]> sigrok.org Git - libsigrokdecode.git/blobdiff - decoders/uart.py
Decoder.output_new() now takes an extra protocol_id argument.
[libsigrokdecode.git] / decoders / uart.py
index ee39697183618a5448be80dd92adbe6f02df217d..dac7017cbcbe68d14be74a112db82b5adb402c55 100644 (file)
 # UART protocol decoder
 #
 
-import sigrok
+#
+# Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) is a simple serial
+# communication protocol which allows two devices to talk to each other.
+#
+# It uses just two data signals and a ground (GND) signal:
+#  - RX/RXD: Receive signal
+#  - TX/TXD: Transmit signal
+#
+# The protocol is asynchronous, i.e., there is no dedicated clock signal.
+# Rather, both devices have to agree on a baudrate (number of bits to be
+# transmitted per second) beforehand. Baudrates can be arbitrary in theory,
+# but usually the choice is limited by the hardware UARTs that are used.
+# Common values are 9600 or 115200.
+#
+# The protocol allows full-duplex transmission, i.e. both devices can send
+# data at the same time. However, unlike SPI (which is always full-duplex,
+# i.e., each send operation is automatically also a receive operation), UART
+# allows one-way communication, too. In such a case only one signal (and GND)
+# is required.
+#
+# The data is sent over the TX line in so-called 'frames', which consist of:
+#  - Exactly one start bit (always 0/low).
+#  - Between 5 and 9 data bits.
+#  - An (optional) parity bit.
+#  - One or more stop bit(s).
+#
+# The idle state of the RX/TX line is 1/high. As the start bit is 0/low, the
+# receiver can continually monitor its RX line for a falling edge, in order
+# to detect the start bit.
+#
+# Once detected, it can (due to the agreed-upon baudrate and thus the known
+# width/duration of one UART bit) sample the state of the RX line "in the
+# middle" of each (start/data/parity/stop) bit it wants to analyze.
+#
+# It is configurable whether there is a parity bit in a frame, and if yes,
+# which type of parity is used:
+#  - None: No parity bit is included.
+#  - Odd: The number of 1 bits in the data (and parity bit itself) is odd.
+#  - Even: The number of 1 bits in the data (and parity bit itself) is even.
+#  - Mark/one: The parity bit is always 1/high (also called 'mark state').
+#  - Space/zero: The parity bit is always 0/low (also called 'space state').
+#
+# It is also configurable how many stop bits are to be used:
+#  - 1 stop bit (most common case)
+#  - 2 stop bits
+#  - 1.5 stop bits (i.e., one stop bit, but 1.5 times the UART bit width)
+#  - 0.5 stop bits (i.e., one stop bit, but 0.5 times the UART bit width)
+#
+# The bit order of the 5-9 data bits is LSB-first.
+#
+# Possible special cases:
+#  - One or both data lines could be inverted, which also means that the idle
+#    state of the signal line(s) is low instead of high.
+#  - Only the data bits on one or both data lines (and the parity bit) could
+#    be inverted (but the start/stop bits remain non-inverted).
+#  - The bit order could be MSB-first instead of LSB-first.
+#  - The baudrate could change in the middle of the communication. This only
+#    happens in very special cases, and can only work if both devices know
+#    to which baudrate they are to switch, and when.
+#  - Theoretically, the baudrate on RX and the one on TX could also be
+#    different, but that's a very obscure case and probably doesn't happen
+#    very often in practice.
+#
+# Error conditions:
+#  - If there is a parity bit, but it doesn't match the expected parity,
+#    this is called a 'parity error'.
+#  - If there are no stop bit(s), that's called a 'frame error'.
+#
+# More information:
+# TODO: URLs
+#
+
+import sigrokdecode
 
 # States
 WAIT_FOR_START_BIT = 0
@@ -55,17 +127,6 @@ DATA_FORMAT_HEX = 1
 # TODO: Remove me later.
 quick_hack = 1
 
-class Sample():
-    def __init__(self, data):
-        self.data = data
-    def probe(self, probe):
-        s = ord(self.data[probe / 8]) & (1 << (probe % 8))
-        return True if s else False
-
-def sampleiter(data, unitsize):
-    for i in range(0, len(data), unitsize):
-        yield(Sample(data[i:i+unitsize]))
-
 # Given a parity type to check (odd, even, zero, one), the value of the
 # parity bit, the value of the data, and the length of the data (5-9 bits,
 # usually 8 bits) return True if the parity is correct, False otherwise.
@@ -89,7 +150,7 @@ def parity_ok(parity_type, parity_bit, data, num_data_bits):
     else:
         raise Exception('Invalid parity type: %d' % parity_type)
 
-class Decoder(sigrok.Decoder):
+class Decoder(sigrokdecode.Decoder):
     id = 'uart'
     name = 'UART'
     longname = 'Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)'
@@ -100,14 +161,12 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
     license = 'gplv2+'
     inputs = ['logic']
     outputs = ['uart']
-    probes = {
+    probes = [
         # Allow specifying only one of the signals, e.g. if only one data
         # direction exists (or is relevant).
-        ## 'rx': {'ch': 0, 'name': 'RX', 'desc': 'UART receive line'},
-        ## 'tx': {'ch': 1, 'name': 'TX', 'desc': 'UART transmit line'},
-        'rx': 0,
-        'tx': 1,
-    }
+        {'id': 'rx', 'name': 'RX', 'desc': 'UART receive line'},
+        {'id': 'tx', 'name': 'TX', 'desc': 'UART transmit line'},
+    ]
     options = {
         'baudrate': ['UART baud rate', 115200],
         'num_data_bits': ['Data bits', 8], # Valid: 5-9.
@@ -121,7 +180,8 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
     }
 
     def __init__(self, **kwargs):
-        self.probes = Decoder.probes.copy()
+        self.output_protocol = None
+        self.output_annotation = None
 
         # Set defaults, can be overridden in 'start'.
         self.baudrate = 115200
@@ -143,18 +203,13 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
         # Initial state.
         self.staterx = WAIT_FOR_START_BIT
 
-        # Get the channel/probe number of the RX/TX signals.
-        ## self.rx_bit = self.probes['rx']['ch']
-        ## self.tx_bit = self.probes['tx']['ch']
-        self.rx_bit = self.probes['rx']
-        self.tx_bit = self.probes['tx']
-
         self.oldrx = None
         self.oldtx = None
 
     def start(self, metadata):
-        self.unitsize = metadata['unitsize']
         self.samplerate = metadata['samplerate']
+        # self.output_protocol = self.output_new(2)
+        self.output_annotation = self.output_new(1)
 
         # TODO
         ### self.baudrate = metadata['baudrate']
@@ -298,9 +353,7 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
     # TODO: Currently only supports 1 stop bit.
     def get_stop_bits(self, signal):
         # Skip samples until we're in the middle of the stop bit(s).
-        skip_parity = 0
-        if self.parity != PARITY_NONE:
-            skip_parity = 1
+        skip_parity = 0 if self.parity == PARITY_NONE else 1
         if not self.reached_bit(self.num_data_bits + 1 + skip_parity):
             return []
 
@@ -320,15 +373,11 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
              'data': None, 'ann': 'Stop bit'}]
         return o
 
-    def decode(self, data):
-        """UART protocol decoder"""
-
+    def decode(self, timeoffset, duration, data): # TODO
         out = []
 
-        for sample in sampleiter(data["data"], self.unitsize):
-
-            # TODO: Eliminate the need for ord().
-            s = ord(sample.data)
+        # for (samplenum, (rx, tx)) in data:
+        for (samplenum, (rx,)) in data:
 
             # TODO: Start counting at 0 or 1? Increase before or after?
             self.samplenum += 1
@@ -336,14 +385,10 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
             # First sample: Save RX/TX value.
             if self.oldrx == None:
                 # Get RX/TX bit values (0/1 for low/high) of the first sample.
-                self.oldrx = (s & (1 << self.rx_bit)) >> self.rx_bit
-                # self.oldtx = (s & (1 << self.tx_bit)) >> self.tx_bit
+                self.oldrx = rx
+                # self.oldtx = tx
                 continue
 
-            # Get RX/TX bit values (0/1 for low/high).
-            rx = (s & (1 << self.rx_bit)) >> self.rx_bit
-            # tx = (s & (1 << self.tx_bit)) >> self.tx_bit
-
             # State machine.
             if self.staterx == WAIT_FOR_START_BIT:
                 self.wait_for_start_bit(self.oldrx, rx)
@@ -363,5 +408,6 @@ class Decoder(sigrok.Decoder):
             # self.oldtx = tx
 
         if out != []:
-            self.put(out)
+            # self.put(0, 0, self.output_protocol, out_proto)
+            self.put(0, 0, self.output_annotation, out)