]> sigrok.org Git - libsigrokdecode.git/blobdiff - decoders/i2c/pd.py
license: remove FSF postal address from boiler plate license text
[libsigrokdecode.git] / decoders / i2c / pd.py
index 0aed1ffe505a3a95e4167ebc0d4003869e1e04fe..6172fb438c50f9295c8786fe47d0d9672e4e4f85 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 ##
 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
 ##
-## Copyright (C) 2010-2013 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
+## Copyright (C) 2010-2016 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
 ##
 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
 ## GNU General Public License for more details.
 ##
 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
-## along with this program; if not, write to the Free Software
-## Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
+## along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 ##
 
-# I2C protocol decoder
-
 # TODO: Look into arbitration, collision detection, clock synchronisation, etc.
 # TODO: Implement support for 10bit slave addresses.
 # TODO: Implement support for inverting SDA/SCL levels (0->1 and 1->0).
 import sigrokdecode as srd
 
 '''
-Protocol output format:
+OUTPUT_PYTHON format:
 
-I2C packet:
-[<cmd>, <data>]
+Packet:
+[<ptype>, <pdata>]
 
-<cmd> is one of:
+<ptype>:
  - 'START' (START condition)
  - 'START REPEAT' (Repeated START condition)
  - 'ADDRESS READ' (Slave address, read)
@@ -43,11 +40,12 @@ I2C packet:
  - 'STOP' (STOP condition)
  - 'ACK' (ACK bit)
  - 'NACK' (NACK bit)
+ - 'BITS' (<pdata>: list of data/address bits and their ss/es numbers)
 
-<data> is the data or address byte associated with the 'ADDRESS*' and 'DATA*'
+<pdata> is the data or address byte associated with the 'ADDRESS*' and 'DATA*'
 command. Slave addresses do not include bit 0 (the READ/WRITE indication bit).
 For example, a slave address field could be 0x51 (instead of 0xa2).
-For 'START', 'START REPEAT', 'STOP', 'ACK', and 'NACK' <data> is None.
+For 'START', 'START REPEAT', 'STOP', 'ACK', and 'NACK' <pdata> is None.
 '''
 
 # CMD: [annotation-type-index, long annotation, short annotation]
@@ -57,87 +55,98 @@ proto = {
     'STOP':            [2, 'Stop',          'P'],
     'ACK':             [3, 'ACK',           'A'],
     'NACK':            [4, 'NACK',          'N'],
-    'ADDRESS READ':    [5, 'Address read',  'AR'],
-    'ADDRESS WRITE':   [6, 'Address write', 'AW'],
-    'DATA READ':       [7, 'Data read',     'DR'],
-    'DATA WRITE':      [8, 'Data write',    'DW'],
+    'BIT':             [5, 'Bit',           'B'],
+    'ADDRESS READ':    [6, 'Address read',  'AR'],
+    'ADDRESS WRITE':   [7, 'Address write', 'AW'],
+    'DATA READ':       [8, 'Data read',     'DR'],
+    'DATA WRITE':      [9, 'Data write',    'DW'],
 }
 
+class SamplerateError(Exception):
+    pass
+
 class Decoder(srd.Decoder):
-    api_version = 1
+    api_version = 3
     id = 'i2c'
-    name = 'I2C'
+    name = 'I²C'
     longname = 'Inter-Integrated Circuit'
     desc = 'Two-wire, multi-master, serial bus.'
     license = 'gplv2+'
     inputs = ['logic']
     outputs = ['i2c']
-    probes = [
+    channels = (
         {'id': 'scl', 'name': 'SCL', 'desc': 'Serial clock line'},
         {'id': 'sda', 'name': 'SDA', 'desc': 'Serial data line'},
-    ]
-    optional_probes = []
-    options = {
-        'address_format': ['Displayed slave address format', 'shifted'],
-    }
-    annotations = [
-        ['Start', 'Start condition'],
-        ['Repeat start', 'Repeat start condition'],
-        ['Stop', 'Stop condition'],
-        ['ACK', 'ACK'],
-        ['NACK', 'NACK'],
-        ['Address read', 'Address read'],
-        ['Address write', 'Address write'],
-        ['Data read', 'Data read'],
-        ['Data write', 'Data write'],
-        ['Warnings', 'Human-readable warnings'],
-    ]
-
-    def __init__(self, **kwargs):
-        self.startsample = -1
-        self.samplenum = None
+    )
+    options = (
+        {'id': 'address_format', 'desc': 'Displayed slave address format',
+            'default': 'shifted', 'values': ('shifted', 'unshifted')},
+    )
+    annotations = (
+        ('start', 'Start condition'),
+        ('repeat-start', 'Repeat start condition'),
+        ('stop', 'Stop condition'),
+        ('ack', 'ACK'),
+        ('nack', 'NACK'),
+        ('bit', 'Data/address bit'),
+        ('address-read', 'Address read'),
+        ('address-write', 'Address write'),
+        ('data-read', 'Data read'),
+        ('data-write', 'Data write'),
+        ('warnings', 'Human-readable warnings'),
+    )
+    annotation_rows = (
+        ('bits', 'Bits', (5,)),
+        ('addr-data', 'Address/Data', (0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9)),
+        ('warnings', 'Warnings', (10,)),
+    )
+    binary = (
+        ('address-read', 'Address read'),
+        ('address-write', 'Address write'),
+        ('data-read', 'Data read'),
+        ('data-write', 'Data write'),
+    )
+
+    def __init__(self):
+        self.samplerate = None
+        self.ss = self.es = self.ss_byte = -1
         self.bitcount = 0
         self.databyte = 0
         self.wr = -1
         self.is_repeat_start = 0
         self.state = 'FIND START'
-        self.oldscl = 1
-        self.oldsda = 1
-        self.oldpins = [1, 1]
+        self.pdu_start = None
+        self.pdu_bits = 0
+        self.bits = []
+
+    def metadata(self, key, value):
+        if key == srd.SRD_CONF_SAMPLERATE:
+            self.samplerate = value
 
-    def start(self, metadata):
-        self.out_proto = self.add(srd.OUTPUT_PROTO, 'i2c')
-        self.out_ann = self.add(srd.OUTPUT_ANN, 'i2c')
+    def start(self):
+        self.out_python = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
+        self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
+        self.out_binary = self.register(srd.OUTPUT_BINARY)
+        self.out_bitrate = self.register(srd.OUTPUT_META,
+                meta=(int, 'Bitrate', 'Bitrate from Start bit to Stop bit'))
 
-    def report(self):
-        pass
+        # Assume that the initial SCL/SDA pin state is high (logic 1).
+        # This is a good default, since both pins have pullups as per spec.
+        self.initial_pins = [1, 1]
 
     def putx(self, data):
-        self.put(self.startsample, self.samplenum, self.out_ann, data)
+        self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, data)
 
     def putp(self, data):
-        self.put(self.startsample, self.samplenum, self.out_proto, data)
-
-    def is_start_condition(self, scl, sda):
-        # START condition (S): SDA = falling, SCL = high
-        if (self.oldsda == 1 and sda == 0) and scl == 1:
-            return True
-        return False
-
-    def is_data_bit(self, scl, sda):
-        # Data sampling of receiver: SCL = rising
-        if self.oldscl == 0 and scl == 1:
-            return True
-        return False
-
-    def is_stop_condition(self, scl, sda):
-        # STOP condition (P): SDA = rising, SCL = high
-        if (self.oldsda == 0 and sda == 1) and scl == 1:
-            return True
-        return False
-
-    def found_start(self, scl, sda):
-        self.startsample = self.samplenum
+        self.put(self.ss, self.es, self.out_python, data)
+
+    def putb(self, data):
+        self.put(self.ss, self.es, self.out_binary, data)
+
+    def handle_start(self, pins):
+        self.ss, self.es = self.samplenum, self.samplenum
+        self.pdu_start = self.samplenum
+        self.pdu_bits = 0
         cmd = 'START REPEAT' if (self.is_repeat_start == 1) else 'START'
         self.putp([cmd, None])
         self.putx([proto[cmd][0], proto[cmd][1:]])
@@ -145,24 +154,35 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         self.bitcount = self.databyte = 0
         self.is_repeat_start = 1
         self.wr = -1
+        self.bits = []
 
     # Gather 8 bits of data plus the ACK/NACK bit.
-    def found_address_or_data(self, scl, sda):
+    def handle_address_or_data(self, pins):
+        scl, sda = pins
+        self.pdu_bits += 1
+
         # Address and data are transmitted MSB-first.
         self.databyte <<= 1
         self.databyte |= sda
 
+        # Remember the start of the first data/address bit.
         if self.bitcount == 0:
-            self.startsample = self.samplenum
+            self.ss_byte = self.samplenum
+
+        # Store individual bits and their start/end samplenumbers.
+        # In the list, index 0 represents the LSB (I²C transmits MSB-first).
+        self.bits.insert(0, [sda, self.samplenum, self.samplenum])
+        if self.bitcount > 0:
+            self.bits[1][2] = self.samplenum
+        if self.bitcount == 7:
+            self.bitwidth = self.bits[1][2] - self.bits[2][2]
+            self.bits[0][2] += self.bitwidth
 
         # Return if we haven't collected all 8 + 1 bits, yet.
-        self.bitcount += 1
-        if self.bitcount != 8:
+        if self.bitcount < 7:
+            self.bitcount += 1
             return
 
-        # We triggered on the ACK/NACK bit, but won't report that until later.
-        self.startsample -= 1
-
         d = self.databyte
         if self.state == 'FIND ADDRESS':
             # The READ/WRITE bit is only in address bytes, not data bytes.
@@ -170,26 +190,47 @@ class Decoder(srd.Decoder):
             if self.options['address_format'] == 'shifted':
                 d = d >> 1
 
+        bin_class = -1
         if self.state == 'FIND ADDRESS' and self.wr == 1:
             cmd = 'ADDRESS WRITE'
+            bin_class = 1
         elif self.state == 'FIND ADDRESS' and self.wr == 0:
             cmd = 'ADDRESS READ'
+            bin_class = 0
         elif self.state == 'FIND DATA' and self.wr == 1:
             cmd = 'DATA WRITE'
+            bin_class = 3
         elif self.state == 'FIND DATA' and self.wr == 0:
             cmd = 'DATA READ'
+            bin_class = 2
+
+        self.ss, self.es = self.ss_byte, self.samplenum + self.bitwidth
 
+        self.putp(['BITS', self.bits])
         self.putp([cmd, d])
+
+        self.putb([bin_class, bytes([d])])
+
+        for bit in self.bits:
+            self.put(bit[1], bit[2], self.out_ann, [5, ['%d' % bit[0]]])
+
+        if cmd.startswith('ADDRESS'):
+            self.ss, self.es = self.samplenum, self.samplenum + self.bitwidth
+            w = ['Write', 'Wr', 'W'] if self.wr else ['Read', 'Rd', 'R']
+            self.putx([proto[cmd][0], w])
+            self.ss, self.es = self.ss_byte, self.samplenum
+
         self.putx([proto[cmd][0], ['%s: %02X' % (proto[cmd][1], d),
-                  '%s: %02X' % (proto[cmd][2], d), '%02X' % d]])
+                   '%s: %02X' % (proto[cmd][2], d), '%02X' % d]])
 
         # Done with this packet.
-        self.startsample = -1
         self.bitcount = self.databyte = 0
+        self.bits = []
         self.state = 'FIND ACK'
 
-    def get_ack(self, scl, sda):
-        self.startsample = self.samplenum
+    def get_ack(self, pins):
+        scl, sda = pins
+        self.ss, self.es = self.samplenum, self.samplenum + self.bitwidth
         cmd = 'NACK' if (sda == 1) else 'ACK'
         self.putp([cmd, None])
         self.putx([proto[cmd][0], proto[cmd][1:]])
@@ -197,46 +238,50 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         # another data byte or a STOP condition next.
         self.state = 'FIND DATA'
 
-    def found_stop(self, scl, sda):
-        self.startsample = self.samplenum
+    def handle_stop(self, pins):
+        # Meta bitrate
+        elapsed = 1 / float(self.samplerate) * (self.samplenum - self.pdu_start + 1)
+        bitrate = int(1 / elapsed * self.pdu_bits)
+        self.put(self.ss_byte, self.samplenum, self.out_bitrate, bitrate)
+
         cmd = 'STOP'
+        self.ss, self.es = self.samplenum, self.samplenum
         self.putp([cmd, None])
         self.putx([proto[cmd][0], proto[cmd][1:]])
         self.state = 'FIND START'
         self.is_repeat_start = 0
         self.wr = -1
+        self.bits = []
 
-    def decode(self, ss, es, data):
-        for (self.samplenum, pins) in data:
-
-            # Ignore identical samples early on (for performance reasons).
-            if self.oldpins == pins:
-                continue
-            self.oldpins, (scl, sda) = pins, pins
+    def decode(self):
+        if not self.samplerate:
+            raise SamplerateError('Cannot decode without samplerate.')
 
-            # TODO: Wait until the bus is idle (SDA = SCL = 1) first?
+        self.wait({})
 
+        while True:
             # State machine.
             if self.state == 'FIND START':
-                if self.is_start_condition(scl, sda):
-                    self.found_start(scl, sda)
+                # Wait for a START condition (S): SCL = high, SDA = falling.
+                self.handle_start(self.wait({0: 'h', 1: 'f'}))
             elif self.state == 'FIND ADDRESS':
-                if self.is_data_bit(scl, sda):
-                    self.found_address_or_data(scl, sda)
+                # Wait for a data bit: SCL = rising.
+                self.handle_address_or_data(self.wait({0: 'r'}))
             elif self.state == 'FIND DATA':
-                if self.is_data_bit(scl, sda):
-                    self.found_address_or_data(scl, sda)
-                elif self.is_start_condition(scl, sda):
-                    self.found_start(scl, sda)
-                elif self.is_stop_condition(scl, sda):
-                    self.found_stop(scl, sda)
+                # Wait for any of the following conditions (or combinations):
+                #  a) Data sampling of receiver: SCL = rising, and/or
+                #  b) START condition (S): SCL = high, SDA = falling, and/or
+                #  c) STOP condition (P): SCL = high, SDA = rising
+                conds = [{0: 'r'}, {0: 'h', 1: 'f'}, {0: 'h', 1: 'r'}]
+                pins = self.wait(conds[:]) # TODO
+
+                # Check which of the condition(s) matched and handle them.
+                if self.matched[0]:
+                    self.handle_address_or_data(pins)
+                elif self.matched[1]:
+                    self.handle_start(pins)
+                elif self.matched[2]:
+                    self.handle_stop(pins)
             elif self.state == 'FIND ACK':
-                if self.is_data_bit(scl, sda):
-                    self.get_ack(scl, sda)
-            else:
-                raise Exception('Invalid state: %s' % self.state)
-
-            # Save current SDA/SCL values for the next round.
-            self.oldscl = scl
-            self.oldsda = sda
-
+                # Wait for a data/ack bit: SCL = rising.
+                self.get_ack(self.wait({0: 'r'}))