decoders/usb_signalling/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2011 Gareth McMullin <gareth@blacksphere.co.nz>
   5 ## Copyright (C) 2012-2013 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 # USB signalling (low-speed and full-speed) protocol decoder
  23
  24 import sigrokdecode as srd
  25
  26 '''
  27 Protocol output format:
  28
  29 Packet:
  30 [<ptype>, <pdata>]
  31
  32 <ptype>, <pdata>:
  33  - 'SOP', None
  34  - 'SYM', <sym>
  35  - 'BIT', <bit>
  36  - 'STUFF BIT', None
  37  - 'EOP', None
  38
  39 <sym>:
  40  - 'J', 'K', 'SE0', or 'SE1'
  41
  42 <bit>:
  43  - 0 or 1
  44  - Note: Symbols like SE0, SE1, and the J that's part of EOP don't yield 'BIT'.
  45 '''
  46
  47 # Low-/full-speed symbols.
  48 # Note: Low-speed J and K are inverted compared to the full-speed J and K!
  49 symbols = {
  50     'low-speed': {
  51         # (<dp>, <dm>): <symbol/state>
  52         (0, 0): 'SE0',
  53         (1, 0): 'K',
  54         (0, 1): 'J',
  55         (1, 1): 'SE1',
  56     },
  57     'full-speed': {
  58         # (<dp>, <dm>): <symbol/state>
  59         (0, 0): 'SE0',
  60         (1, 0): 'J',
  61         (0, 1): 'K',
  62         (1, 1): 'SE1',
  63     },
  64 }
  65
  66 bitrates = {
  67     'low-speed': 1500000,   # 1.5Mb/s (+/- 1.5%)
  68     'full-speed': 12000000, # 12Mb/s (+/- 0.25%)
  69 }
  70
  71 class Decoder(srd.Decoder):
  72     api_version = 1
  73     id = 'usb_signalling'
  74     name = 'USB signalling'
  75     longname = 'Universal Serial Bus (LS/FS) signalling'
  76     desc = 'USB (low-speed and full-speed) signalling protocol.'
  77     license = 'gplv2+'
  78     inputs = ['logic']
  79     outputs = ['usb_signalling']
  80     probes = [
  81         {'id': 'dp', 'name': 'D+', 'desc': 'USB D+ signal'},
  82         {'id': 'dm', 'name': 'D-', 'desc': 'USB D- signal'},
  83     ]
  84     optional_probes = []
  85     options = {
  86         'signalling': ['Signalling', 'full-speed'],
  87     }
  88     annotations = [
  89         ['sym', 'Symbol'],
  90         ['sop', 'Start of packet (SOP)'],
  91         ['eop', 'End of packet (EOP)'],
  92         ['bit', 'Bit'],
  93         ['stuffbit', 'Stuff bit'],
  94     ]
  95
  96     def __init__(self):
  97         self.samplerate = None
  98         self.oldsym = 'J' # The "idle" state is J.
  99         self.ss_sop = None
 100         self.ss_block = None
 101         self.samplenum = 0
 102         self.syms = []
 103         self.bitrate = None
 104         self.bitwidth = None
 105         self.bitnum = 0
 106         self.samplenum_target = None
 107         self.oldpins = None
 108         self.consecutive_ones = 0
 109         self.state = 'IDLE'
 110
 111     def start(self):
 112         self.out_proto = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
 113         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 114
 115     def metadata(self, key, value):
 116         if key == srd.SRD_CONF_SAMPLERATE:
 117             self.samplerate = value
 118             self.bitrate = bitrates[self.options['signalling']]
 119             self.bitwidth = float(self.samplerate) / float(self.bitrate)
 120             self.halfbit = int(self.bitwidth / 2)
 121
 122     def putpx(self, data):
 123         self.put(self.samplenum, self.samplenum, self.out_proto, data)
 124
 125     def putx(self, data):
 126         self.put(self.samplenum, self.samplenum, self.out_ann, data)
 127
 128     def putpm(self, data):
 129         s, h = self.samplenum, self.halfbit
 130         self.put(self.ss_block - h, s + h, self.out_proto, data)
 131
 132     def putm(self, data):
 133         s, h = self.samplenum, self.halfbit
 134         self.put(self.ss_block - h, s + h, self.out_ann, data)
 135
 136     def putpb(self, data):
 137         s, h = self.samplenum, self.halfbit
 138         self.put(s - h, s + h, self.out_proto, data)
 139
 140     def putb(self, data):
 141         s, h = self.samplenum, self.halfbit
 142         self.put(s - h, s + h, self.out_ann, data)
 143
 144     def set_new_target_samplenum(self):
 145         bitpos = self.ss_sop + (self.bitwidth / 2)
 146         bitpos += self.bitnum * self.bitwidth
 147         self.samplenum_target = int(bitpos)
 148
 149     def wait_for_sop(self, sym):
 150         # Wait for a Start of Packet (SOP), i.e. a J->K symbol change.
 151         if sym != 'K':
 152             self.oldsym = sym
 153             return
 154         self.ss_sop = self.samplenum
 155         self.set_new_target_samplenum()
 156         self.putpx(['SOP', None])
 157         self.putx([1, ['SOP']])
 158         self.state = 'GET BIT'
 159
 160     def handle_bit(self, sym, b):
 161         if self.consecutive_ones == 6 and b == '0':
 162             # Stuff bit.
 163             self.putpb(['STUFF BIT', None])
 164             self.putb([4, ['SB: %s/%s' % (sym, b)]])
 165             self.consecutive_ones = 0
 166         else:
 167             # Normal bit (not a stuff bit).
 168             self.putpb(['BIT', b])
 169             self.putb([3, ['%s/%s' % (sym, b)]])
 170             if b == '1':
 171                 self.consecutive_ones += 1
 172             else:
 173                 self.consecutive_ones = 0
 174
 175     def get_eop(self, sym):
 176         # EOP: SE0 for >= 1 bittime (usually 2 bittimes), then J.
 177         self.syms.append(sym)
 178         self.putpb(['SYM', sym])
 179         self.putb([0, ['%s' % sym]])
 180         self.bitnum += 1
 181         self.set_new_target_samplenum()
 182         self.oldsym = sym
 183         if self.syms[-2:] == ['SE0', 'J']:
 184             # Got an EOP.
 185             self.putpm(['EOP', None])
 186             self.putm([2, ['EOP']])
 187             self.bitnum, self.syms, self.state = 0, [], 'IDLE'
 188             self.consecutive_ones = 0
 189
 190     def get_bit(self, sym):
 191         if sym == 'SE0':
 192             # Start of an EOP. Change state, run get_eop() for this bit.
 193             self.state = 'GET EOP'
 194             self.ss_block = self.samplenum
 195             self.get_eop(sym)
 196             return
 197         self.syms.append(sym)
 198         self.putpb(['SYM', sym])
 199         b = '0' if self.oldsym != sym else '1'
 200         self.handle_bit(sym, b)
 201         self.bitnum += 1
 202         self.set_new_target_samplenum()
 203         self.oldsym = sym
 204
 205     def decode(self, ss, es, data):
 206         if self.samplerate is None:
 207             raise Exception("Cannot decode without samplerate.")
 208         for (self.samplenum, pins) in data:
 209             # State machine.
 210             if self.state == 'IDLE':
 211                 # Ignore identical samples early on (for performance reasons).
 212                 if self.oldpins == pins:
 213                     continue
 214                 self.oldpins = pins
 215                 sym = symbols[self.options['signalling']][tuple(pins)]
 216                 self.wait_for_sop(sym)
 217             elif self.state in ('GET BIT', 'GET EOP'):
 218                 # Wait until we're in the middle of the desired bit.
 219                 if self.samplenum < self.samplenum_target:
 220                     continue
 221                 sym = symbols[self.options['signalling']][tuple(pins)]
 222                 if self.state == 'GET BIT':
 223                     self.get_bit(sym)
 224                 elif self.state == 'GET EOP':
 225                     self.get_eop(sym)
 226             else:
 227                 raise Exception('Invalid state: %s' % self.state)
 228