Bunch of fixes and improvements
- Use less DMAs - Improve bit counting - Fix sample_rate changes and other fixes
This commit is contained in:
parent
2bd44e45df
commit
a78bdc509f
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@ -37,7 +37,7 @@ blocks:
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id: variable
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parameters:
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comment: ''
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value: '88_200_000'
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value: '94_600_000'
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states:
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bus_sink: false
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bus_source: false
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@ -374,7 +374,7 @@ blocks:
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|||
freq7: 100e6
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||||
freq8: 100e6
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freq9: 100e6
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gain0: '30'
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||||
gain0: '0'
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gain1: '10'
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gain10: '10'
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||||
gain11: '10'
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|||
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@ -401,7 +401,7 @@ blocks:
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|||
freq7: 100e6
|
||||
freq8: 100e6
|
||||
freq9: 100e6
|
||||
gain0: '30'
|
||||
gain0: '0'
|
||||
gain1: '10'
|
||||
gain10: '10'
|
||||
gain11: '10'
|
||||
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|||
603
src/main.c
603
src/main.c
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@ -22,43 +22,67 @@
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|||
#include <stdlib.h>
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||||
#define VREG_VOLTAGE VREG_VOLTAGE_1_20
|
||||
#define CLK_SYS_HZ (300 * MHZ)
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#define CLK_SYS_HZ (306 * MHZ)
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#define RX_PIN 10
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#define FB_PIN 11
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#define PSU_PIN 23
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#define PIO pio0
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#define SM_RX 0
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#define SM_BIAS 1
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#define SM_COS 2
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#define SM_SIN 3
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#define IQ_SAMPLES 32
|
||||
#define IQ_BLOCK_LEN (2 * IQ_SAMPLES)
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#define IQ_QUEUE_LEN 4
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#define IQ_QUEUE_LEN 8
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||||
#define XOR_ADDR 0x1000
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||||
#define LO_COS_ACCUMULATOR (&pio1->sm[2].pinctrl)
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||||
#define LO_SIN_ACCUMULATOR (&pio1->sm[3].pinctrl)
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||||
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||||
#define LO_BITS_DEPTH 15
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||||
#define LO_WORDS (1 << (LO_BITS_DEPTH - 2))
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||||
#define LO_COS_ACCUMULATOR (&PIO->sm[SM_COS].pinctrl)
|
||||
#define LO_SIN_ACCUMULATOR (&PIO->sm[SM_SIN].pinctrl)
|
||||
#define SIN_PHASE (0u)
|
||||
#define COS_PHASE (3u << 30)
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||||
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||||
static uint32_t lo_cos[LO_WORDS] __attribute__((__aligned__(1 << LO_BITS_DEPTH)));
|
||||
static uint32_t lo_sin[LO_WORDS] __attribute__((__aligned__(1 << LO_BITS_DEPTH)));
|
||||
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||||
#define DECIMATE 4
|
||||
#define RX_STRIDE (2 * IQ_SAMPLES * DECIMATE)
|
||||
#define RX_BITS_DEPTH 13
|
||||
#define RX_WORDS (1 << (RX_BITS_DEPTH - 2))
|
||||
|
||||
static_assert(RX_STRIDE * 4 < RX_WORDS, "RX_STRIDE * 4 < RX_WORDS");
|
||||
|
||||
static uint32_t rx_cos[RX_WORDS] __attribute__((__aligned__(1 << RX_BITS_DEPTH)));
|
||||
static uint32_t rx_sin[RX_WORDS] __attribute__((__aligned__(1 << RX_BITS_DEPTH)));
|
||||
|
||||
#define INIT_SAMPLE_RATE 100000
|
||||
#define INIT_FREQ 94600000
|
||||
#define INIT_GAIN 127
|
||||
|
||||
#define NUM_GAINS 29
|
||||
static int gains[NUM_GAINS] = { 0, 9, 14, 27, 37, 77, 87, 125, 144, 157,
|
||||
166, 197, 207, 229, 254, 280, 297, 328, 338, 364,
|
||||
372, 386, 402, 421, 434, 439, 445, 480, 496 };
|
||||
static int sample_rate = INIT_SAMPLE_RATE;
|
||||
static int max_amplitude = CLK_SYS_HZ / INIT_SAMPLE_RATE / 2;
|
||||
static int gain = INIT_GAIN;
|
||||
static int frequency = INIT_FREQ;
|
||||
|
||||
#define SIN_PHASE (0u)
|
||||
#define COS_PHASE (3u << 30)
|
||||
static queue_t iq_queue;
|
||||
static uint8_t iq_queue_buffer[IQ_QUEUE_LEN][IQ_BLOCK_LEN];
|
||||
static size_t iq_queue_pos = 0;
|
||||
|
||||
static uint32_t rnd = 0;
|
||||
|
||||
inline static __unused uint32_t rnd_next()
|
||||
{
|
||||
rnd = rnd * 0x41c64e6d + 12345;
|
||||
return rnd;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void dma_channel_clear_chain_to(int ch)
|
||||
{
|
||||
uint32_t ctrl = dma_hw->ch[ch].al1_ctrl;
|
||||
ctrl &= ~DMA_CH0_CTRL_TRIG_CHAIN_TO_BITS;
|
||||
ctrl |= ch << DMA_CH0_CTRL_TRIG_CHAIN_TO_LSB;
|
||||
dma_hw->ch[ch].al1_ctrl = ctrl;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* rx -> cp -> cos -> sin -> pio_cos -> pio_sin -> rx ... */
|
||||
static int dma_ch_rx = -1;
|
||||
|
|
@ -68,235 +92,182 @@ static int dma_ch_sin = -1;
|
|||
static int dma_ch_pio_cos = -1;
|
||||
static int dma_ch_pio_sin = -1;
|
||||
|
||||
static int dma_ch_samp_trig = -1;
|
||||
static int dma_ch_samp_cos = -1;
|
||||
static int dma_ch_samp_sin = -1;
|
||||
|
||||
static int dma_t_samp = -1;
|
||||
|
||||
static int dma_ch_in_cos = -1;
|
||||
static int dma_ch_in_sin = -1;
|
||||
static int origin_rx = -1;
|
||||
static int origin_bias = -1;
|
||||
static int origin_adder = 0;
|
||||
|
||||
static queue_t iq_queue;
|
||||
static uint8_t iq_queue_buffer[IQ_QUEUE_LEN][IQ_BLOCK_LEN];
|
||||
static size_t iq_queue_pos = 0;
|
||||
|
||||
static uint32_t rnd = 0;
|
||||
|
||||
inline static uint32_t rnd_next()
|
||||
static void init_rx()
|
||||
{
|
||||
rnd = rnd * 0x41c64e6d + 12345;
|
||||
return rnd;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void bias_set_gain(int gain)
|
||||
{
|
||||
if (gain > 9)
|
||||
gain = 9;
|
||||
else if (gain < 0)
|
||||
gain = 0;
|
||||
|
||||
pio1->sm[0].execctrl = (pio1->sm[0].execctrl & ~PIO_SM0_EXECCTRL_WRAP_BOTTOM_BITS) |
|
||||
((19 - gain) << PIO_SM0_EXECCTRL_WRAP_BOTTOM_LSB);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void bias_init(int in_pin, int out_pin)
|
||||
{
|
||||
gpio_disable_pulls(in_pin);
|
||||
gpio_disable_pulls(out_pin);
|
||||
|
||||
pio_gpio_init(pio1, out_pin);
|
||||
|
||||
gpio_set_input_hysteresis_enabled(in_pin, false);
|
||||
gpio_set_drive_strength(out_pin, GPIO_DRIVE_STRENGTH_2MA);
|
||||
gpio_set_slew_rate(out_pin, GPIO_SLEW_RATE_SLOW);
|
||||
gpio_disable_pulls(RX_PIN);
|
||||
pio_gpio_init(PIO, RX_PIN);
|
||||
|
||||
const uint16_t insn[] = {
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1) | pio_encode_delay(0),
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_encode_mov(pio_x, pio_isr),
|
||||
pio_program_t prog = {
|
||||
.instructions = insn,
|
||||
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
||||
.origin = origin_rx,
|
||||
};
|
||||
|
||||
if (pio_can_add_program(PIO, &prog))
|
||||
origin_rx = pio_add_program(PIO, &prog);
|
||||
|
||||
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
||||
sm_config_set_in_pins(&pc, RX_PIN);
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, origin_rx, origin_rx + prog.length - 1);
|
||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
||||
sm_config_set_fifo_join(&pc, PIO_FIFO_JOIN_RX);
|
||||
sm_config_set_in_shift(&pc, false, true, 32);
|
||||
pio_sm_init(PIO, SM_RX, origin_rx, &pc);
|
||||
|
||||
pio_sm_set_consecutive_pindirs(PIO, SM_RX, RX_PIN, 1, GPIO_IN);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void init_bias()
|
||||
{
|
||||
gpio_disable_pulls(RX_PIN);
|
||||
gpio_disable_pulls(FB_PIN);
|
||||
|
||||
pio_gpio_init(PIO, FB_PIN);
|
||||
|
||||
gpio_set_input_hysteresis_enabled(RX_PIN, false);
|
||||
gpio_set_drive_strength(FB_PIN, GPIO_DRIVE_STRENGTH_2MA);
|
||||
gpio_set_slew_rate(FB_PIN, GPIO_SLEW_RATE_SLOW);
|
||||
|
||||
PIO->input_sync_bypass = 1u << RX_PIN;
|
||||
|
||||
const uint16_t insn[] = {
|
||||
pio_encode_mov(pio_isr, pio_null),
|
||||
pio_encode_in(pio_y, 4),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1) | pio_encode_delay(15),
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1) | pio_encode_delay(15),
|
||||
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(11),
|
||||
pio_encode_mov(pio_y, pio_isr),
|
||||
pio_encode_mov(pio_x, pio_isr),
|
||||
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(6),
|
||||
pio_encode_mov_not(pio_pins, pio_pins) | pio_encode_sideset(1, 1),
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_program_t prog = {
|
||||
.instructions = insn,
|
||||
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
||||
.origin = 10,
|
||||
.origin = origin_bias,
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 0, false);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 0);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 0);
|
||||
|
||||
if (pio_can_add_program(pio1, &prog))
|
||||
pio_add_program(pio1, &prog);
|
||||
if (pio_can_add_program(PIO, &prog))
|
||||
origin_bias = pio_add_program(PIO, &prog);
|
||||
|
||||
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
||||
sm_config_set_in_shift(&pc, false, false, 32);
|
||||
sm_config_set_sideset(&pc, 1, false, true);
|
||||
sm_config_set_sideset_pins(&pc, out_pin);
|
||||
sm_config_set_in_pins(&pc, in_pin);
|
||||
sm_config_set_out_pins(&pc, out_pin, 1);
|
||||
sm_config_set_set_pins(&pc, out_pin, 1);
|
||||
sm_config_set_sideset_pins(&pc, FB_PIN);
|
||||
sm_config_set_in_pins(&pc, RX_PIN);
|
||||
sm_config_set_out_pins(&pc, FB_PIN, 1);
|
||||
sm_config_set_set_pins(&pc, RX_PIN, 1);
|
||||
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, prog.origin, prog.origin + prog.length - 1);
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, origin_bias, origin_bias + prog.length - 1);
|
||||
|
||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
||||
pio_sm_init(pio1, 0, prog.origin, &pc);
|
||||
pio_sm_init(PIO, SM_BIAS, origin_bias, &pc);
|
||||
|
||||
pio_sm_set_consecutive_pindirs(pio1, 0, out_pin, 1, GPIO_OUT);
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 0, true);
|
||||
pio_sm_exec_wait_blocking(PIO, SM_BIAS, pio_encode_set(pio_y, 31));
|
||||
pio_sm_set_consecutive_pindirs(PIO, SM_BIAS, FB_PIN, 1, GPIO_OUT);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void watch_init(int in_pin)
|
||||
static const uint32_t samp_insn = 16;
|
||||
|
||||
static void init_adder()
|
||||
{
|
||||
const uint16_t insn[] = {
|
||||
pio_encode_in(pio_pins, 1),
|
||||
};
|
||||
pio_encode_out(pio_pc, 4), // 0000 +0
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(0), // 0001 +1
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(0), // 0010 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 0011 +2
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(0), // 0100 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 0101 +2
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 0110 +2
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(1), // 0111 +2 +1
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(0), // 1000 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 1001 +2
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 1010 +2
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(1), // 1011 +2 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(0), // 1100 +2
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(1), // 1101 +2 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(1), // 1110 +2 +1
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(3), // 1111 +2 +2
|
||||
|
||||
pio_program_t prog = {
|
||||
.instructions = insn,
|
||||
.length = 1,
|
||||
.origin = 6,
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 1, false);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 1);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 1);
|
||||
|
||||
if (pio_can_add_program(pio1, &prog))
|
||||
pio_add_program(pio1, &prog);
|
||||
|
||||
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
||||
sm_config_set_in_pins(&pc, in_pin);
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, prog.origin, prog.origin + prog.length - 1);
|
||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
||||
sm_config_set_fifo_join(&pc, PIO_FIFO_JOIN_RX);
|
||||
sm_config_set_in_shift(&pc, false, true, 32);
|
||||
pio_sm_init(pio1, 1, prog.origin, &pc);
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 1, true);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void adder_init()
|
||||
{
|
||||
const uint16_t insn[] = {
|
||||
pio_encode_jmp_y_dec(1),
|
||||
pio_encode_out(pio_pc, 2),
|
||||
pio_encode_out(pio_pc, 2),
|
||||
pio_encode_jmp_x_dec(2),
|
||||
|
||||
/* Avoid Y-- on wrap. */
|
||||
pio_encode_out(pio_pc, 2),
|
||||
/*
|
||||
* Should wrap here.
|
||||
* Jump to this portion must be inserted from the outside.
|
||||
*/
|
||||
pio_encode_in(pio_y, 32),
|
||||
pio_encode_in(pio_x, 32),
|
||||
pio_encode_set(pio_y, 0),
|
||||
pio_encode_set(pio_x, 0),
|
||||
//pio_encode_jmp_y_dec(21),
|
||||
//pio_encode_jmp_x_dec(22),
|
||||
pio_encode_out(pio_pc, 4),
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_program_t prog = {
|
||||
.instructions = insn,
|
||||
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
||||
.origin = 0,
|
||||
.origin = origin_adder,
|
||||
};
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 2, false);
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 3, false);
|
||||
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 2);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 3);
|
||||
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 2);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 3);
|
||||
|
||||
if (pio_can_add_program(pio1, &prog))
|
||||
pio_add_program(pio1, &prog);
|
||||
if (pio_can_add_program(PIO, &prog))
|
||||
origin_adder = pio_add_program(PIO, &prog);
|
||||
|
||||
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, prog.origin, prog.origin + prog.length - 1);
|
||||
sm_config_set_wrap(&pc, origin_adder, origin_adder + 15);
|
||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
||||
sm_config_set_in_shift(&pc, false, true, 32);
|
||||
sm_config_set_out_shift(&pc, false, true, 32);
|
||||
pio_sm_init(pio1, 2, prog.origin + prog.length - 1, &pc);
|
||||
pio_sm_init(pio1, 3, prog.origin + prog.length - 1, &pc);
|
||||
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 2, true);
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 3, true);
|
||||
pio_sm_init(PIO, SM_COS, origin_adder, &pc);
|
||||
pio_sm_init(PIO, SM_SIN, origin_adder, &pc);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define STEP_BASE ((UINT_MAX + 1.0) / CLK_SYS_HZ)
|
||||
static uint32_t freq_step = 1;
|
||||
|
||||
static void lo_generate(uint32_t *buf, double freq, uint32_t phase)
|
||||
static void lo_generate_phase(uint32_t *buf, size_t len, uint32_t step, uint32_t phase)
|
||||
{
|
||||
freq_step = STEP_BASE * freq;
|
||||
|
||||
unsigned down = 2 + __builtin_clz(freq_step);
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < LO_WORDS; i++) {
|
||||
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
|
||||
uint32_t bits = 0;
|
||||
int shift = (rnd_next() >> down) - (rnd_next() >> down);
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < 32; j++) {
|
||||
bits |= (phase + shift) >> 31;
|
||||
bits |= phase >> 31;
|
||||
bits <<= 1;
|
||||
phase += freq_step;
|
||||
phase += step;
|
||||
}
|
||||
|
||||
buf[i] = bits;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void lo_tweak(uint32_t *buf, uint32_t phase)
|
||||
{
|
||||
static size_t i = 0;
|
||||
uint32_t bits = 0;
|
||||
unsigned down = 2 + __builtin_clz(freq_step);
|
||||
|
||||
phase += freq_step * i * 32;
|
||||
|
||||
for (int j = 0; j < 32; j++) {
|
||||
int shift = (rnd_next() >> down) - (rnd_next() >> down);
|
||||
bits |= (phase + shift) >> 31;
|
||||
bits <<= 1;
|
||||
phase += freq_step;
|
||||
}
|
||||
|
||||
buf[i] = bits;
|
||||
i = (i + 1) & (LO_WORDS - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void rx_lo_init(double req_freq, bool align)
|
||||
{
|
||||
const double step_hz = (double)CLK_SYS_HZ / (8 << LO_BITS_DEPTH);
|
||||
const double step_hz = (double)CLK_SYS_HZ / ((32 << LO_BITS_DEPTH) / 2.0);
|
||||
double freq = req_freq;
|
||||
|
||||
if (align)
|
||||
freq = round(freq / step_hz) * step_hz;
|
||||
|
||||
lo_generate(lo_cos, freq, COS_PHASE);
|
||||
lo_generate(lo_sin, freq, SIN_PHASE);
|
||||
uint32_t step = STEP_BASE * freq;
|
||||
|
||||
lo_generate_phase(lo_cos, LO_WORDS, step, COS_PHASE);
|
||||
lo_generate_phase(lo_sin, LO_WORDS, step, SIN_PHASE);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const uint32_t samp_insn[4] __attribute__((__aligned__(16)));
|
||||
static const uint32_t samp_insn[4] = {
|
||||
0x4040, /* IN Y, 32 */
|
||||
0x4020, /* IN X, 32 */
|
||||
0xe040, /* SET Y, 0 */
|
||||
0xe020, /* SET X, 0 */
|
||||
};
|
||||
|
||||
static uint32_t null, one = 1;
|
||||
|
||||
static void rf_rx_start(int rx_pin, int bias_pin)
|
||||
static void rf_rx_start()
|
||||
{
|
||||
dma_ch_rx = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||
dma_ch_cp = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||
|
|
@ -307,9 +278,6 @@ static void rf_rx_start(int rx_pin, int bias_pin)
|
|||
|
||||
dma_ch_samp_cos = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||
dma_ch_samp_sin = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||
dma_ch_samp_trig = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||
|
||||
dma_t_samp = dma_claim_unused_timer(true);
|
||||
|
||||
dma_channel_config dma_conf;
|
||||
|
||||
|
|
@ -318,9 +286,9 @@ static void rf_rx_start(int rx_pin, int bias_pin)
|
|||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(pio1, 1, false));
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(PIO, SM_RX, false));
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_cp);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_rx, &dma_conf, LO_COS_ACCUMULATOR, &pio1->rxf[1], 1, false);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_rx, &dma_conf, LO_COS_ACCUMULATOR, &PIO->rxf[SM_RX], 1, false);
|
||||
|
||||
/* Copy accumulator I to accumulator Q. */
|
||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_cp);
|
||||
|
|
@ -356,9 +324,9 @@ static void rf_rx_start(int rx_pin, int bias_pin)
|
|||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(pio1, 2, true));
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(PIO, SM_COS, true));
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_pio_sin);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_pio_cos, &dma_conf, &pio1->txf[2], LO_COS_ACCUMULATOR, 1,
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_pio_cos, &dma_conf, &PIO->txf[SM_COS], LO_COS_ACCUMULATOR, 1,
|
||||
false);
|
||||
|
||||
/* Copy mixed Q accumulator to PIO adder Q. */
|
||||
|
|
@ -366,71 +334,67 @@ static void rf_rx_start(int rx_pin, int bias_pin)
|
|||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(pio1, 3, true));
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(PIO, SM_SIN, true));
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_pio_sin, &dma_conf, &pio1->txf[3], LO_SIN_ACCUMULATOR, 1,
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_pio_sin, &dma_conf, &PIO->txf[SM_SIN], LO_SIN_ACCUMULATOR, 1,
|
||||
false);
|
||||
|
||||
/* Pacing timer for the sampling script trigger channel. */
|
||||
dma_timer_set_fraction(dma_t_samp, 1, CLK_SYS_HZ / (sample_rate * DECIMATE));
|
||||
|
||||
/* Sampling trigger channel. */
|
||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_samp_trig);
|
||||
/* Trigger I accumulator values push. */
|
||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_samp_cos);
|
||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, dma_get_timer_dreq(dma_t_samp));
|
||||
channel_config_set_high_priority(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_samp_trig, &dma_conf, &null, &one, 1, false);
|
||||
|
||||
/* Trigger I accumulator values push. */
|
||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_samp_cos);
|
||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_ring(&dma_conf, false, 4);
|
||||
channel_config_set_high_priority(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_samp_sin);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_samp_cos, &dma_conf, &pio1->sm[2].instr, samp_insn, 4, false);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_samp_cos, &dma_conf, &PIO->sm[SM_COS].instr, &samp_insn, 1,
|
||||
false);
|
||||
|
||||
/* Trigger Q accumulator values push. */
|
||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_samp_sin);
|
||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_ring(&dma_conf, false, 4);
|
||||
channel_config_set_high_priority(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_samp_trig);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_samp_sin, &dma_conf, &pio1->sm[3].instr, samp_insn, 4, false);
|
||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_configure(dma_ch_samp_sin, &dma_conf, &PIO->sm[SM_SIN].instr, &samp_insn, 1,
|
||||
false);
|
||||
|
||||
bias_init(rx_pin, bias_pin);
|
||||
adder_init();
|
||||
init_bias();
|
||||
init_adder();
|
||||
init_rx();
|
||||
|
||||
dma_channel_start(dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_start(dma_ch_samp_trig);
|
||||
watch_init(rx_pin);
|
||||
dma_channel_start(dma_ch_samp_cos);
|
||||
|
||||
pio_set_sm_mask_enabled(PIO, 0x0f, true);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void rf_rx_stop(void)
|
||||
{
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 0, false);
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 1, false);
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 2, false);
|
||||
pio_sm_set_enabled(pio1, 3, false);
|
||||
pio_set_sm_mask_enabled(PIO, 0x0f, false);
|
||||
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 0);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 1);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 2);
|
||||
pio_sm_restart(pio1, 3);
|
||||
pio_sm_restart(PIO, 0);
|
||||
pio_sm_restart(PIO, 1);
|
||||
pio_sm_restart(PIO, 2);
|
||||
pio_sm_restart(PIO, 3);
|
||||
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 0);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 1);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 2);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(pio1, 3);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(PIO, 0);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(PIO, 1);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(PIO, 2);
|
||||
pio_sm_clear_fifos(PIO, 3);
|
||||
|
||||
sleep_us(10);
|
||||
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_cp);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_cos);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_sin);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_pio_cos);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_pio_sin);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_samp_sin);
|
||||
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_cp);
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_cos);
|
||||
|
|
@ -439,7 +403,6 @@ static void rf_rx_stop(void)
|
|||
dma_channel_abort(dma_ch_pio_sin);
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_samp_sin);
|
||||
dma_channel_abort(dma_ch_samp_trig);
|
||||
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_cp);
|
||||
|
|
@ -449,7 +412,6 @@ static void rf_rx_stop(void)
|
|||
dma_channel_cleanup(dma_ch_pio_sin);
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_samp_sin);
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_samp_trig);
|
||||
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_rx);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_cp);
|
||||
|
|
@ -459,9 +421,6 @@ static void rf_rx_stop(void)
|
|||
dma_channel_unclaim(dma_ch_pio_sin);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_samp_cos);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_samp_sin);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_samp_trig);
|
||||
|
||||
dma_timer_unclaim(dma_t_samp);
|
||||
|
||||
dma_ch_rx = -1;
|
||||
dma_ch_cp = -1;
|
||||
|
|
@ -471,16 +430,46 @@ static void rf_rx_stop(void)
|
|||
dma_ch_pio_sin = -1;
|
||||
dma_ch_samp_cos = -1;
|
||||
dma_ch_samp_sin = -1;
|
||||
dma_ch_samp_trig = -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
dma_t_samp = -1;
|
||||
inline static uint32_t pio_sm_get_blocking_unsafe(pio_hw_t *pio, int sm)
|
||||
{
|
||||
while (pio->fstat & (1u << (PIO_FSTAT_RXEMPTY_LSB + sm)))
|
||||
asm volatile("nop");
|
||||
|
||||
return pio->rxf[sm];
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline static int nextI()
|
||||
{
|
||||
static int prevI = 0;
|
||||
|
||||
int sI = 0;
|
||||
sI -= 2 * pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_COS);
|
||||
sI -= pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_COS);
|
||||
|
||||
int I = sI - prevI;
|
||||
prevI = sI;
|
||||
|
||||
return I;
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline static int nextQ()
|
||||
{
|
||||
static int prevQ = 0;
|
||||
|
||||
int sQ = 0;
|
||||
sQ -= 2 * pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_SIN);
|
||||
sQ -= pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_SIN);
|
||||
|
||||
int Q = sQ - prevQ;
|
||||
prevQ = sQ;
|
||||
|
||||
return Q;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void rf_rx(void)
|
||||
{
|
||||
const uint32_t base = (uint32_t)rx_cos;
|
||||
int pos = 0;
|
||||
|
||||
while (true) {
|
||||
if (multicore_fifo_rvalid()) {
|
||||
multicore_fifo_pop_blocking();
|
||||
|
|
@ -488,81 +477,25 @@ static void rf_rx(void)
|
|||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int head = (dma_hw->ch[dma_ch_in_cos].write_addr - base) / 4;
|
||||
int delta = (head < pos ? head + RX_WORDS : head) - pos;
|
||||
|
||||
while (delta < RX_STRIDE) {
|
||||
sleep_us(1);
|
||||
head = (dma_hw->ch[dma_ch_in_cos].write_addr - base) / 4;
|
||||
delta = (head < pos ? head + RX_WORDS : head) - pos;
|
||||
}
|
||||
|
||||
const uint32_t *cos_ptr = rx_cos + pos;
|
||||
const uint32_t *sin_ptr = rx_sin + pos;
|
||||
|
||||
pos = (pos + RX_STRIDE) & (RX_WORDS - 1);
|
||||
|
||||
uint8_t *block = iq_queue_buffer[iq_queue_pos];
|
||||
uint8_t *blockptr = block;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Since every 2 samples add to either +1 or -1,
|
||||
* the maximum amplitude in one direction is 1/2.
|
||||
*/
|
||||
int64_t max_amplitude = CLK_SYS_HZ / 2;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Since the waveform is normally half of the time
|
||||
* above zero, we can halve once more.
|
||||
*
|
||||
* This is not perfect, so we do not max out the base
|
||||
* gain but keep it slightly below the maximum to make
|
||||
* sure we do not overshoot often.
|
||||
*/
|
||||
max_amplitude /= 2;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* We are allowing the counters to only go as high
|
||||
* as sampling rate.
|
||||
*/
|
||||
max_amplitude /= sample_rate;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < IQ_SAMPLES; i++) {
|
||||
int sI = 0, sQ = 0;
|
||||
int I = 0, Q = 0;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* I: +I1 -I3 +Q2 -Q4
|
||||
* Q: +Q1 -Q3 -I2 +I4
|
||||
*/
|
||||
sI += *cos_ptr++;
|
||||
sI -= *cos_ptr++;
|
||||
Q += nextQ();
|
||||
I += nextI();
|
||||
|
||||
sQ -= *cos_ptr++;
|
||||
sQ += *cos_ptr++;
|
||||
I -= nextQ();
|
||||
Q += nextI();
|
||||
|
||||
sI -= *cos_ptr++;
|
||||
sI += *cos_ptr++;
|
||||
Q -= nextQ();
|
||||
I -= nextI();
|
||||
|
||||
sQ += *cos_ptr++;
|
||||
sQ -= *cos_ptr++;
|
||||
I += nextQ();
|
||||
Q -= nextI();
|
||||
|
||||
sQ += *sin_ptr++;
|
||||
sQ -= *sin_ptr++;
|
||||
|
||||
sI += *sin_ptr++;
|
||||
sI -= *sin_ptr++;
|
||||
|
||||
sQ -= *sin_ptr++;
|
||||
sQ += *sin_ptr++;
|
||||
|
||||
sI -= *sin_ptr++;
|
||||
sI += *sin_ptr++;
|
||||
|
||||
int64_t I = sI;
|
||||
int64_t Q = sQ;
|
||||
|
||||
I *= 127;
|
||||
I -= (max_amplitude * 181) / 256;
|
||||
I *= gain;
|
||||
I /= max_amplitude;
|
||||
|
||||
if (I > 127)
|
||||
|
|
@ -572,8 +505,7 @@ static void rf_rx(void)
|
|||
|
||||
*blockptr++ = (uint8_t)I + 128;
|
||||
|
||||
Q *= 127;
|
||||
Q -= (max_amplitude * 181) / 256;
|
||||
Q *= gain;
|
||||
Q /= max_amplitude;
|
||||
|
||||
if (Q > 127)
|
||||
|
|
@ -587,12 +519,6 @@ static void rf_rx(void)
|
|||
if (queue_try_add(&iq_queue, &block)) {
|
||||
iq_queue_pos = (iq_queue_pos + 1) & (IQ_QUEUE_LEN - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Randomize LO phase in the next word. */
|
||||
for (int i = 0; i < 8; i++) {
|
||||
lo_tweak(lo_cos, COS_PHASE);
|
||||
lo_tweak(lo_sin, SIN_PHASE);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
|
@ -600,18 +526,21 @@ static void run_command(uint8_t cmd, uint32_t arg)
|
|||
{
|
||||
if (0x01 == cmd) {
|
||||
/* Tune to a new center frequency */
|
||||
rx_lo_init(arg - sample_rate, true);
|
||||
frequency = arg;
|
||||
rx_lo_init(frequency + sample_rate, true);
|
||||
} else if (0x02 == cmd) {
|
||||
/* Set the rate at which IQ sample pairs are sent */
|
||||
sample_rate = arg;
|
||||
max_amplitude = CLK_SYS_HZ / sample_rate / 2;
|
||||
dma_timer_set_fraction(dma_t_samp, 1, CLK_SYS_HZ / (sample_rate * DECIMATE));
|
||||
rx_lo_init(arg - sample_rate, true);
|
||||
rx_lo_init(frequency + sample_rate, true);
|
||||
} else if (0x04 == cmd) {
|
||||
/* Set the tuner gain level */
|
||||
bias_set_gain((arg + 14) / 30);
|
||||
gain = INIT_GAIN * pow(10.0, arg / 200.0);
|
||||
} else if (0x0d == cmd) {
|
||||
/* Set tuner gain by the tuner's gain index */
|
||||
bias_set_gain((gains[arg] + 14) / 30);
|
||||
if (arg <= NUM_GAINS)
|
||||
gain = INIT_GAIN * pow(10.0, gains[arg] / 200.0);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
|
@ -639,41 +568,18 @@ static int check_command(void)
|
|||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void do_rx(int rx_pin, int bias_pin)
|
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static void do_rx()
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{
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rf_rx_start(rx_pin, bias_pin);
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sleep_us(100);
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dma_ch_in_cos = dma_claim_unused_channel(true);
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dma_ch_in_sin = dma_claim_unused_channel(true);
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dma_channel_config dma_conf;
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dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_in_cos);
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channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
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channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
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||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, true);
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||||
channel_config_set_ring(&dma_conf, true, RX_BITS_DEPTH);
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||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(pio1, 2, false));
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||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_in_sin);
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||||
dma_channel_configure(dma_ch_in_cos, &dma_conf, rx_cos, &pio1->rxf[2], 2, false);
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||||
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||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_in_sin);
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||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, true);
|
||||
channel_config_set_ring(&dma_conf, true, RX_BITS_DEPTH);
|
||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(pio1, 3, false));
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||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_in_cos);
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||||
dma_channel_configure(dma_ch_in_sin, &dma_conf, rx_sin, &pio1->rxf[3], 2, true);
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multicore_launch_core1(rf_rx);
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const uint8_t *block;
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while (queue_try_remove(&iq_queue, &block))
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/* Flush the queue */;
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rf_rx_start();
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sleep_us(100);
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||||
multicore_launch_core1(rf_rx);
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while (true) {
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int cmd;
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@ -684,25 +590,21 @@ static void do_rx(int rx_pin, int bias_pin)
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if (queue_try_remove(&iq_queue, &block)) {
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fwrite(block, IQ_BLOCK_LEN, 1, stdout);
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fflush(stdout);
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} else {
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int wait = rnd_next() & 0x1fff;
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for (int i = 0; i < wait; i++)
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asm volatile("nop");
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}
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}
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done:
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multicore_fifo_push_blocking(0);
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||||
multicore_fifo_pop_blocking();
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sleep_us(10);
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sleep_us(100);
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||||
multicore_reset_core1();
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||||
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||||
rf_rx_stop();
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||||
dma_channel_abort(dma_ch_in_cos);
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||||
dma_channel_abort(dma_ch_in_sin);
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||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_in_cos);
|
||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_in_sin);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_in_cos);
|
||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_in_sin);
|
||||
dma_ch_in_cos = -1;
|
||||
dma_ch_in_sin = -1;
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||||
}
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int main()
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@ -717,6 +619,7 @@ int main()
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gpio_set_dir(PSU_PIN, GPIO_OUT);
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gpio_put(PSU_PIN, 1);
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/* Prioritize DMA over CPU. */
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bus_ctrl_hw->priority |= BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_W_BITS | BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_R_BITS;
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stdio_usb_init();
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@ -724,7 +627,11 @@ int main()
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queue_init(&iq_queue, sizeof(uint8_t *), IQ_QUEUE_LEN);
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rx_lo_init(INIT_FREQ - INIT_SAMPLE_RATE, true);
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rx_lo_init(frequency + sample_rate, true);
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||||
/* We need to have the sampling timer ready. */
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dma_t_samp = dma_claim_unused_timer(true);
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||||
dma_timer_set_fraction(dma_t_samp, 1, CLK_SYS_HZ / (sample_rate * DECIMATE));
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while (true) {
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||||
if (check_command() > 0) {
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@ -734,7 +641,7 @@ int main()
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fwrite(header, sizeof header, 1, stdout);
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fflush(stdout);
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do_rx(10, 11);
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do_rx();
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||||
}
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sleep_ms(10);
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