,
98                          ['CS-CHANGE', self.oldcs, cs])
99                 self.put(self.samplenum, self.samplenum, self.out_ann,
100                          [0, ['CS-CHANGE: %d->%d' % (self.oldcs, cs)]])
101                 self.oldcs = cs
102
103             # Ignore sample if the clock pin hasn't changed.
104             if sck == self.oldsck:
105                 continue
106
107             self.oldsck = sck
108
109             # Sample data on rising/falling clock edge (depends on mode).
110             mode = spi_mode[self.options['cpol'], self.options['cpha']]
111             if mode == 0 and sck == 0:   # Sample on rising clock edge
112                     continue
113             elif mode == 1 and sck == 1: # Sample on falling clock edge
114                     continue
115             elif mode == 2 and sck == 1: # Sample on falling clock edge
116                     continue
117             elif mode == 3 and sck == 0: # Sample on rising clock edge
118                     continue
119
120             # If this is the first bit, save its sample number.
121             if self.bitcount == 0:
122                 self.start_sample = self.samplenum
123                 active_low = (self.options['cs_polarity'] == 'active-low')
124                 deasserted = cs if active_low else not cs
125                 if deasserted:
126                     self.cs_was_deasserted_during_data_word = 1
127
128             ws = self.options['wordsize']
129
130             # Receive MOSI bit into our shift register.
131             if self.options['bitorder'] == 'msb-first':
132                 self.mosidata |= mosi << (ws - 1 - self.bitcount)
133             else:
134                 self.mosidata |= mosi << self.bitcount
135
136             # Receive MISO bit into our shift register.
137             if self.options['bitorder'] == 'msb-first':
138                 self.misodata |= miso << (ws - 1 - self.bitcount)
139             else:
140                 self.misodata |= miso << self.bitcount
141
142             self.bitcount += 1
143
144             # Continue to receive if not enough bits were received, yet.
145             if self.bitcount != ws:
146                 continue
147
148             self.put(self.start_sample, self.samplenum, self.out_proto,
149                      ['DATA', self.mosidata, self.misodata])
150             self.put(self.start_sample, self.samplenum, self.out_ann,
151                      [ANN_HEX, ['MOSI: 0x%02x, MISO: 0x%02x' % (self.mosidata,
152                      self.misodata)]])
153
154             if self.cs_was_deasserted_during_data_word:
155                 self.put(self.start_sample, self.samplenum, self.out_ann,
156                          [ANN_HEX, ['WARNING: CS# was deasserted during this '
157                          'SPI data byte!']])
158
159             # Reset decoder state.
160             self.mosidata = 0
161             self.misodata = 0
162             self.bitcount = 0
163
164             # Keep stats for summary.
165             self.bytesreceived += 1
166