]> sigrok.org Git - libsigrokdecode.git/blobdiff - decoders/uart/pd.py
uart: communicate periods of idle frames to stacked decoders
[libsigrokdecode.git] / decoders / uart / pd.py
index 6c3d85cf9b06c9f30db1d59c33aeab85b9ecb631..d38258b9c7b5055995e65f2c649ced11e1fcc444 100644 (file)
@@ -39,7 +39,10 @@ This is the list of <ptype>s and their respective <pdata> values:
  - 'INVALID STOPBIT': The data is the (integer) value of the stop bit (0/1).
  - 'PARITY ERROR': The data is a tuple with two entries. The first one is
    the expected parity value, the second is the actual parity value.
- - TODO: Frame error?
+ - 'BREAK': The data is always 0.
+ - 'FRAME': The data is always a tuple containing two items: The (integer)
+   value of the UART data, and a boolean which reflects the validity of the
+   UART frame.
 
 The <rxtx> field is 0 for RX packets, 1 for TX packets.
 '''
@@ -84,6 +87,7 @@ class Decoder(srd.Decoder):
     license = 'gplv2+'
     inputs = ['logic']
     outputs = ['uart']
+    tags = ['Embedded/industrial']
     optional_channels = (
         # Allow specifying only one of the signals, e.g. if only one data
         # direction exists (or is relevant).
@@ -108,6 +112,12 @@ class Decoder(srd.Decoder):
             'values': ('yes', 'no')},
         {'id': 'invert_tx', 'desc': 'Invert TX?', 'default': 'no',
             'values': ('yes', 'no')},
+        {'id': 'rx_packet_delimiter', 'desc': 'RX packet delimiter (decimal)',
+            'default': -1},
+        {'id': 'tx_packet_delimiter', 'desc': 'TX packet delimiter (decimal)',
+            'default': -1},
+        {'id': 'rx_packet_len', 'desc': 'RX packet length', 'default': -1},
+        {'id': 'tx_packet_len', 'desc': 'TX packet length', 'default': -1},
     )
     annotations = (
         ('rx-data', 'RX data'),
@@ -124,14 +134,22 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         ('tx-warnings', 'TX warnings'),
         ('rx-data-bits', 'RX data bits'),
         ('tx-data-bits', 'TX data bits'),
+        ('rx-break', 'RX break'),
+        ('tx-break', 'TX break'),
+        ('rx-packet', 'RX packet'),
+        ('tx-packet', 'TX packet'),
     )
     annotation_rows = (
         ('rx-data', 'RX', (0, 2, 4, 6, 8)),
         ('rx-data-bits', 'RX bits', (12,)),
         ('rx-warnings', 'RX warnings', (10,)),
+        ('rx-break', 'RX break', (14,)),
+        ('rx-packets', 'RX packets', (16,)),
         ('tx-data', 'TX', (1, 3, 5, 7, 9)),
         ('tx-data-bits', 'TX bits', (13,)),
         ('tx-warnings', 'TX warnings', (11,)),
+        ('tx-break', 'TX break', (15,)),
+        ('tx-packets', 'TX packets', (17,)),
     )
     binary = (
         ('rx', 'RX dump'),
@@ -144,6 +162,10 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         s, halfbit = self.startsample[rxtx], self.bit_width / 2.0
         self.put(s - floor(halfbit), self.samplenum + ceil(halfbit), self.out_ann, data)
 
+    def putx_packet(self, rxtx, data):
+        s, halfbit = self.ss_packet[rxtx], self.bit_width / 2.0
+        self.put(s - floor(halfbit), self.samplenum + ceil(halfbit), self.out_ann, data)
+
     def putpx(self, rxtx, data):
         s, halfbit = self.startsample[rxtx], self.bit_width / 2.0
         self.put(s - floor(halfbit), self.samplenum + ceil(halfbit), self.out_python, data)
@@ -156,6 +178,12 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         s, halfbit = self.samplenum, self.bit_width / 2.0
         self.put(s - floor(halfbit), s + ceil(halfbit), self.out_python, data)
 
+    def putgse(self, ss, es, data):
+        self.put(ss, es, self.out_ann, data)
+
+    def putpse(self, ss, es, data):
+        self.put(ss, es, self.out_python, data)
+
     def putbin(self, rxtx, data):
         s, halfbit = self.startsample[rxtx], self.bit_width / 2.0
         self.put(s - floor(halfbit), self.samplenum + ceil(halfbit), self.out_binary, data)
@@ -167,6 +195,7 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         self.samplerate = None
         self.samplenum = 0
         self.frame_start = [-1, -1]
+        self.frame_valid = [None, None]
         self.startbit = [-1, -1]
         self.cur_data_bit = [0, 0]
         self.datavalue = [0, 0]
@@ -175,6 +204,10 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         self.startsample = [-1, -1]
         self.state = ['WAIT FOR START BIT', 'WAIT FOR START BIT']
         self.databits = [[], []]
+        self.break_start = [None, None]
+        self.packet_cache = [[], []]
+        self.ss_packet, self.es_packet = [None, None], [None, None]
+        self.idle_start = [None, None]
 
     def start(self):
         self.out_python = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
@@ -202,6 +235,7 @@ class Decoder(srd.Decoder):
     def wait_for_start_bit(self, rxtx, signal):
         # Save the sample number where the start bit begins.
         self.frame_start[rxtx] = self.samplenum
+        self.frame_valid[rxtx] = True
 
         self.state[rxtx] = 'GET START BIT'
 
@@ -213,6 +247,10 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         if self.startbit[rxtx] != 0:
             self.putp(['INVALID STARTBIT', rxtx, self.startbit[rxtx]])
             self.putg([rxtx + 10, ['Frame error', 'Frame err', 'FE']])
+            self.frame_valid[rxtx] = False
+            es = self.samplenum + ceil(self.bit_width / 2.0)
+            self.putpse(self.frame_start[rxtx], es, ['FRAME', rxtx,
+                (self.datavalue[rxtx], self.frame_valid[rxtx])])
             self.state[rxtx] = 'WAIT FOR START BIT'
             return
 
@@ -225,6 +263,30 @@ class Decoder(srd.Decoder):
 
         self.state[rxtx] = 'GET DATA BITS'
 
+    def handle_packet(self, rxtx):
+        d = 'rx' if (rxtx == RX) else 'tx'
+        delim = self.options[d + '_packet_delimiter']
+        plen = self.options[d + '_packet_len']
+        if delim == -1 and plen == -1:
+            return
+
+        # Cache data values until we see the delimiter and/or the specified
+        # packet length has been reached (whichever happens first).
+        if len(self.packet_cache[rxtx]) == 0:
+            self.ss_packet[rxtx] = self.startsample[rxtx]
+        self.packet_cache[rxtx].append(self.datavalue[rxtx])
+        if self.datavalue[rxtx] == delim or len(self.packet_cache[rxtx]) == plen:
+            self.es_packet[rxtx] = self.samplenum
+            s = ''
+            for b in self.packet_cache[rxtx]:
+                s += self.format_value(b)
+                if self.options['format'] != 'ascii':
+                    s += ' '
+            if self.options['format'] != 'ascii' and s[-1] == ' ':
+                s = s[:-1] # Drop trailing space.
+            self.putx_packet(rxtx, [16 + rxtx, [s]])
+            self.packet_cache[rxtx] = []
+
     def get_data_bits(self, rxtx, signal):
         # Save the sample number of the middle of the first data bit.
         if self.startsample[rxtx] == -1:
@@ -258,6 +320,8 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         self.putbin(rxtx, [rxtx, bdata])
         self.putbin(rxtx, [2, bdata])
 
+        self.handle_packet(rxtx)
+
         self.databits[rxtx] = []
 
         # Advance to either reception of the parity bit, or reception of
@@ -319,6 +383,7 @@ class Decoder(srd.Decoder):
             # TODO: Return expected/actual parity values.
             self.putp(['PARITY ERROR', rxtx, (0, 1)]) # FIXME: Dummy tuple...
             self.putg([rxtx + 6, ['Parity error', 'Parity err', 'PE']])
+            self.frame_valid[rxtx] = False
 
         self.state[rxtx] = 'GET STOP BITS'
 
@@ -330,11 +395,24 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         if self.stopbit1[rxtx] != 1:
             self.putp(['INVALID STOPBIT', rxtx, self.stopbit1[rxtx]])
             self.putg([rxtx + 10, ['Frame error', 'Frame err', 'FE']])
-            # TODO: Abort? Ignore the frame? Other?
+            self.frame_valid[rxtx] = False
 
         self.putp(['STOPBIT', rxtx, self.stopbit1[rxtx]])
         self.putg([rxtx + 4, ['Stop bit', 'Stop', 'T']])
 
+        # Pass the complete UART frame to upper layers.
+        es = self.samplenum + ceil(self.bit_width / 2.0)
+        self.putpse(self.frame_start[rxtx], es, ['FRAME', rxtx,
+            (self.datavalue[rxtx], self.frame_valid[rxtx])])
+
+        self.state[rxtx] = 'WAIT FOR START BIT'
+        self.idle_start[rxtx] = self.frame_start[rxtx] + self.frame_len_sample_count
+
+    def handle_break(self, rxtx):
+        self.putpse(self.frame_start[rxtx], self.samplenum,
+                ['BREAK', rxtx, 0])
+        self.putgse(self.frame_start[rxtx], self.samplenum,
+                [rxtx + 14, ['Break condition', 'Break', 'Brk', 'B']])
         self.state[rxtx] = 'WAIT FOR START BIT'
 
     def get_wait_cond(self, rxtx, inv):
@@ -356,6 +434,17 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         want_num = ceil(self.get_sample_point(rxtx, bitnum))
         return {'skip': want_num - self.samplenum}
 
+    def get_idle_cond(self, rxtx, inv):
+        # Return a condition that corresponds to the (expected) end of
+        # the next frame, assuming that it will be an "idle frame"
+        # (constant high input level for the frame's length).
+        if self.idle_start[rxtx] is None:
+            return None
+        end_of_frame = self.idle_start[rxtx] + self.frame_len_sample_count
+        if end_of_frame < self.samplenum:
+            return None
+        return {'skip': end_of_frame - self.samplenum}
+
     def inspect_sample(self, rxtx, signal, inv):
         # Inspect a sample returned by .wait() for the specified UART line.
         if inv:
@@ -373,6 +462,41 @@ class Decoder(srd.Decoder):
         elif state == 'GET STOP BITS':
             self.get_stop_bits(rxtx, signal)
 
+    def inspect_edge(self, rxtx, signal, inv):
+        # Inspect edges, independently from traffic, to detect break conditions.
+        if inv:
+            signal = not signal
+        if not signal:
+            # Signal went low. Start another interval.
+            self.break_start[rxtx] = self.samplenum
+            return
+        # Signal went high. Was there an extended period with low signal?
+        if self.break_start[rxtx] is None:
+            return
+        diff = self.samplenum - self.break_start[rxtx]
+        if diff >= self.break_min_sample_count:
+            self.handle_break(rxtx)
+        self.break_start[rxtx] = None
+
+    def inspect_idle(self, rxtx, signal, inv):
+        # Check each edge and each period of stable input (either level).
+        # Can derive the "idle frame period has passed" condition.
+        if inv:
+            signal = not signal
+        if not signal:
+            # Low input, cease inspection.
+            self.idle_start[rxtx] = None
+            return
+        # High input, either just reached, or still stable.
+        if self.idle_start[rxtx] is None:
+            self.idle_start[rxtx] = self.samplenum
+        diff = self.samplenum - self.idle_start[rxtx]
+        if diff < self.frame_len_sample_count:
+            return
+        ss, es = self.idle_start[rxtx], self.samplenum
+        self.putpse(ss, es, ['IDLE', rxtx, 0])
+        self.idle_start[rxtx] = self.samplenum
+
     def decode(self):
         if not self.samplerate:
             raise SamplerateError('Cannot decode without samplerate.')
@@ -383,18 +507,54 @@ class Decoder(srd.Decoder):
 
         opt = self.options
         inv = [opt['invert_rx'] == 'yes', opt['invert_tx'] == 'yes']
-        cond_idx = [None] * len(has_pin)
+        cond_data_idx = [None] * len(has_pin)
+
+        # Determine the number of samples for a complete frame's time span.
+        # A period of low signal (at least) that long is a break condition.
+        frame_samples = 1 # START
+        frame_samples += self.options['num_data_bits']
+        frame_samples += 0 if self.options['parity_type'] == 'none' else 1
+        frame_samples += self.options['num_stop_bits']
+        frame_samples *= self.bit_width
+        self.frame_len_sample_count = ceil(frame_samples)
+        self.break_min_sample_count = self.frame_len_sample_count
+        cond_edge_idx = [None] * len(has_pin)
+        cond_idle_idx = [None] * len(has_pin)
 
         while True:
             conds = []
             if has_pin[RX]:
-                cond_idx[RX] = len(conds)
+                cond_data_idx[RX] = len(conds)
                 conds.append(self.get_wait_cond(RX, inv[RX]))
+                cond_edge_idx[RX] = len(conds)
+                conds.append({RX: 'e'})
+                cond_idle_idx[RX] = None
+                idle_cond = self.get_idle_cond(RX, inv[RX])
+                if idle_cond:
+                    cond_idle_idx[RX] = len(conds)
+                    conds.append(idle_cond)
             if has_pin[TX]:
-                cond_idx[TX] = len(conds)
+                cond_data_idx[TX] = len(conds)
                 conds.append(self.get_wait_cond(TX, inv[TX]))
+                cond_edge_idx[TX] = len(conds)
+                conds.append({TX: 'e'})
+                cond_idle_idx[TX] = None
+                idle_cond = self.get_idle_cond(TX, inv[TX])
+                if idle_cond:
+                    cond_idle_idx[TX] = len(conds)
+                    conds.append(idle_cond)
             (rx, tx) = self.wait(conds)
-            if cond_idx[RX] is not None and self.matched[cond_idx[RX]]:
+            if cond_data_idx[RX] is not None and self.matched[cond_data_idx[RX]]:
                 self.inspect_sample(RX, rx, inv[RX])
-            if cond_idx[TX] is not None and self.matched[cond_idx[TX]]:
+            if cond_edge_idx[RX] is not None and self.matched[cond_edge_idx[RX]]:
+                self.inspect_edge(RX, rx, inv[RX])
+                self.inspect_idle(RX, rx, inv[RX])
+            if cond_idle_idx[RX] is not None and self.matched[cond_idle_idx[RX]]:
+                self.inspect_idle(RX, rx, inv[RX])
+            if cond_data_idx[TX] is not None and self.matched[cond_data_idx[TX]]:
                 self.inspect_sample(TX, tx, inv[TX])
+            if cond_edge_idx[TX] is not None and self.matched[cond_edge_idx[TX]]:
+                self.inspect_edge(TX, tx, inv[TX])
+                self.inspect_idle(TX, tx, inv[TX])
+            if cond_idle_idx[TX] is not None and self.matched[cond_idle_idx[TX]]:
+                self.inspect_idle(TX, tx, inv[TX])