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43 commits
master
...
superhet-a
Author | SHA1 | Date | |
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38b7ec34f6 |
7 changed files with 327 additions and 448 deletions
1
.gitignore
vendored
1
.gitignore
vendored
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@ -1,2 +1,3 @@
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/build/
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/build/
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/grc/*.py
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/grc/*.py
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/src/.clangd
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@ -2,11 +2,13 @@
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Using RP2040 / Raspberry Pi Pico as a software-defined radio receiver.
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Using RP2040 / Raspberry Pi Pico as a software-defined radio receiver.
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See the [blog post](https://blog.porucha.net/2024/pico-sdr/) for more information. Older code the article is mostly referring to can be found in the branch `old`.
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See the [blog post](https://blog.porucha.net/2024/pico-sdr/) for more information. Older code the article is mostly referring to can be found in the branch `old` and a more up-to-date approach in the branch `master`.
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This branch contains code to use RP2040 and some passives as a superheterodyne receiver. It is still very much work in progress.
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## Circuit
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## Circuit
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Please refer to [the simulation](https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCBMB0CsCmBaMAGEAOW0AsLboHYA2SWSIsWMIkAtFaFFCWNBZMAKEoE5wV06ENiE8ekYULZpUTOfM4BzfoMnhU2NfU4AlED2ybERTeh41jmmfpHyZ0IrHAOn9OJ0goC4AMyQhiOa+RGiBNE4AkgBi3ESihiBh-LiJQehgBlAgPtA+INp6BkZ+NprUwiBOPnZy2bn5DQywnABOtGSJGRIEHUkydpwA7smhXSOpNCicAMaVIRMgjhZBMkjeyA7YYjzoXiGwPuJGYC6cADaLsMs0PRJ9+Yzy288vz4k5B8REPGAi2HSQHzoNb5GbtO5BW6NcBIIQnEzbIgmMCQOiwWDEZyOJTghpQ8raYZQpLoEQLKbDUkBIJFcmtbJxBbYEzkypTTwQVEQmiQSBGFY2ELySS1BhPV4SsTgcRyTgRcbIcSlTpK6w5HxDOahIJXNBkqYANygBG5DOpk3AGHQnmF9Ea7jaGm1NDAYB81warBxbv8DR9cItU1m-oWIbtYFhiTFzDi4lYkDA1oIQJQVnO4EBppD92jcklkqjj2YifQPhN5BIBgIgm8FOViokVJVEjrTYbuPbUwARhgiOs+TJsK79LXOAAPXtORCkPgGPjTq4VPkgHQABU8uHHtBNiU8eWtRhtFXKAHFVxEAPIAHQAzs0J8R56gaNaIMgUHkyjQz5fb+hNU6iQsoBJR1mIEhkrqWhbgQBAQIcGCAsIEHgN+57XjePCalBSTMvykycD2GRvpQEDMnkiBAqCE7ugE1A0ORnREJ+UCaAAggAdgALvAHEcQAhmCrruqGmasrmTAQPCQJXL8sDiD4PhuhiWLNAA9tklQon6PiwNgPhWHAZZIjsyImO6PCuEWEBoBIeQakAA).
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## Software
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## Software
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@ -32,4 +34,4 @@ See the [blog post](https://blog.porucha.net/2024/pico-sdr/) for more informatio
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4. Open `grc/PicoSDR-WBFM.grc` in GNU Radio Companion, adjust carrier frequency to match your favorite FM radio station and press `F6`.
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4. Open `grc/PicoSDR-WBFM.grc` in GNU Radio Companion, adjust carrier frequency to match your favorite FM radio station and press `F6`.
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5. Alternatively [gqrx](https://www.gqrx.dk/) works fine with `rtl_tcp` input mode. Maximum sample rate seem to be 400 ksps, above that the samples are dropped. Make sure to adjust LNA gain to +30 dB. It's not accurate, but it does control bias strength which in turn does affect analog gain.
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5. Alternatively [gqrx](https://www.gqrx.dk/) works fine with `rtl_tcp` input mode. Maximum sample rate seem to be 400 ksps, above that the samples are dropped. Make sure to set LNA gain to 0, gain control is digital and does not provide any benefits unless you lower your sampling rate significantly.
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@ -37,7 +37,7 @@ blocks:
|
||||||
id: variable
|
id: variable
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||||||
parameters:
|
parameters:
|
||||||
comment: ''
|
comment: ''
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||||||
value: '88_200_000'
|
value: '94_600_000'
|
||||||
states:
|
states:
|
||||||
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|
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|
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|
bus_source: false
|
||||||
|
@ -49,7 +49,7 @@ blocks:
|
||||||
id: variable
|
id: variable
|
||||||
parameters:
|
parameters:
|
||||||
comment: ''
|
comment: ''
|
||||||
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|
value: '300_000'
|
||||||
states:
|
states:
|
||||||
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|
bus_sink: false
|
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|
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|
||||||
|
@ -70,7 +70,7 @@ blocks:
|
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|
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|
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|
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|
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bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
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|
coordinate: [832, 336.0]
|
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rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: analog_wfm_rcv_pll_0
|
- name: analog_wfm_rcv_pll_0
|
||||||
|
@ -78,7 +78,7 @@ blocks:
|
||||||
parameters:
|
parameters:
|
||||||
affinity: ''
|
affinity: ''
|
||||||
alias: ''
|
alias: ''
|
||||||
audio_decimation: '8'
|
audio_decimation: '4'
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||||||
comment: ''
|
comment: ''
|
||||||
deemph_tau: 75e-6
|
deemph_tau: 75e-6
|
||||||
maxoutbuf: '0'
|
maxoutbuf: '0'
|
||||||
|
@ -88,7 +88,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
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|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
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|
coordinate: [832, 440.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: audio_sink_0
|
- name: audio_sink_0
|
||||||
|
@ -100,12 +100,12 @@ blocks:
|
||||||
device_name: ''
|
device_name: ''
|
||||||
num_inputs: '2'
|
num_inputs: '2'
|
||||||
ok_to_block: 'True'
|
ok_to_block: 'True'
|
||||||
samp_rate: samp_rate // 8
|
samp_rate: samp_rate // 4
|
||||||
states:
|
states:
|
||||||
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|
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|
||||||
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|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
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|
coordinate: [1120, 448.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: blocks_message_debug_0
|
- name: blocks_message_debug_0
|
||||||
|
@ -120,7 +120,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [928, 32.0]
|
coordinate: [1120, 32.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: blocks_probe_rate_0
|
- name: blocks_probe_rate_0
|
||||||
|
@ -140,7 +140,7 @@ blocks:
|
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bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
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|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [640, 40.0]
|
coordinate: [832, 40.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: low_pass_filter_0
|
- name: low_pass_filter_0
|
||||||
|
@ -150,21 +150,21 @@ blocks:
|
||||||
alias: ''
|
alias: ''
|
||||||
beta: '6.76'
|
beta: '6.76'
|
||||||
comment: ''
|
comment: ''
|
||||||
cutoff_freq: samp_rate / 16
|
cutoff_freq: samp_rate / 8
|
||||||
decim: '8'
|
decim: '4'
|
||||||
gain: '1'
|
gain: '1'
|
||||||
interp: '1'
|
interp: '1'
|
||||||
maxoutbuf: '0'
|
maxoutbuf: '0'
|
||||||
minoutbuf: '0'
|
minoutbuf: '0'
|
||||||
samp_rate: samp_rate
|
samp_rate: samp_rate
|
||||||
type: fir_filter_fff
|
type: fir_filter_fff
|
||||||
width: samp_rate / 16
|
width: samp_rate / 8
|
||||||
win: window.WIN_HAMMING
|
win: window.WIN_HAMMING
|
||||||
states:
|
states:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
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|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [928, 284.0]
|
coordinate: [1120, 284.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: enabled
|
state: enabled
|
||||||
- name: osmosdr_source_0
|
- name: osmosdr_source_0
|
||||||
|
@ -618,7 +618,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [640, 232.0]
|
coordinate: [832, 232.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: qtgui_time_sink_x_0_0
|
- name: qtgui_time_sink_x_0_0
|
||||||
|
@ -676,8 +676,8 @@ blocks:
|
||||||
marker9: '-1'
|
marker9: '-1'
|
||||||
name: '"FM Demodulation"'
|
name: '"FM Demodulation"'
|
||||||
nconnections: '1'
|
nconnections: '1'
|
||||||
size: '512'
|
size: '128'
|
||||||
srate: samp_rate // 8
|
srate: samp_rate // (2 ** 3)
|
||||||
stemplot: 'False'
|
stemplot: 'False'
|
||||||
style1: '1'
|
style1: '1'
|
||||||
style10: '1'
|
style10: '1'
|
||||||
|
@ -715,7 +715,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [1128, 312.0]
|
coordinate: [1320, 312.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: qtgui_waterfall_sink_x_0_0
|
- name: qtgui_waterfall_sink_x_0_0
|
||||||
|
@ -776,7 +776,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [640, 128.0]
|
coordinate: [832, 128.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
- name: qtgui_waterfall_sink_x_0_0_0_0
|
- name: qtgui_waterfall_sink_x_0_0_0_0
|
||||||
|
@ -837,7 +837,7 @@ blocks:
|
||||||
bus_sink: false
|
bus_sink: false
|
||||||
bus_source: false
|
bus_source: false
|
||||||
bus_structure: null
|
bus_structure: null
|
||||||
coordinate: [928, 184.0]
|
coordinate: [1120, 184.0]
|
||||||
rotation: 0
|
rotation: 0
|
||||||
state: true
|
state: true
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -856,4 +856,4 @@ connections:
|
||||||
|
|
||||||
metadata:
|
metadata:
|
||||||
file_format: 1
|
file_format: 1
|
||||||
grc_version: 3.10.11.0
|
grc_version: 3.10.9.2
|
||||||
|
|
|
@ -401,7 +401,7 @@ blocks:
|
||||||
freq7: 100e6
|
freq7: 100e6
|
||||||
freq8: 100e6
|
freq8: 100e6
|
||||||
freq9: 100e6
|
freq9: 100e6
|
||||||
gain0: '0'
|
gain0: '30'
|
||||||
gain1: '10'
|
gain1: '10'
|
||||||
gain10: '10'
|
gain10: '10'
|
||||||
gain11: '10'
|
gain11: '10'
|
||||||
|
|
|
@ -1,5 +1,4 @@
|
||||||
cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
|
cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
|
||||||
set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)
|
|
||||||
|
|
||||||
include($ENV{PICO_SDK_PATH}/pico_sdk_init.cmake)
|
include($ENV{PICO_SDK_PATH}/pico_sdk_init.cmake)
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -18,6 +17,7 @@ target_link_libraries(
|
||||||
pico_stdlib
|
pico_stdlib
|
||||||
pico_util
|
pico_util
|
||||||
hardware_divider
|
hardware_divider
|
||||||
|
hardware_adc
|
||||||
hardware_dma
|
hardware_dma
|
||||||
hardware_pio
|
hardware_pio
|
||||||
hardware_pwm
|
hardware_pwm
|
||||||
|
|
672
src/main.c
672
src/main.c
|
@ -1,10 +1,10 @@
|
||||||
#include <math.h>
|
|
||||||
#include <pico/stdlib.h>
|
#include <pico/stdlib.h>
|
||||||
#include <pico/stdio_usb.h>
|
#include <pico/stdio_usb.h>
|
||||||
#include <pico/multicore.h>
|
#include <pico/multicore.h>
|
||||||
#include <pico/util/queue.h>
|
#include <pico/util/queue.h>
|
||||||
|
|
||||||
#include <hardware/clocks.h>
|
#include <hardware/clocks.h>
|
||||||
|
#include <hardware/adc.h>
|
||||||
#include <hardware/dma.h>
|
#include <hardware/dma.h>
|
||||||
#include <hardware/gpio.h>
|
#include <hardware/gpio.h>
|
||||||
#include <hardware/pll.h>
|
#include <hardware/pll.h>
|
||||||
|
@ -17,64 +17,74 @@
|
||||||
#include <hardware/regs/clocks.h>
|
#include <hardware/regs/clocks.h>
|
||||||
#include <hardware/structs/bus_ctrl.h>
|
#include <hardware/structs/bus_ctrl.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <math.h>
|
||||||
#include <stdio.h>
|
#include <stdio.h>
|
||||||
#include <limits.h>
|
#include <limits.h>
|
||||||
#include <stdlib.h>
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
|
||||||
#define VREG_VOLTAGE VREG_VOLTAGE_1_20
|
#define VREG_VOLTAGE VREG_VOLTAGE_1_20
|
||||||
#define CLK_SYS_HZ (320 * MHZ)
|
#define CLK_SYS_HZ (288 * MHZ)
|
||||||
|
|
||||||
#define RX_PIN 10
|
#define INIT_SAMPLE_RATE 200000
|
||||||
#define FB_PIN 11
|
#define INIT_FREQ 94600000
|
||||||
|
#define INIT_GAIN 127
|
||||||
|
|
||||||
|
#define LO_PIN 21
|
||||||
|
#define RX_PIN 26
|
||||||
#define PSU_PIN 23
|
#define PSU_PIN 23
|
||||||
|
|
||||||
#define PIO pio0
|
#define PIO pio1
|
||||||
#define SM_RX 0
|
#define SM_LO 0
|
||||||
#define SM_BIAS 1
|
|
||||||
#define SM_COS 2
|
|
||||||
#define SM_SIN 3
|
|
||||||
|
|
||||||
#define IQ_SAMPLES 32
|
#define IQ_SAMPLES 32
|
||||||
#define IQ_BLOCK_LEN (2 * IQ_SAMPLES)
|
#define IQ_BLOCK_LEN (2 * IQ_SAMPLES)
|
||||||
#define IQ_QUEUE_LEN 16
|
#define IQ_QUEUE_LEN 8
|
||||||
|
|
||||||
#define XOR_ADDR 0x1000
|
#define ADC_RATE (2 * MHZ)
|
||||||
#define LO_BITS_DEPTH 15
|
|
||||||
#define LO_WORDS (1 << (LO_BITS_DEPTH - 2))
|
|
||||||
#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)
|
|
||||||
|
|
||||||
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)));
|
|
||||||
|
|
||||||
#define INIT_SAMPLE_RATE 100000
|
|
||||||
#define INIT_FREQ 94600000
|
|
||||||
|
|
||||||
static int frequency = INIT_FREQ;
|
|
||||||
static int sample_rate = INIT_SAMPLE_RATE;
|
|
||||||
|
|
||||||
#define BASE_GAIN (1 << 15)
|
|
||||||
#define ATTN_BITS 10
|
|
||||||
#define DECIMATE 4
|
#define DECIMATE 4
|
||||||
|
|
||||||
static int gain = BASE_GAIN / (CLK_SYS_HZ / INIT_SAMPLE_RATE);
|
#define NCO_NUM_PHASES (1 << 8)
|
||||||
|
#define NCO_PHASE_BITS 8
|
||||||
|
#define NCO_PHASE_WORDS (1 << (NCO_PHASE_BITS - 2))
|
||||||
|
#define STEP_BASE ((UINT_MAX + 1.0) / CLK_SYS_HZ)
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t nco_step = (uint32_t)(STEP_BASE * INIT_FREQ) * 32 * NCO_PHASE_WORDS;
|
||||||
|
static uint32_t nco_null = 0;
|
||||||
|
static uint32_t nco_mask = (1 << NCO_PHASE_BITS) - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t nco_phase[NCO_NUM_PHASES][NCO_PHASE_WORDS]
|
||||||
|
__attribute__((__aligned__(NCO_NUM_PHASES * 4 * NCO_PHASE_WORDS)));
|
||||||
|
|
||||||
|
static_assert(sizeof(nco_phase) == 65536, "sizeof(nco_phase) == 65536");
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t *nco_addr = &nco_phase[0][0];
|
||||||
|
|
||||||
|
#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 gain = INIT_GAIN;
|
||||||
|
static int frequency = INIT_FREQ;
|
||||||
|
|
||||||
|
static int dma_ch_nco1 = -1;
|
||||||
|
static int dma_ch_nco2 = -1;
|
||||||
|
static int dma_ch_nco3 = -1;
|
||||||
|
static int dma_ch_nco4 = -1;
|
||||||
|
static int dma_ch_mix = -1;
|
||||||
|
|
||||||
static queue_t iq_queue;
|
static queue_t iq_queue;
|
||||||
static uint8_t iq_queue_buffer[IQ_QUEUE_LEN][IQ_BLOCK_LEN];
|
static uint8_t iq_queue_buffer[IQ_QUEUE_LEN][IQ_BLOCK_LEN];
|
||||||
static size_t iq_queue_pos = 0;
|
static size_t iq_queue_pos = 0;
|
||||||
|
|
||||||
static uint32_t xorshift_seed;
|
static uint32_t rnd = 0;
|
||||||
|
|
||||||
static inline __unused uint32_t xorshift(void)
|
static int origin_lo = -1;
|
||||||
|
|
||||||
|
inline static __unused uint32_t rnd_next()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint32_t x = xorshift_seed;
|
rnd = rnd * 0x41c64e6d + 12345;
|
||||||
x ^= x << 13;
|
return rnd;
|
||||||
x ^= x >> 17;
|
|
||||||
x ^= x << 5;
|
|
||||||
xorshift_seed = x;
|
|
||||||
return x;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void dma_channel_clear_chain_to(int ch)
|
static void dma_channel_clear_chain_to(int ch)
|
||||||
|
@ -85,161 +95,61 @@ static void dma_channel_clear_chain_to(int ch)
|
||||||
dma_hw->ch[ch].al1_ctrl = ctrl;
|
dma_hw->ch[ch].al1_ctrl = ctrl;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* rx -> cp -> cos -> sin -> pio_cos -> pio_sin -> rx ... */
|
static void init_lo()
|
||||||
static int dma_ch_rx = -1;
|
|
||||||
static int dma_ch_cp = -1;
|
|
||||||
static int dma_ch_cos = -1;
|
|
||||||
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_cos = -1;
|
|
||||||
static int dma_ch_samp_sin = -1;
|
|
||||||
|
|
||||||
static int dma_t_samp = -1;
|
|
||||||
|
|
||||||
static int origin_rx = -1;
|
|
||||||
static int origin_bias = -1;
|
|
||||||
static int origin_adder = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
static void init_rx()
|
|
||||||
{
|
{
|
||||||
gpio_disable_pulls(RX_PIN);
|
gpio_disable_pulls(LO_PIN);
|
||||||
pio_gpio_init(PIO, RX_PIN);
|
pio_gpio_init(PIO, LO_PIN);
|
||||||
|
|
||||||
|
gpio_set_drive_strength(LO_PIN, GPIO_DRIVE_STRENGTH_12MA);
|
||||||
|
gpio_set_slew_rate(LO_PIN, GPIO_SLEW_RATE_FAST);
|
||||||
|
|
||||||
const uint16_t insn[] = {
|
const uint16_t insn[] = {
|
||||||
pio_encode_in(pio_pins, 1) | pio_encode_delay(0),
|
pio_encode_out(pio_pindirs, 1),
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
pio_program_t prog = {
|
pio_program_t prog = {
|
||||||
.instructions = insn,
|
.instructions = insn,
|
||||||
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
||||||
.origin = origin_rx,
|
.origin = origin_lo,
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
pio_sm_restart(PIO, SM_LO);
|
||||||
|
pio_sm_clear_fifos(PIO, SM_LO);
|
||||||
|
|
||||||
if (pio_can_add_program(PIO, &prog))
|
if (pio_can_add_program(PIO, &prog))
|
||||||
origin_rx = pio_add_program(PIO, &prog);
|
origin_lo = pio_add_program(PIO, &prog);
|
||||||
|
|
||||||
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
pio_sm_config pc = pio_get_default_sm_config();
|
||||||
sm_config_set_in_pins(&pc, RX_PIN);
|
sm_config_set_out_pins(&pc, LO_PIN, 1);
|
||||||
sm_config_set_wrap(&pc, origin_rx, origin_rx + prog.length - 1);
|
sm_config_set_set_pins(&pc, LO_PIN, 1);
|
||||||
|
sm_config_set_wrap(&pc, origin_lo, origin_lo + prog.length - 1);
|
||||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
||||||
sm_config_set_fifo_join(&pc, PIO_FIFO_JOIN_RX);
|
sm_config_set_fifo_join(&pc, PIO_FIFO_JOIN_TX);
|
||||||
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);
|
|
||||||
|
|
||||||
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_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 = origin_bias,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
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, 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, origin_bias, origin_bias + prog.length - 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
sm_config_set_clkdiv_int_frac(&pc, 1, 0);
|
|
||||||
pio_sm_init(PIO, SM_BIAS, origin_bias, &pc);
|
|
||||||
|
|
||||||
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 const uint32_t samp_insn = 16;
|
|
||||||
|
|
||||||
static void init_adder()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
const uint16_t insn[] = {
|
|
||||||
/* y has weight of 2, x has weight of 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
|
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
|
||||||
* Should wrap here.
|
|
||||||
* Jump to this portion must be inserted from the outside.
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
pio_encode_in(pio_x, 16),
|
|
||||||
pio_encode_in(pio_y, 16),
|
|
||||||
pio_encode_out(pio_pc, 4),
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
pio_program_t prog = {
|
|
||||||
.instructions = insn,
|
|
||||||
.length = sizeof(insn) / sizeof(*insn),
|
|
||||||
.origin = origin_adder,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
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, 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);
|
sm_config_set_out_shift(&pc, false, true, 32);
|
||||||
|
pio_sm_init(PIO, SM_LO, origin_lo, &pc);
|
||||||
|
|
||||||
pio_sm_init(PIO, SM_COS, origin_adder, &pc);
|
pio_sm_set_consecutive_pindirs(PIO, SM_LO, LO_PIN, 1, GPIO_IN);
|
||||||
pio_sm_init(PIO, SM_SIN, origin_adder, &pc);
|
pio_sm_exec_wait_blocking(PIO, SM_LO, pio_encode_set(pio_pins, 0));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void lo_generate_phase(uint32_t *buf, size_t len, uint32_t step, uint32_t phase)
|
inline static uint32_t phase_bit(uint32_t phase, uint32_t step)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint32_t bits = 0;
|
uint32_t next = phase + step;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((next & 0x7fffffff) > (step >> 1))
|
||||||
|
return next >> 31;
|
||||||
|
|
||||||
|
return phase >> 31;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void nco_generate_phase(uint32_t *buf, size_t len, uint32_t step, uint32_t phase)
|
||||||
|
{
|
||||||
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
|
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
|
||||||
|
uint32_t bits = 0;
|
||||||
|
|
||||||
for (int j = 0; j < 32; j++) {
|
for (int j = 0; j < 32; j++) {
|
||||||
|
bits |= phase_bit(phase, step);
|
||||||
bits <<= 1;
|
bits <<= 1;
|
||||||
bits |= phase >> 31;
|
|
||||||
phase += step;
|
phase += step;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -249,269 +159,161 @@ static void lo_generate_phase(uint32_t *buf, size_t len, uint32_t step, uint32_t
|
||||||
|
|
||||||
static void rx_lo_init(double freq)
|
static void rx_lo_init(double freq)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
double frac = (double)CLK_SYS_HZ / (8 << LO_BITS_DEPTH);
|
uint32_t step = STEP_BASE * freq;
|
||||||
freq = roundf(freq / frac) * frac;
|
|
||||||
uint32_t step = freq * 4294967296.0 / CLK_SYS_HZ;
|
for (uint32_t i = 0; i < NCO_NUM_PHASES; i++)
|
||||||
lo_generate_phase(lo_cos, LO_WORDS, step, COS_PHASE);
|
nco_generate_phase(nco_phase[i], NCO_PHASE_WORDS, step,
|
||||||
lo_generate_phase(lo_sin, LO_WORDS, step, SIN_PHASE);
|
i << (__builtin_clz(NCO_NUM_PHASES) + 1));
|
||||||
|
|
||||||
|
nco_step = step * 32 * NCO_PHASE_WORDS;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void rf_rx_start()
|
static void rf_rx_start()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
dma_ch_rx = dma_claim_unused_channel(true);
|
dma_ch_nco1 = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||||
dma_ch_cp = dma_claim_unused_channel(true);
|
dma_ch_nco2 = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||||
dma_ch_cos = dma_claim_unused_channel(true);
|
dma_ch_nco3 = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||||
dma_ch_sin = dma_claim_unused_channel(true);
|
dma_ch_nco4 = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||||
dma_ch_pio_cos = dma_claim_unused_channel(true);
|
dma_ch_mix = dma_claim_unused_channel(true);
|
||||||
dma_ch_pio_sin = dma_claim_unused_channel(true);
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_ch_samp_cos = dma_claim_unused_channel(true);
|
|
||||||
dma_ch_samp_sin = dma_claim_unused_channel(true);
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_channel_config dma_conf;
|
dma_channel_config dma_conf;
|
||||||
|
|
||||||
/* Read received word into accumulator I. */
|
/* Step the NCO. */
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_rx);
|
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_nco1);
|
||||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(PIO, SM_RX, false));
|
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_nco2);
|
||||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_cp);
|
dma_channel_configure(dma_ch_nco1, &dma_conf, &nco_null, &nco_step, 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 above will increment the phase accumulator. */
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_cp);
|
dma_sniffer_enable(dma_ch_nco1, DMA_SNIFF_CTRL_CALC_VALUE_SUM, true);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Prepare the phase address. */
|
||||||
|
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_nco2);
|
||||||
|
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_16);
|
||||||
|
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
|
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
|
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_nco3);
|
||||||
|
dma_channel_configure(dma_ch_nco2, &dma_conf, (void *)(&nco_addr) + 0,
|
||||||
|
((void *)&dma_hw->sniff_data) + 2, 1, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Copy it to the DMA. */
|
||||||
|
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_nco3);
|
||||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
||||||
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
channel_config_set_read_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_cos);
|
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_nco4);
|
||||||
dma_channel_configure(dma_ch_cp, &dma_conf, LO_SIN_ACCUMULATOR, LO_COS_ACCUMULATOR, 1,
|
dma_channel_configure(dma_ch_nco3, &dma_conf, &dma_hw->ch[dma_ch_mix].read_addr, &nco_addr,
|
||||||
false);
|
1, false);
|
||||||
|
|
||||||
/* Read lo_cos into accumulator I with XOR. */
|
/* Trigger LO by clearing the bottom bits. */
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_cos);
|
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_nco4);
|
||||||
|
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);
|
||||||
|
dma_channel_configure(dma_ch_nco4, &dma_conf,
|
||||||
|
(void *)&dma_hw->ch[dma_ch_mix].al3_read_addr_trig +
|
||||||
|
REG_ALIAS_CLR_BITS,
|
||||||
|
&nco_mask, 1, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Drive the LO capacitor. */
|
||||||
|
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_mix);
|
||||||
channel_config_set_transfer_data_size(&dma_conf, DMA_SIZE_32);
|
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, true);
|
||||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
||||||
channel_config_set_ring(&dma_conf, false, LO_BITS_DEPTH);
|
channel_config_set_dreq(&dma_conf, pio_get_dreq(PIO, SM_LO, GPIO_OUT));
|
||||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_sin);
|
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_nco1);
|
||||||
dma_channel_configure(dma_ch_cos, &dma_conf, LO_COS_ACCUMULATOR + XOR_ADDR / 4, lo_cos, 1,
|
dma_channel_configure(dma_ch_mix, &dma_conf, &PIO->txf[SM_LO], &nco_phase[0][0],
|
||||||
false);
|
NCO_PHASE_WORDS, false);
|
||||||
|
|
||||||
/* Read lo_sin into accumulator Q with XOR. */
|
init_lo();
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_sin);
|
|
||||||
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, LO_BITS_DEPTH);
|
|
||||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_pio_cos);
|
|
||||||
dma_channel_configure(dma_ch_sin, &dma_conf, LO_SIN_ACCUMULATOR + XOR_ADDR / 4, lo_sin, 1,
|
|
||||||
false);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Copy mixed I accumulator to PIO adder I. */
|
dma_channel_start(dma_ch_nco1);
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_pio_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, 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, &PIO->txf[SM_COS], LO_COS_ACCUMULATOR, 1,
|
|
||||||
false);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Copy mixed Q accumulator to PIO adder Q. */
|
pio_sm_set_enabled(PIO, SM_LO, true);
|
||||||
dma_conf = dma_channel_get_default_config(dma_ch_pio_sin);
|
|
||||||
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(PIO, SM_SIN, true));
|
|
||||||
channel_config_set_chain_to(&dma_conf, dma_ch_rx);
|
|
||||||
dma_channel_configure(dma_ch_pio_sin, &dma_conf, &PIO->txf[SM_SIN], LO_SIN_ACCUMULATOR, 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, 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_sin);
|
|
||||||
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, false);
|
|
||||||
channel_config_set_write_increment(&dma_conf, false);
|
|
||||||
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_sin, &dma_conf, &PIO->sm[SM_SIN].instr, &samp_insn, 1,
|
|
||||||
false);
|
|
||||||
|
|
||||||
init_bias();
|
|
||||||
init_adder();
|
|
||||||
init_rx();
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_channel_start(dma_ch_rx);
|
|
||||||
dma_channel_start(dma_ch_samp_cos);
|
|
||||||
|
|
||||||
pio_set_sm_mask_enabled(PIO, 0x0f, true);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void rf_rx_stop(void)
|
static void rf_rx_stop(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
pio_set_sm_mask_enabled(PIO, 0x0f, false);
|
pio_sm_set_enabled(PIO, SM_LO, false);
|
||||||
|
|
||||||
pio_sm_restart(PIO, 0);
|
|
||||||
pio_sm_restart(PIO, 1);
|
|
||||||
pio_sm_restart(PIO, 2);
|
|
||||||
pio_sm_restart(PIO, 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);
|
sleep_us(10);
|
||||||
|
|
||||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_rx);
|
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_nco1);
|
||||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_cp);
|
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_nco2);
|
||||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_cos);
|
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_nco3);
|
||||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_sin);
|
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_nco4);
|
||||||
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_pio_cos);
|
dma_channel_clear_chain_to(dma_ch_mix);
|
||||||
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_nco1);
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_cp);
|
dma_channel_abort(dma_ch_nco2);
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_cos);
|
dma_channel_abort(dma_ch_nco3);
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_sin);
|
dma_channel_abort(dma_ch_nco4);
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_pio_cos);
|
dma_channel_abort(dma_ch_mix);
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_pio_sin);
|
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_samp_cos);
|
|
||||||
dma_channel_abort(dma_ch_samp_sin);
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_rx);
|
dma_channel_cleanup(dma_ch_nco1);
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_cp);
|
dma_channel_cleanup(dma_ch_nco2);
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_cos);
|
dma_channel_cleanup(dma_ch_nco3);
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_sin);
|
dma_channel_cleanup(dma_ch_nco4);
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_pio_cos);
|
dma_channel_cleanup(dma_ch_mix);
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_pio_sin);
|
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_samp_cos);
|
|
||||||
dma_channel_cleanup(dma_ch_samp_sin);
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_rx);
|
dma_channel_unclaim(dma_ch_nco1);
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_cp);
|
dma_channel_unclaim(dma_ch_nco2);
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_cos);
|
dma_channel_unclaim(dma_ch_nco3);
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_sin);
|
dma_channel_unclaim(dma_ch_nco4);
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_pio_cos);
|
dma_channel_unclaim(dma_ch_mix);
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_pio_sin);
|
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_samp_cos);
|
|
||||||
dma_channel_unclaim(dma_ch_samp_sin);
|
|
||||||
|
|
||||||
dma_ch_rx = -1;
|
dma_ch_nco1 = -1;
|
||||||
dma_ch_cp = -1;
|
dma_ch_nco2 = -1;
|
||||||
dma_ch_cos = -1;
|
dma_ch_nco3 = -1;
|
||||||
dma_ch_sin = -1;
|
dma_ch_nco4 = -1;
|
||||||
dma_ch_pio_cos = -1;
|
dma_ch_mix = -1;
|
||||||
dma_ch_pio_sin = -1;
|
|
||||||
dma_ch_samp_cos = -1;
|
|
||||||
dma_ch_samp_sin = -1;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
inline static void led_set(bool on)
|
struct IQ {
|
||||||
|
int I, Q;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
inline static int nextQ(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, on);
|
static int x4, x3, x2, x1;
|
||||||
|
|
||||||
|
int x0 = gain * adc_fifo_get_blocking();
|
||||||
|
|
||||||
|
int x = x2 + x2 - x4 - x0;
|
||||||
|
x4 = x3;
|
||||||
|
x3 = x2;
|
||||||
|
x2 = x1;
|
||||||
|
x1 = x0;
|
||||||
|
|
||||||
|
return x;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
inline static uint32_t pio_sm_get_blocking_unsafe(pio_hw_t *pio, int sm)
|
inline static struct IQ next_sample()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
while (pio->fstat & (1u << (PIO_FSTAT_RXEMPTY_LSB + sm)))
|
int I = 0, Q = 0;
|
||||||
asm volatile("nop");
|
|
||||||
|
|
||||||
return pio->rxf[sm];
|
I += nextQ();
|
||||||
}
|
Q += nextQ();
|
||||||
|
I -= nextQ();
|
||||||
|
Q -= nextQ();
|
||||||
|
|
||||||
static int Ia1, Ia2, Ia3;
|
static int dcI, dcQ;
|
||||||
static int Ib1, Ib2, Ib3;
|
|
||||||
|
|
||||||
static int Qa1, Qa2, Qa3;
|
I = ((I << 12) - dcI) >> 12;
|
||||||
static int Qb1, Qb2, Qb3;
|
dcI += I;
|
||||||
|
|
||||||
inline static void accI()
|
Q = ((Q << 12) - dcQ) >> 12;
|
||||||
{
|
dcQ += Q;
|
||||||
static uint16_t py, px;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t yx = pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_COS);
|
I += 127.4 * 512;
|
||||||
uint16_t y = yx >> 16;
|
I /= 512;
|
||||||
uint16_t x = yx;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t ny = py - y;
|
Q += 127.4 * 512;
|
||||||
uint16_t nx = px - x;
|
Q /= 512;
|
||||||
|
|
||||||
py = y;
|
return (struct IQ){ I, Q };
|
||||||
px = x;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t s = (ny << 1) + nx;
|
|
||||||
|
|
||||||
Ia1 += s;
|
|
||||||
Ia2 += Ia1;
|
|
||||||
Ia3 += Ia2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
inline static void accQ()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
static uint16_t py, px;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t yx = pio_sm_get_blocking_unsafe(PIO, SM_SIN);
|
|
||||||
uint16_t y = yx >> 16;
|
|
||||||
uint16_t x = yx;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t ny = py - y;
|
|
||||||
uint16_t nx = px - x;
|
|
||||||
|
|
||||||
py = y;
|
|
||||||
px = x;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t s = (ny << 1) + nx;
|
|
||||||
|
|
||||||
Qa1 += s;
|
|
||||||
Qa2 += Qa1;
|
|
||||||
Qa3 += Qa2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
inline static int getI()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
uint32_t c1, c2, c3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c3 = Ia3 - Ib3;
|
|
||||||
Ib3 = Ia3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c2 = c3 - Ib2;
|
|
||||||
Ib2 = c3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c1 = c2 - Ib1;
|
|
||||||
Ib1 = c2;
|
|
||||||
|
|
||||||
return (int)c1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
inline static int getQ()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
uint32_t c1, c2, c3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c3 = Qa3 - Qb3;
|
|
||||||
Qb3 = Qa3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c2 = c3 - Qb2;
|
|
||||||
Qb2 = c3;
|
|
||||||
|
|
||||||
c1 = c2 - Qb1;
|
|
||||||
Qb1 = c2;
|
|
||||||
|
|
||||||
return (int)c1;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void rf_rx(void)
|
static void rf_rx(void)
|
||||||
|
@ -527,26 +329,27 @@ static void rf_rx(void)
|
||||||
uint8_t *blockptr = block;
|
uint8_t *blockptr = block;
|
||||||
|
|
||||||
for (int i = 0; i < IQ_SAMPLES; i++) {
|
for (int i = 0; i < IQ_SAMPLES; i++) {
|
||||||
for (int d = 0; d < DECIMATE; d++) {
|
struct IQ IQ = next_sample();
|
||||||
accI();
|
int64_t I = IQ.I;
|
||||||
accQ();
|
int64_t Q = IQ.Q;
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int I = getI() * gain;
|
if (I < 0)
|
||||||
int Q = getQ() * gain;
|
I = 0;
|
||||||
|
else if (I > 255)
|
||||||
|
I = 255;
|
||||||
|
|
||||||
I >>= ATTN_BITS;
|
*blockptr++ = I;
|
||||||
*blockptr++ = I + 128;
|
|
||||||
|
|
||||||
Q >>= ATTN_BITS;
|
if (Q < 0)
|
||||||
*blockptr++ = Q + 128;
|
Q = 0;
|
||||||
|
else if (Q > 255)
|
||||||
|
Q = 255;
|
||||||
|
|
||||||
|
*blockptr++ = Q;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (queue_try_add(&iq_queue, &block)) {
|
if (queue_try_add(&iq_queue, &block)) {
|
||||||
iq_queue_pos = (iq_queue_pos + 1) % IQ_QUEUE_LEN;
|
iq_queue_pos = (iq_queue_pos + 1) & (IQ_QUEUE_LEN - 1);
|
||||||
led_set(0);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
led_set(1);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -556,13 +359,24 @@ static void run_command(uint8_t cmd, uint32_t arg)
|
||||||
if (0x01 == cmd) {
|
if (0x01 == cmd) {
|
||||||
/* Tune to a new center frequency */
|
/* Tune to a new center frequency */
|
||||||
frequency = arg;
|
frequency = arg;
|
||||||
rx_lo_init(frequency);
|
rx_lo_init(frequency + sample_rate);
|
||||||
} else if (0x02 == cmd) {
|
} else if (0x02 == cmd) {
|
||||||
/* Set the rate at which IQ sample pairs are sent */
|
/* Set the rate at which IQ sample pairs are sent */
|
||||||
|
if (arg > (ADC_RATE / DECIMATE))
|
||||||
|
arg = ADC_RATE / DECIMATE;
|
||||||
|
|
||||||
sample_rate = arg;
|
sample_rate = arg;
|
||||||
gain = BASE_GAIN / (CLK_SYS_HZ / sample_rate);
|
adc_set_clkdiv(96.0f * ((float)ADC_RATE / (sample_rate * DECIMATE)) - 1.0f);
|
||||||
dma_timer_set_fraction(dma_t_samp, 1, CLK_SYS_HZ / (sample_rate * DECIMATE));
|
} else if (0x04 == cmd) {
|
||||||
rx_lo_init(frequency);
|
/* Set the tuner gain level */
|
||||||
|
gain = INIT_GAIN * powf(10.0f, arg / 200.0f);
|
||||||
|
} else if (0x0d == cmd) {
|
||||||
|
/* Set tuner gain by the tuner's gain index */
|
||||||
|
|
||||||
|
if (arg >= NUM_GAINS)
|
||||||
|
arg = NUM_GAINS - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
gain = INIT_GAIN * powf(10.0f, gains[arg] / 200.0f);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -592,16 +406,16 @@ static int check_command(void)
|
||||||
|
|
||||||
static void do_rx()
|
static void do_rx()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
const uint8_t *block;
|
|
||||||
|
|
||||||
while (queue_try_remove(&iq_queue, &block))
|
|
||||||
/* Flush the queue */;
|
|
||||||
|
|
||||||
rf_rx_start();
|
rf_rx_start();
|
||||||
sleep_us(100);
|
sleep_us(100);
|
||||||
|
|
||||||
multicore_launch_core1(rf_rx);
|
multicore_launch_core1(rf_rx);
|
||||||
|
|
||||||
|
const uint8_t *block;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (queue_try_remove(&iq_queue, &block))
|
||||||
|
/* Flush the queue */;
|
||||||
|
|
||||||
while (true) {
|
while (true) {
|
||||||
int cmd;
|
int cmd;
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -613,7 +427,7 @@ static void do_rx()
|
||||||
fwrite(block, IQ_BLOCK_LEN, 1, stdout);
|
fwrite(block, IQ_BLOCK_LEN, 1, stdout);
|
||||||
fflush(stdout);
|
fflush(stdout);
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
int wait = xorshift() >> (32 - 15);
|
int wait = rnd_next() & 0x1fff;
|
||||||
|
|
||||||
for (int i = 0; i < wait; i++)
|
for (int i = 0; i < wait; i++)
|
||||||
asm volatile("nop");
|
asm volatile("nop");
|
||||||
|
@ -623,7 +437,7 @@ static void do_rx()
|
||||||
done:
|
done:
|
||||||
multicore_fifo_push_blocking(0);
|
multicore_fifo_push_blocking(0);
|
||||||
multicore_fifo_pop_blocking();
|
multicore_fifo_pop_blocking();
|
||||||
sleep_us(100);
|
sleep_us(10);
|
||||||
multicore_reset_core1();
|
multicore_reset_core1();
|
||||||
|
|
||||||
rf_rx_stop();
|
rf_rx_stop();
|
||||||
|
@ -632,7 +446,19 @@ done:
|
||||||
int main()
|
int main()
|
||||||
{
|
{
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||||||
vreg_set_voltage(VREG_VOLTAGE);
|
vreg_set_voltage(VREG_VOLTAGE);
|
||||||
|
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||||||
|
/* Step the USB PLL up to 192 MHz and overclock ADC with it. */
|
||||||
|
pll_init(pll_usb, 1, 1536 * MHZ, 4, 2);
|
||||||
|
|
||||||
|
clock_configure(clk_usb, 0, CLOCKS_CLK_USB_CTRL_AUXSRC_VALUE_CLKSRC_PLL_USB,
|
||||||
|
4 * USB_CLK_KHZ * KHZ, USB_CLK_KHZ * KHZ);
|
||||||
|
|
||||||
|
clock_configure(clk_adc, 0, CLOCKS_CLK_USB_CTRL_AUXSRC_VALUE_CLKSRC_PLL_USB,
|
||||||
|
4 * USB_CLK_KHZ * KHZ, 4 * USB_CLK_KHZ * KHZ);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Adjust system clock as well. */
|
||||||
set_sys_clock_khz(CLK_SYS_HZ / KHZ, true);
|
set_sys_clock_khz(CLK_SYS_HZ / KHZ, true);
|
||||||
|
|
||||||
clock_configure(clk_peri, 0, CLOCKS_CLK_PERI_CTRL_AUXSRC_VALUE_CLKSRC_PLL_SYS, CLK_SYS_HZ,
|
clock_configure(clk_peri, 0, CLOCKS_CLK_PERI_CTRL_AUXSRC_VALUE_CLKSRC_PLL_SYS, CLK_SYS_HZ,
|
||||||
CLK_SYS_HZ);
|
CLK_SYS_HZ);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -641,11 +467,6 @@ int main()
|
||||||
gpio_set_dir(PSU_PIN, GPIO_OUT);
|
gpio_set_dir(PSU_PIN, GPIO_OUT);
|
||||||
gpio_put(PSU_PIN, 1);
|
gpio_put(PSU_PIN, 1);
|
||||||
|
|
||||||
gpio_init(PICO_DEFAULT_LED_PIN);
|
|
||||||
gpio_set_dir(PICO_DEFAULT_LED_PIN, GPIO_OUT);
|
|
||||||
gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Prioritize DMA over CPU. */
|
|
||||||
bus_ctrl_hw->priority |= BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_W_BITS | BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_R_BITS;
|
bus_ctrl_hw->priority |= BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_W_BITS | BUSCTRL_BUS_PRIORITY_DMA_R_BITS;
|
||||||
|
|
||||||
stdio_usb_init();
|
stdio_usb_init();
|
||||||
|
@ -653,17 +474,22 @@ int main()
|
||||||
|
|
||||||
queue_init(&iq_queue, sizeof(uint8_t *), IQ_QUEUE_LEN);
|
queue_init(&iq_queue, sizeof(uint8_t *), IQ_QUEUE_LEN);
|
||||||
|
|
||||||
rx_lo_init(frequency);
|
/* Init ADC */
|
||||||
|
adc_init();
|
||||||
|
gpio_disable_pulls(RX_PIN);
|
||||||
|
adc_gpio_init(RX_PIN);
|
||||||
|
adc_select_input(RX_PIN - 26);
|
||||||
|
adc_fifo_setup(true, true, 1, false, false);
|
||||||
|
adc_set_clkdiv(96.0f * ((float)ADC_RATE / (sample_rate * DECIMATE)) - 1.0f);
|
||||||
|
adc_run(true);
|
||||||
|
|
||||||
/* We need to have the sampling timer ready. */
|
rx_lo_init(frequency + sample_rate);
|
||||||
dma_t_samp = dma_claim_unused_timer(true);
|
|
||||||
dma_timer_set_fraction(dma_t_samp, 1, CLK_SYS_HZ / (sample_rate * DECIMATE));
|
|
||||||
|
|
||||||
while (true) {
|
while (true) {
|
||||||
if (check_command() > 0) {
|
if (check_command() > 0) {
|
||||||
static const uint32_t header[3] = { __builtin_bswap32(0x52544c30),
|
static const uint32_t header[3] = { __builtin_bswap32(0x52544c30),
|
||||||
__builtin_bswap32(5),
|
__builtin_bswap32(5),
|
||||||
__builtin_bswap32(29) };
|
__builtin_bswap32(NUM_GAINS) };
|
||||||
fwrite(header, sizeof header, 1, stdout);
|
fwrite(header, sizeof header, 1, stdout);
|
||||||
fflush(stdout);
|
fflush(stdout);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
50
tools/clangd.py
Normal file
50
tools/clangd.py
Normal file
|
@ -0,0 +1,50 @@
|
||||||
|
#!/usr/bin/env python
|
||||||
|
|
||||||
|
import os.path
|
||||||
|
import sys
|
||||||
|
from glob import glob
|
||||||
|
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||||||
|
import click
|
||||||
|
import yaml
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@click.command()
|
||||||
|
def clangd():
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||||||
|
"""Generate .clangd file for local development."""
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||||||
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|
||||||
|
assert "PICO_SDK_PATH" in os.environ, "PICO_SDK_PATH not set"
|
||||||
|
|
||||||
|
pico_sdk_path = os.path.realpath(os.environ["PICO_SDK_PATH"])
|
||||||
|
cwd = os.path.realpath(os.getcwd())
|
||||||
|
|
||||||
|
includes = [
|
||||||
|
*glob(f"{pico_sdk_path}/src/common/*/include"),
|
||||||
|
*glob(f"{pico_sdk_path}/src/rp2040/*/include"),
|
||||||
|
*glob(f"{pico_sdk_path}/src/rp2_common/*/include"),
|
||||||
|
f"{pico_sdk_path}/lib/tinyusb/src",
|
||||||
|
*glob(f"{cwd}/src/**/include", recursive=True),
|
||||||
|
f"{cwd}/build/generated/pico_base",
|
||||||
|
f"{cwd}/build/sdk",
|
||||||
|
]
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||||||
|
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||||||
|
flags = [
|
||||||
|
"-Wall",
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||||||
|
"-Wextra",
|
||||||
|
"-xc",
|
||||||
|
"-DCFG_TUSB_MCU=OPT_MCU_RP2040",
|
||||||
|
"-I/usr/arm-none-eabi/include",
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
yaml.safe_dump(
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"CompileFlags": {
|
||||||
|
"Compiler": "arm-none-eabi-gcc",
|
||||||
|
"Add": [*flags, *[f"-I{inc}" for inc in includes]],
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
sys.stdout,
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
clangd()
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