git.gag.com Git - fw/altos/blob - src-avr/ao.h

   1 /*
   2  * Copyright © 2009 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; version 2 of the License
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  14  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  15  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  16  */
  17
  18 #ifndef _AO_H_
  19 #define _AO_H_
  20
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <stddef.h>
  25 #ifdef AVR
  26 #include "avr.h"
  27 #else
  28 #include "cc1111.h"
  29 #endif
  30 #include "ao_pins.h"
  31
  32 #define TRUE 1
  33 #define FALSE 0
  34
  35 /* Convert a __data pointer into an __xdata pointer */
  36 #define DATA_TO_XDATA(a)        ((void __xdata *) ((uint8_t) (a) | 0xff00))
  37
  38 /* Stack runs from above the allocated __data space to 0xfe, which avoids
  39  * writing to 0xff as that triggers the stack overflow indicator
  40  */
  41 #ifdef AVR
  42 #define AO_STACK_SIZE   128
  43 #else
  44 #define AO_STACK_START  0x90
  45 #define AO_STACK_END    0xfe
  46 #define AO_STACK_SIZE   (AO_STACK_END - AO_STACK_START + 1)
  47 #endif
  48
  49 /* An AltOS task */
  50 struct ao_task {
  51         __xdata void *wchan;            /* current wait channel (NULL if running) */
  52         uint16_t alarm;                 /* abort ao_sleep time */
  53 #ifdef AVR
  54         uint8_t *sp;                    /* saved stack pointer */
  55 #else
  56         uint8_t stack_count;            /* amount of saved stack */
  57 #endif
  58         uint8_t task_id;                /* unique id */
  59         __code char *name;              /* task name */
  60         uint8_t stack[AO_STACK_SIZE];   /* saved stack */
  61 };
  62
  63 extern __xdata struct ao_task *__data ao_cur_task;
  64
  65 #define AO_NUM_TASKS            16      /* maximum number of tasks */
  66 #define AO_NO_TASK              0       /* no task id */
  67
  68 #ifdef AVR
  69 extern uint8_t  ao_cpu_sleep_disable;
  70 #endif
  71
  72 /*
  73  ao_task.c
  74  */
  75
  76 /* Suspend the current task until wchan is awoken.
  77  * returns:
  78  *  0 on normal wake
  79  *  1 on alarm
  80  */
  81 uint8_t
  82 ao_sleep(__xdata void *wchan);
  83
  84 /* Wake all tasks sleeping on wchan */
  85 void
  86 ao_wakeup(__xdata void *wchan);
  87
  88 /* set an alarm to go off in 'delay' ticks */
  89 void
  90 ao_alarm(uint16_t delay);
  91
  92 /* Yield the processor to another task */
  93 #ifdef AVR
  94 void ao_yield(void) __attribute__((naked));
  95 #else
  96 void
  97 ao_yield(void) __naked;
  98 #endif
  99
 100 /* Add a task to the run queue */
 101 void
 102 ao_add_task(__xdata struct ao_task * task, void (*start)(void), __code char *name) __reentrant;
 103
 104 /* Terminate the current task */
 105 void
 106 ao_exit(void);
 107
 108 /* Dump task info to console */
 109 void
 110 ao_task_info(void);
 111
 112 /* Start the scheduler. This will not return */
 113 void
 114 ao_start_scheduler(void);
 115
 116 /*
 117  * ao_panic.c
 118  */
 119
 120 #define AO_PANIC_NO_TASK        1       /* AO_NUM_TASKS is not large enough */
 121 #define AO_PANIC_DMA            2       /* Attempt to start DMA while active */
 122 #define AO_PANIC_MUTEX          3       /* Mis-using mutex API */
 123 #define AO_PANIC_EE             4       /* Mis-using eeprom API */
 124 #define AO_PANIC_LOG            5       /* Failing to read/write log data */
 125 #define AO_PANIC_CMD            6       /* Too many command sets registered */
 126 #define AO_PANIC_STDIO          7       /* Too many stdio handlers registered */
 127 #define AO_PANIC_REBOOT         8       /* Reboot failed */
 128 #define AO_PANIC_FLASH          9       /* Invalid flash part (or wrong blocksize) */
 129 #define AO_PANIC_USB            10      /* Trying to send USB packet while busy */
 130 #define AO_PANIC_BT             11      /* Communications with bluetooth device failed */
 131
 132 /* Stop the operating system, beeping and blinking the reason */
 133 void
 134 ao_panic(uint8_t reason);
 135
 136 /*
 137  * ao_timer.c
 138  */
 139
 140 /* Our timer runs at 100Hz */
 141 #define AO_HERTZ                100
 142 #define AO_MS_TO_TICKS(ms)      ((ms) / (1000 / AO_HERTZ))
 143 #define AO_SEC_TO_TICKS(s)      ((s) * AO_HERTZ)
 144
 145 /* Returns the current time in ticks */
 146 uint16_t
 147 ao_time(void);
 148
 149 /* Suspend the current task until ticks time has passed */
 150 void
 151 ao_delay(uint16_t ticks);
 152
 153 /* Set the ADC interval */
 154 void
 155 ao_timer_set_adc_interval(uint8_t interval) __critical;
 156
 157 /* Timer interrupt */
 158 void
 159 ao_timer_isr(void) __interrupt(9);
 160
 161 /* Initialize the timer */
 162 void
 163 ao_timer_init(void);
 164
 165 /* Initialize the hardware clock. Must be called first */
 166 void
 167 ao_clock_init(void);
 168
 169 /*
 170  * One set of samples read from the A/D converter or telemetry
 171  */
 172 #ifdef AVR
 173 #define NUM_ADC         12
 174 #endif
 175
 176 struct ao_adc {
 177         uint16_t        tick;           /* tick when the sample was read */
 178 #ifdef AVR
 179         uint16_t        adc[NUM_ADC];   /* samples */
 180 #else
 181         int16_t         accel;          /* accelerometer */
 182         int16_t         pres;           /* pressure sensor */
 183         int16_t         temp;           /* temperature sensor */
 184         int16_t         v_batt;         /* battery voltage */
 185         int16_t         sense_d;        /* drogue continuity sense */
 186         int16_t         sense_m;        /* main continuity sense */
 187 #endif
 188 };
 189
 190 #if HAS_ADC
 191
 192 #if HAS_ACCEL
 193 #ifndef HAS_ACCEL_REF
 194 #error Please define HAS_ACCEL_REF
 195 #endif
 196 #else
 197 #define HAS_ACCEL_REF 0
 198 #endif
 199
 200 /*
 201  * ao_adc.c
 202  */
 203
 204 #define AO_ADC_RING     8
 205
 206 #define ao_adc_ring_next(n)     (((n) + 1) & (AO_ADC_RING - 1))
 207 #define ao_adc_ring_prev(n)     (((n) - 1) & (AO_ADC_RING - 1))
 208
 209
 210 /*
 211  * A/D data is stored in a ring, with the next sample to be written
 212  * at ao_adc_head
 213  */
 214 extern volatile __xdata struct ao_adc   ao_adc_ring[AO_ADC_RING];
 215 extern volatile __data uint8_t          ao_adc_head;
 216 #if HAS_ACCEL_REF
 217 extern volatile __xdata uint16_t        ao_accel_ref[AO_ADC_RING];
 218 #endif
 219
 220 /* Trigger a conversion sequence (called from the timer interrupt) */
 221 void
 222 ao_adc_poll(void);
 223
 224 /* Suspend the current task until another A/D sample is converted */
 225 void
 226 ao_adc_sleep(void);
 227
 228 /* Get a copy of the last complete A/D sample set */
 229 void
 230 ao_adc_get(__xdata struct ao_adc *packet);
 231
 232 /* The A/D interrupt handler */
 233
 234 void
 235 ao_adc_isr(void) __interrupt(1);
 236
 237 /* Initialize the A/D converter */
 238 void
 239 ao_adc_init(void);
 240
 241 #endif /* HAS_ADC */
 242
 243 /*
 244  * ao_beep.c
 245  */
 246
 247 /*
 248  * Various pre-defined beep frequencies
 249  *
 250  * frequency = 1/2 (24e6/32) / beep
 251  */
 252
 253 #define AO_BEEP_LOW     150     /* 2500Hz */
 254 #define AO_BEEP_MID     94      /* 3989Hz */
 255 #define AO_BEEP_HIGH    75      /* 5000Hz */
 256 #define AO_BEEP_OFF     0       /* off */
 257
 258 #define AO_BEEP_g       240     /* 1562.5Hz */
 259 #define AO_BEEP_gs      227     /* 1652Hz (1655Hz) */
 260 #define AO_BEEP_aa      214     /* 1752Hz (1754Hz) */
 261 #define AO_BEEP_bbf     202     /* 1856Hz (1858Hz) */
 262 #define AO_BEEP_bb      190     /* 1974Hz (1969Hz) */
 263 #define AO_BEEP_cc      180     /* 2083Hz (2086Hz) */
 264 #define AO_BEEP_ccs     170     /* 2205Hz (2210Hz) */
 265 #define AO_BEEP_dd      160     /* 2344Hz (2341Hz) */
 266 #define AO_BEEP_eef     151     /* 2483Hz (2480Hz) */
 267 #define AO_BEEP_ee      143     /* 2622Hz (2628Hz) */
 268 #define AO_BEEP_ff      135     /* 2778Hz (2784Hz) */
 269 #define AO_BEEP_ffs     127     /* 2953Hz (2950Hz) */
 270 #define AO_BEEP_gg      120     /* 3125Hz */
 271 #define AO_BEEP_ggs     113     /* 3319Hz (3311Hz) */
 272 #define AO_BEEP_aaa     107     /* 3504Hz (3508Hz) */
 273 #define AO_BEEP_bbbf    101     /* 3713Hz (3716Hz) */
 274 #define AO_BEEP_bbb     95      /* 3947Hz (3937Hz) */
 275 #define AO_BEEP_ccc     90      /* 4167Hz (4171Hz) */
 276 #define AO_BEEP_cccs    85      /* 4412Hz (4419Hz) */
 277 #define AO_BEEP_ddd     80      /* 4688Hz (4682Hz) */
 278 #define AO_BEEP_eeef    76      /* 4934Hz (4961Hz) */
 279 #define AO_BEEP_eee     71      /* 5282Hz (5256Hz) */
 280 #define AO_BEEP_fff     67      /* 5597Hz (5568Hz) */
 281 #define AO_BEEP_fffs    64      /* 5859Hz (5899Hz) */
 282 #define AO_BEEP_ggg     60      /* 6250Hz */
 283
 284 /* Set the beeper to the specified tone */
 285 void
 286 ao_beep(uint8_t beep);
 287
 288 /* Turn on the beeper for the specified time */
 289 void
 290 ao_beep_for(uint8_t beep, uint16_t ticks) __reentrant;
 291
 292 /* Initialize the beeper */
 293 void
 294 ao_beep_init(void);
 295
 296 /*
 297  * ao_led.c
 298  */
 299
 300 #define AO_LED_NONE     0
 301
 302 /* Turn on the specified LEDs */
 303 void
 304 ao_led_on(uint8_t colors);
 305
 306 /* Turn off the specified LEDs */
 307 void
 308 ao_led_off(uint8_t colors);
 309
 310 /* Set all of the LEDs to the specified state */
 311 void
 312 ao_led_set(uint8_t colors);
 313
 314 /* Toggle the specified LEDs */
 315 void
 316 ao_led_toggle(uint8_t colors);
 317
 318 /* Turn on the specified LEDs for the indicated interval */
 319 void
 320 ao_led_for(uint8_t colors, uint16_t ticks) __reentrant;
 321
 322 /* Initialize the LEDs */
 323 void
 324 ao_led_init(uint8_t enable);
 325
 326 /*
 327  * ao_lcd.c
 328  */
 329
 330 void
 331 ao_lcd_init(void);
 332
 333 /*
 334  * ao_romconfig.c
 335  */
 336
 337 #define AO_ROMCONFIG_VERSION    2
 338
 339 struct ao_romconfig {
 340         uint16_t        version;
 341         uint16_t        check;
 342         uint16_t        serial_number;
 343         uint32_t        radio_cal;
 344 };
 345
 346 #ifdef AVR
 347 extern __code struct ao_romconfig ao_romconfig __attribute__ ((section("romconfig")));
 348 #else
 349 extern __code __at (0x00a0) struct ao_romconfig ao_romconfig;
 350 #endif
 351
 352 #if HAS_USB
 353 #ifdef AVR
 354 extern const uint8_t ao_usb_descriptors [];
 355 #else
 356 extern __code __at (0x00aa) uint8_t ao_usb_descriptors [];
 357 #endif
 358 #endif
 359
 360 /*
 361  * ao_usb.c
 362  */
 363
 364 /* Put one character to the USB output queue */
 365 void
 366 ao_usb_putchar(char c);
 367
 368 /* Get one character from the USB input queue */
 369 char
 370 ao_usb_getchar(void);
 371
 372 /* Poll for a charcter on the USB input queue.
 373  * returns AO_READ_AGAIN if none are available
 374  */
 375 char
 376 ao_usb_pollchar(void);
 377
 378 /* Flush the USB output queue */
 379 void
 380 ao_usb_flush(void);
 381
 382 #if HAS_USB
 383 /* USB interrupt handler */
 384 void
 385 ao_usb_isr(void) __interrupt(6);
 386 #endif
 387
 388 /* Enable the USB controller */
 389 void
 390 ao_usb_enable(void);
 391
 392 /* Disable the USB controller */
 393 void
 394 ao_usb_disable(void);
 395
 396 /* Initialize the USB system */
 397 void
 398 ao_usb_init(void);
 399
 400 /*
 401  * ao_cmd.c
 402  */
 403
 404 enum ao_cmd_status {
 405         ao_cmd_success = 0,
 406         ao_cmd_lex_error = 1,
 407         ao_cmd_syntax_error = 2,
 408 };
 409
 410 extern __xdata uint16_t ao_cmd_lex_i;
 411 extern __xdata uint32_t ao_cmd_lex_u32;
 412 extern __xdata char     ao_cmd_lex_c;
 413 extern __xdata enum ao_cmd_status ao_cmd_status;
 414
 415 void
 416 ao_cmd_lex(void);
 417
 418 void
 419 ao_cmd_put8(uint8_t v);
 420
 421 void
 422 ao_cmd_put16(uint16_t v);
 423
 424 void
 425 ao_cmd_white(void);
 426
 427 void
 428 ao_cmd_hex(void);
 429
 430 void
 431 ao_cmd_decimal(void);
 432
 433 uint8_t
 434 ao_match_word(__code char *word);
 435
 436 struct ao_cmds {
 437         void            (*func)(void);
 438         const char      *help;
 439 };
 440
 441 void
 442 ao_cmd_register(__code struct ao_cmds *cmds);
 443
 444 void
 445 ao_cmd_init(void);
 446
 447 #if HAS_CMD_FILTER
 448 /*
 449  * Provided by an external module to filter raw command lines
 450  */
 451 uint8_t
 452 ao_cmd_filter(void);
 453 #endif
 454
 455 /*
 456  * ao_dma.c
 457  */
 458
 459 /* Allocate a DMA channel. the 'done' parameter will be set when the
 460  * dma is finished and will be used to wakeup any waiters
 461  */
 462
 463 uint8_t
 464 ao_dma_alloc(__xdata uint8_t * done);
 465
 466 /* Setup a DMA channel */
 467 void
 468 ao_dma_set_transfer(uint8_t id,
 469                     void __xdata *srcaddr,
 470                     void __xdata *dstaddr,
 471                     uint16_t count,
 472                     uint8_t cfg0,
 473                     uint8_t cfg1);
 474
 475 /* Start a DMA channel */
 476 void
 477 ao_dma_start(uint8_t id);
 478
 479 /* Manually trigger a DMA channel */
 480 void
 481 ao_dma_trigger(uint8_t id);
 482
 483 /* Abort a running DMA transfer */
 484 void
 485 ao_dma_abort(uint8_t id);
 486
 487 /* DMA interrupt routine */
 488 void
 489 ao_dma_isr(void) __interrupt(8);
 490
 491 /*
 492  * ao_mutex.c
 493  */
 494
 495 void
 496 ao_mutex_get(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
 497
 498 void
 499 ao_mutex_put(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
 500
 501 /*
 502  * Storage interface, provided by one of the eeprom or flash
 503  * drivers
 504  */
 505
 506 /* Total bytes of available storage */
 507 extern __xdata uint32_t ao_storage_total;
 508
 509 /* Block size - device is erased in these units. At least 256 bytes */
 510 extern __xdata uint32_t ao_storage_block;
 511
 512 /* Byte offset of config block. Will be ao_storage_block bytes long */
 513 extern __xdata uint32_t ao_storage_config;
 514
 515 /* Storage unit size - device reads and writes must be within blocks of this size. Usually 256 bytes. */
 516 extern __xdata uint16_t ao_storage_unit;
 517
 518 #define AO_STORAGE_ERASE_LOG    (ao_storage_config + AO_CONFIG_MAX_SIZE)
 519
 520 /* Initialize above values. Can only be called once the OS is running */
 521 void
 522 ao_storage_setup(void) __reentrant;
 523
 524 /* Write data. Returns 0 on failure, 1 on success */
 525 uint8_t
 526 ao_storage_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 527
 528 /* Read data. Returns 0 on failure, 1 on success */
 529 uint8_t
 530 ao_storage_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 531
 532 /* Erase a block of storage. This always clears ao_storage_block bytes */
 533 uint8_t
 534 ao_storage_erase(uint32_t pos) __reentrant;
 535
 536 /* Flush any pending writes to stable storage */
 537 void
 538 ao_storage_flush(void) __reentrant;
 539
 540 /* Initialize the storage code */
 541 void
 542 ao_storage_init(void);
 543
 544 /*
 545  * Low-level functions wrapped by ao_storage.c
 546  */
 547
 548 /* Read data within a storage unit */
 549 uint8_t
 550 ao_storage_device_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 551
 552 /* Write data within a storage unit */
 553 uint8_t
 554 ao_storage_device_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 555
 556 /* Initialize low-level device bits */
 557 void
 558 ao_storage_device_init(void);
 559
 560 /* Print out information about flash chips */
 561 void
 562 ao_storage_device_info(void) __reentrant;
 563
 564 /*
 565  * ao_log.c
 566  */
 567
 568 /* We record flight numbers in the first record of
 569  * the log. Tasks may wait for this to be initialized
 570  * by sleeping on this variable.
 571  */
 572 extern __xdata uint16_t ao_flight_number;
 573
 574 extern __pdata uint32_t ao_log_current_pos;
 575 extern __pdata uint32_t ao_log_end_pos;
 576 extern __pdata uint32_t ao_log_start_pos;
 577 extern __xdata uint8_t  ao_log_running;
 578 extern __xdata enum flight_state ao_log_state;
 579
 580 #define AO_LOG_TELESCIENCE_START        ((uint8_t) 's')
 581 #define AO_LOG_TELESCIENCE_DATA         ((uint8_t) 'd')
 582
 583 struct ao_log_telescience {
 584         uint8_t         type;
 585         uint8_t         csum;
 586         uint16_t        tick;
 587         uint16_t        tm_tick;
 588         uint8_t         tm_state;
 589         uint8_t         unused;
 590         uint16_t        adc[NUM_ADC];
 591 };
 592
 593 extern struct ao_log_telescience ao_log_store;
 594
 595 /* required functions from the underlying log system */
 596
 597 #define AO_LOG_FORMAT_UNKNOWN           0       /* unknown; altosui will have to guess */
 598 #define AO_LOG_FORMAT_FULL              1       /* 8 byte typed log records */
 599 #define AO_LOG_FORMAT_TINY              2       /* two byte state/baro records */
 600 #define AO_LOG_FORMAT_TELEMETRY         3       /* 32 byte ao_telemetry records */
 601 #define AO_LOG_FORMAT_TELESCIENCE       4       /* 32 byte typed telescience records */
 602 #define AO_LOG_FORMAT_NONE              127     /* No log at all */
 603
 604 extern __code uint8_t ao_log_format;
 605
 606 /* Return the flight number from the given log slot, 0 if none */
 607 uint16_t
 608 ao_log_flight(uint8_t slot);
 609
 610 /* Flash has been erased, go find the start of storage */
 611 void
 612 ao_log_restart(void);
 613
 614 /* Flush the log */
 615 void
 616 ao_log_flush(void);
 617
 618 /* Logging thread main routine */
 619 void
 620 ao_log(void);
 621
 622 /* functions provided in ao_log.c */
 623
 624 /* Figure out the current flight number */
 625 void
 626 ao_log_scan(void) __reentrant;
 627
 628 /* Return the position of the start of the given log slot */
 629 uint32_t
 630 ao_log_pos(uint8_t slot);
 631
 632 /* Start logging to eeprom */
 633 void
 634 ao_log_start(void);
 635
 636 /* Stop logging */
 637 void
 638 ao_log_stop(void);
 639
 640 /* Initialize the logging system */
 641 void
 642 ao_log_init(void);
 643
 644 /* Write out the current flight number to the erase log */
 645 void
 646 ao_log_write_erase(uint8_t pos);
 647
 648 /* Returns true if there are any logs stored in eeprom */
 649 uint8_t
 650 ao_log_present(void);
 651
 652 /* Returns true if there is no more storage space available */
 653 uint8_t
 654 ao_log_full(void);
 655
 656 /*
 657  * ao_log_big.c
 658  */
 659
 660 /*
 661  * The data log is recorded in the eeprom as a sequence
 662  * of data packets.
 663  *
 664  * Each packet starts with a 4-byte header that has the
 665  * packet type, the packet checksum and the tick count. Then
 666  * they all contain 2 16 bit values which hold packet-specific
 667  * data.
 668  *
 669  * For each flight, the first packet
 670  * is FLIGHT packet, indicating the serial number of the
 671  * device and a unique number marking the number of flights
 672  * recorded by this device.
 673  *
 674  * During flight, data from the accelerometer and barometer
 675  * are recorded in SENSOR packets, using the raw 16-bit values
 676  * read from the A/D converter.
 677  *
 678  * Also during flight, but at a lower rate, the deployment
 679  * sensors are recorded in DEPLOY packets. The goal here is to
 680  * detect failure in the deployment circuits.
 681  *
 682  * STATE packets hold state transitions as the flight computer
 683  * transitions through different stages of the flight.
 684  */
 685 #define AO_LOG_FLIGHT           'F'
 686 #define AO_LOG_SENSOR           'A'
 687 #define AO_LOG_TEMP_VOLT        'T'
 688 #define AO_LOG_DEPLOY           'D'
 689 #define AO_LOG_STATE            'S'
 690 #define AO_LOG_GPS_TIME         'G'
 691 #define AO_LOG_GPS_LAT          'N'
 692 #define AO_LOG_GPS_LON          'W'
 693 #define AO_LOG_GPS_ALT          'H'
 694 #define AO_LOG_GPS_SAT          'V'
 695 #define AO_LOG_GPS_DATE         'Y'
 696
 697 #define AO_LOG_POS_NONE         (~0UL)
 698
 699 struct ao_log_record {
 700         char                    type;
 701         uint8_t                 csum;
 702         uint16_t                tick;
 703         union {
 704                 struct {
 705                         int16_t         ground_accel;
 706                         uint16_t        flight;
 707                 } flight;
 708                 struct {
 709                         int16_t         accel;
 710                         int16_t         pres;
 711                 } sensor;
 712                 struct {
 713                         int16_t         temp;
 714                         int16_t         v_batt;
 715                 } temp_volt;
 716                 struct {
 717                         int16_t         drogue;
 718                         int16_t         main;
 719                 } deploy;
 720                 struct {
 721                         uint16_t        state;
 722                         uint16_t        reason;
 723                 } state;
 724                 struct {
 725                         uint8_t         hour;
 726                         uint8_t         minute;
 727                         uint8_t         second;
 728                         uint8_t         flags;
 729                 } gps_time;
 730                 int32_t         gps_latitude;
 731                 int32_t         gps_longitude;
 732                 struct {
 733                         int16_t         altitude;
 734                         uint16_t        unused;
 735                 } gps_altitude;
 736                 struct {
 737                         uint16_t        svid;
 738                         uint8_t         unused;
 739                         uint8_t         c_n;
 740                 } gps_sat;
 741                 struct {
 742                         uint8_t         year;
 743                         uint8_t         month;
 744                         uint8_t         day;
 745                         uint8_t         extra;
 746                 } gps_date;
 747                 struct {
 748                         uint16_t        d0;
 749                         uint16_t        d1;
 750                 } anon;
 751         } u;
 752 };
 753
 754 /* Write a record to the eeprom log */
 755 uint8_t
 756 ao_log_data(__xdata struct ao_log_record *log) __reentrant;
 757
 758 /*
 759  * ao_flight.c
 760  */
 761
 762 enum ao_flight_state {
 763         ao_flight_startup = 0,
 764         ao_flight_idle = 1,
 765         ao_flight_pad = 2,
 766         ao_flight_boost = 3,
 767         ao_flight_fast = 4,
 768         ao_flight_coast = 5,
 769         ao_flight_drogue = 6,
 770         ao_flight_main = 7,
 771         ao_flight_landed = 8,
 772         ao_flight_invalid = 9
 773 };
 774
 775 extern __pdata enum ao_flight_state     ao_flight_state;
 776
 777 extern __pdata uint16_t                 ao_launch_time;
 778 extern __xdata uint8_t                  ao_flight_force_idle;
 779
 780 /* Flight thread */
 781 void
 782 ao_flight(void);
 783
 784 /* Initialize flight thread */
 785 void
 786 ao_flight_init(void);
 787
 788 /*
 789  * ao_flight_nano.c
 790  */
 791
 792 void
 793 ao_flight_nano_init(void);
 794
 795 /*
 796  * ao_sample.c
 797  */
 798
 799 /*
 800  * Barometer calibration
 801  *
 802  * We directly sample the barometer. The specs say:
 803  *
 804  * Pressure range: 15-115 kPa
 805  * Voltage at 115kPa: 2.82
 806  * Output scale: 27mV/kPa
 807  *
 808  * If we want to detect launch with the barometer, we need
 809  * a large enough bump to not be fooled by noise. At typical
 810  * launch elevations (0-2000m), a 200Pa pressure change cooresponds
 811  * to about a 20m elevation change. This is 5.4mV, or about 3LSB.
 812  * As all of our calculations are done in 16 bits, we'll actually see a change
 813  * of 16 times this though
 814  *
 815  * 27 mV/kPa * 32767 / 3300 counts/mV = 268.1 counts/kPa
 816  */
 817
 818 /* Accelerometer calibration
 819  *
 820  * We're sampling the accelerometer through a resistor divider which
 821  * consists of 5k and 10k resistors. This multiplies the values by 2/3.
 822  * That goes into the cc1111 A/D converter, which is running at 11 bits
 823  * of precision with the bits in the MSB of the 16 bit value. Only positive
 824  * values are used, so values should range from 0-32752 for 0-3.3V. The
 825  * specs say we should see 40mV/g (uncalibrated), multiply by 2/3 for what
 826  * the A/D converter sees (26.67 mV/g). We should see 32752/3300 counts/mV,
 827  * for a final computation of:
 828  *
 829  * 26.67 mV/g * 32767/3300 counts/mV = 264.8 counts/g
 830  *
 831  * Zero g was measured at 16000 (we would expect 16384).
 832  * Note that this value is only require to tell if the
 833  * rocket is standing upright. Once that is determined,
 834  * the value of the accelerometer is averaged for 100 samples
 835  * to find the resting accelerometer value, which is used
 836  * for all further flight computations
 837  */
 838
 839 #define GRAVITY 9.80665
 840
 841 /*
 842  * Above this height, the baro sensor doesn't work
 843  */
 844 #define AO_MAX_BARO_HEIGHT      12000
 845
 846 /*
 847  * Above this speed, baro measurements are unreliable
 848  */
 849 #define AO_MAX_BARO_SPEED       200
 850
 851 #define ACCEL_NOSE_UP   (ao_accel_2g >> 2)
 852
 853 /*
 854  * Speed and acceleration are scaled by 16 to provide a bit more
 855  * resolution while still having reasonable range. Note that this
 856  * limits speed to 2047m/s (around mach 6) and acceleration to
 857  * 2047m/s² (over 200g)
 858  */
 859
 860 #define AO_M_TO_HEIGHT(m)       ((int16_t) (m))
 861 #define AO_MS_TO_SPEED(ms)      ((int16_t) ((ms) * 16))
 862 #define AO_MSS_TO_ACCEL(mss)    ((int16_t) ((mss) * 16))
 863
 864 extern __pdata uint16_t ao_sample_tick;         /* time of last data */
 865 extern __pdata int16_t  ao_sample_pres;         /* most recent pressure sensor reading */
 866 extern __pdata int16_t  ao_sample_alt;          /* MSL of ao_sample_pres */
 867 extern __pdata int16_t  ao_sample_height;       /* AGL of ao_sample_pres */
 868 extern __data uint8_t   ao_sample_adc;          /* Ring position of last processed sample */
 869
 870 #if HAS_ACCEL
 871 extern __pdata int16_t  ao_sample_accel;        /* most recent accel sensor reading */
 872 #endif
 873
 874 extern __xdata int16_t  ao_ground_pres;         /* startup pressure */
 875 extern __xdata int16_t  ao_ground_height;       /* MSL of ao_ground_pres */
 876
 877 #if HAS_ACCEL
 878 extern __xdata int16_t  ao_ground_accel;        /* startup acceleration */
 879 extern __xdata int16_t  ao_accel_2g;            /* factory accel calibration */
 880 extern __xdata int32_t  ao_accel_scale;         /* sensor to m/s² conversion */
 881 #endif
 882
 883 void ao_sample_init(void);
 884
 885 /* returns FALSE in preflight mode, TRUE in flight mode */
 886 uint8_t ao_sample(void);
 887
 888 /*
 889  * ao_kalman.c
 890  */
 891
 892 #define to_fix16(x) ((int16_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
 893 #define to_fix32(x) ((int32_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
 894 #define from_fix(x)     ((x) >> 16)
 895
 896 extern __pdata int16_t                  ao_height;      /* meters */
 897 extern __pdata int16_t                  ao_speed;       /* m/s * 16 */
 898 extern __pdata int16_t                  ao_accel;       /* m/s² * 16 */
 899 extern __pdata int16_t                  ao_max_height;  /* max of ao_height */
 900
 901 extern __pdata int16_t                  ao_error_h;
 902 extern __pdata int16_t                  ao_error_h_sq_avg;
 903
 904 #if HAS_ACCEL
 905 extern __pdata int16_t                  ao_error_a;
 906 #endif
 907
 908 void ao_kalman(void);
 909
 910 /*
 911  * ao_report.c
 912  */
 913
 914 void
 915 ao_report_init(void);
 916
 917 /*
 918  * ao_convert.c
 919  *
 920  * Given raw data, convert to SI units
 921  */
 922
 923 /* pressure from the sensor to altitude in meters */
 924 int16_t
 925 ao_pres_to_altitude(int16_t pres) __reentrant;
 926
 927 int16_t
 928 ao_altitude_to_pres(int16_t alt) __reentrant;
 929
 930 int16_t
 931 ao_temp_to_dC(int16_t temp) __reentrant;
 932
 933 /*
 934  * ao_dbg.c
 935  *
 936  * debug another telemetrum board
 937  */
 938
 939 /* Send a byte to the dbg target */
 940 void
 941 ao_dbg_send_byte(uint8_t byte);
 942
 943 /* Receive a byte from the dbg target */
 944 uint8_t
 945 ao_dbg_recv_byte(void);
 946
 947 /* Start a bulk transfer to/from dbg target memory */
 948 void
 949 ao_dbg_start_transfer(uint16_t addr);
 950
 951 /* End a bulk transfer to/from dbg target memory */
 952 void
 953 ao_dbg_end_transfer(void);
 954
 955 /* Write a byte to dbg target memory */
 956 void
 957 ao_dbg_write_byte(uint8_t byte);
 958
 959 /* Read a byte from dbg target memory */
 960 uint8_t
 961 ao_dbg_read_byte(void);
 962
 963 /* Enable dbg mode, switching use of the pins */
 964 void
 965 ao_dbg_debug_mode(void);
 966
 967 /* Reset the dbg target */
 968 void
 969 ao_dbg_reset(void);
 970
 971 void
 972 ao_dbg_init(void);
 973
 974 /*
 975  * ao_serial.c
 976  */
 977
 978 #if HAS_SERIAL_1
 979 #ifndef USE_SERIAL_STDIN
 980 #error Please define USE_SERIAL_STDIN
 981 #endif
 982
 983 void
 984 ao_serial_rx1_isr(void) __interrupt(3);
 985
 986 void
 987 ao_serial_tx1_isr(void) __interrupt(14);
 988
 989 char
 990 ao_serial_getchar(void) __critical;
 991
 992 #if USE_SERIAL_STDIN
 993 char
 994 ao_serial_pollchar(void) __critical;
 995
 996 void
 997 ao_serial_set_stdin(uint8_t stdin);
 998 #endif
 999
1000 void
1001 ao_serial_putchar(char c) __critical;
1002
1003 void
1004 ao_serial_drain(void) __critical;
1005
1006 #define AO_SERIAL_SPEED_4800    0
1007 #define AO_SERIAL_SPEED_9600    1
1008 #define AO_SERIAL_SPEED_19200   2
1009 #define AO_SERIAL_SPEED_57600   3
1010
1011 void
1012 ao_serial_set_speed(uint8_t speed);
1013
1014 void
1015 ao_serial_init(void);
1016 #endif
1017
1018 /*
1019  * ao_spi.c
1020  */
1021
1022 void
1023 ao_spi_send(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
1024
1025 void
1026 ao_spi_recv(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
1027
1028 void
1029 ao_spi_init(void);
1030
1031 /*
1032  * ao_gps.c
1033  */
1034
1035 #define AO_GPS_NUM_SAT_MASK     (0xf << 0)
1036 #define AO_GPS_NUM_SAT_SHIFT    (0)
1037
1038 #define AO_GPS_VALID            (1 << 4)
1039 #define AO_GPS_RUNNING          (1 << 5)
1040 #define AO_GPS_DATE_VALID       (1 << 6)
1041 #define AO_GPS_COURSE_VALID     (1 << 7)
1042
1043 extern __xdata uint16_t ao_gps_tick;
1044
1045 struct ao_gps_data {
1046         uint8_t                 year;
1047         uint8_t                 month;
1048         uint8_t                 day;
1049         uint8_t                 hour;
1050         uint8_t                 minute;
1051         uint8_t                 second;
1052         uint8_t                 flags;
1053         int32_t                 latitude;       /* degrees * 10⁷ */
1054         int32_t                 longitude;      /* degrees * 10⁷ */
1055         int16_t                 altitude;       /* m */
1056         uint16_t                ground_speed;   /* cm/s */
1057         uint8_t                 course;         /* degrees / 2 */
1058         uint8_t                 hdop;           /* * 5 */
1059         int16_t                 climb_rate;     /* cm/s */
1060         uint16_t                h_error;        /* m */
1061         uint16_t                v_error;        /* m */
1062 };
1063
1064 struct ao_gps_sat_data {
1065         uint8_t         svid;
1066         uint8_t         c_n_1;
1067 };
1068
1069 #define AO_MAX_GPS_TRACKING     12
1070
1071 struct ao_gps_tracking_data {
1072         uint8_t                 channels;
1073         struct ao_gps_sat_data  sats[AO_MAX_GPS_TRACKING];
1074 };
1075
1076 extern __xdata uint8_t ao_gps_mutex;
1077 extern __xdata struct ao_gps_data ao_gps_data;
1078 extern __xdata struct ao_gps_tracking_data ao_gps_tracking_data;
1079
1080 void
1081 ao_gps(void);
1082
1083 void
1084 ao_gps_print(__xdata struct ao_gps_data *gps_data);
1085
1086 void
1087 ao_gps_tracking_print(__xdata struct ao_gps_tracking_data *gps_tracking_data);
1088
1089 void
1090 ao_gps_init(void);
1091
1092 /*
1093  * ao_gps_report.c
1094  */
1095
1096 void
1097 ao_gps_report(void);
1098
1099 void
1100 ao_gps_report_init(void);
1101
1102 /*
1103  * ao_telemetry.c
1104  */
1105
1106 #define AO_MAX_CALLSIGN                 8
1107
1108 struct ao_telemetry {
1109         uint16_t                serial;
1110         uint16_t                flight;
1111         uint8_t                 flight_state;
1112         int16_t                 accel;
1113         int16_t                 ground_accel;
1114         union {
1115                 struct {
1116                         int16_t                 speed;
1117                         int16_t                 unused;
1118                 } k;
1119                 int32_t         flight_vel;
1120         } u;
1121         int16_t                 height;
1122         int16_t                 ground_pres;
1123         int16_t                 accel_plus_g;
1124         int16_t                 accel_minus_g;
1125         struct ao_adc           adc;
1126         struct ao_gps_data      gps;
1127         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1128         struct ao_gps_tracking_data     gps_tracking;
1129 };
1130
1131 struct ao_telemetry_tiny {
1132         uint16_t                serial;
1133         uint16_t                flight;
1134         uint8_t                 flight_state;
1135         int16_t                 height;         /* AGL in meters */
1136         int16_t                 speed;          /* in m/s * 16 */
1137         int16_t                 accel;          /* in m/s² * 16 */
1138         int16_t                 ground_pres;    /* sensor units */
1139         struct ao_adc           adc;            /* raw ADC readings */
1140         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1141 };
1142
1143 /*
1144  * ao_radio_recv tacks on rssi and status bytes
1145  */
1146 struct ao_telemetry_recv {
1147         struct ao_telemetry     telemetry;
1148         int8_t                  rssi;
1149         uint8_t                 status;
1150 };
1151
1152 struct ao_telemetry_tiny_recv {
1153         struct ao_telemetry_tiny        telemetry_tiny;
1154         int8_t                          rssi;
1155         uint8_t                         status;
1156 };
1157
1158 /* Set delay between telemetry reports (0 to disable) */
1159
1160 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_PAD       AO_MS_TO_TICKS(1000)
1161 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_FLIGHT    AO_MS_TO_TICKS(100)
1162 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_RECOVER   AO_MS_TO_TICKS(1000)
1163
1164 void
1165 ao_telemetry_set_interval(uint16_t interval);
1166
1167 void
1168 ao_rdf_set(uint8_t rdf);
1169
1170 void
1171 ao_telemetry_init(void);
1172
1173 void
1174 ao_telemetry_tiny_init(void);
1175
1176 /*
1177  * ao_radio.c
1178  */
1179
1180 extern __xdata uint8_t  ao_radio_dma;
1181 extern __xdata uint8_t ao_radio_dma_done;
1182 extern __xdata uint8_t ao_radio_done;
1183 extern __xdata uint8_t ao_radio_mutex;
1184
1185 void
1186 ao_radio_general_isr(void) __interrupt(16);
1187
1188 void
1189 ao_radio_get(uint8_t len);
1190
1191 #define ao_radio_put() ao_mutex_put(&ao_radio_mutex)
1192
1193 void
1194 ao_radio_set_packet(void);
1195
1196 void
1197 ao_radio_send(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1198
1199 uint8_t
1200 ao_radio_recv(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1201
1202 void
1203 ao_radio_recv_abort(void);
1204
1205 void
1206 ao_radio_rdf(int ms);
1207
1208 void
1209 ao_radio_rdf_abort(void);
1210
1211 void
1212 ao_radio_idle(void);
1213
1214 void
1215 ao_radio_init(void);
1216
1217 /*
1218  * ao_monitor.c
1219  */
1220
1221 extern const char const * const ao_state_names[];
1222
1223 void
1224 ao_monitor(void);
1225
1226 #define AO_MONITORING_OFF       0
1227 #define AO_MONITORING_FULL      1
1228 #define AO_MONITORING_TINY      2
1229
1230 void
1231 ao_set_monitor(uint8_t monitoring);
1232
1233 void
1234 ao_monitor_init(uint8_t led, uint8_t monitoring) __reentrant;
1235
1236 /*
1237  * ao_stdio.c
1238  */
1239
1240 #define AO_READ_AGAIN   ((char) -1)
1241
1242 struct ao_stdio {
1243         char    (*pollchar)(void);
1244         void    (*putchar)(char c) __reentrant;
1245         void    (*flush)(void);
1246         uint8_t echo;
1247 };
1248
1249 extern __xdata struct ao_stdio ao_stdios[];
1250 extern __data int8_t ao_cur_stdio;
1251 extern __data int8_t ao_num_stdios;
1252
1253 void
1254 flush(void);
1255
1256 extern __xdata uint8_t ao_stdin_ready;
1257
1258 uint8_t
1259 ao_echo(void);
1260
1261 int8_t
1262 ao_add_stdio(char (*pollchar)(void),
1263              void (*putchar)(char) __reentrant,
1264              void (*flush)(void)) __reentrant;
1265
1266 #ifdef AVR
1267 void
1268 ao_stdio_init(void);
1269 #else
1270 #define ao_stdio_init()
1271 #endif
1272
1273 /*
1274  * ao_ignite.c
1275  */
1276
1277 enum ao_igniter {
1278         ao_igniter_drogue = 0,
1279         ao_igniter_main = 1
1280 };
1281
1282 void
1283 ao_ignite(enum ao_igniter igniter);
1284
1285 enum ao_igniter_status {
1286         ao_igniter_unknown,     /* unknown status (ambiguous voltage) */
1287         ao_igniter_ready,       /* continuity detected */
1288         ao_igniter_active,      /* igniter firing */
1289         ao_igniter_open,        /* open circuit detected */
1290 };
1291
1292 enum ao_igniter_status
1293 ao_igniter_status(enum ao_igniter igniter);
1294
1295 void
1296 ao_igniter_init(void);
1297
1298 /*
1299  * ao_config.c
1300  */
1301
1302 #define AO_CONFIG_MAJOR 1
1303 #define AO_CONFIG_MINOR 4
1304
1305 struct ao_config {
1306         uint8_t         major;
1307         uint8_t         minor;
1308         uint16_t        main_deploy;
1309         int16_t         accel_plus_g;           /* changed for minor version 2 */
1310         uint8_t         radio_channel;
1311         char            callsign[AO_MAX_CALLSIGN + 1];
1312         uint8_t         apogee_delay;           /* minor version 1 */
1313         int16_t         accel_minus_g;          /* minor version 2 */
1314         uint32_t        radio_cal;              /* minor version 3 */
1315         uint32_t        flight_log_max;         /* minor version 4 */
1316 };
1317
1318 extern __xdata struct ao_config ao_config;
1319
1320 #define AO_CONFIG_MAX_SIZE      128
1321
1322 void
1323 ao_config_get(void);
1324
1325 void
1326 ao_config_put(void);
1327
1328 void
1329 ao_config_init(void);
1330
1331 /*
1332  * ao_rssi.c
1333  */
1334
1335 void
1336 ao_rssi_set(int rssi_value);
1337
1338 void
1339 ao_rssi_init(uint8_t rssi_led);
1340
1341 /*
1342  * ao_product.c
1343  *
1344  * values which need to be defined for
1345  * each instance of a product
1346  */
1347
1348 extern const char ao_version[];
1349 extern const char ao_manufacturer[];
1350 extern const char ao_product[];
1351
1352 /*
1353  * Fifos
1354  */
1355
1356 #define AO_FIFO_SIZE    32
1357
1358 struct ao_fifo {
1359         uint8_t insert;
1360         uint8_t remove;
1361         char    fifo[AO_FIFO_SIZE];
1362 };
1363
1364 #define ao_fifo_insert(f,c) do { \
1365         (f).fifo[(f).insert] = (c); \
1366         (f).insert = ((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1367 } while(0)
1368
1369 #define ao_fifo_remove(f,c) do {\
1370         c = (f).fifo[(f).remove]; \
1371         (f).remove = ((f).remove + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1372 } while(0)
1373
1374 #define ao_fifo_reset(f)        ((f).insert = (f).remove = 0)
1375 #define ao_fifo_full(f)         ((((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1)) == (f).remove)
1376 #define ao_fifo_empty(f)        ((f).insert == (f).remove)
1377
1378 /*
1379  * ao_packet.c
1380  *
1381  * Packet-based command interface
1382  */
1383
1384 #define AO_PACKET_MAX           64
1385 #define AO_PACKET_SYN           (uint8_t) 0xff
1386
1387 struct ao_packet {
1388         uint8_t         addr;
1389         uint8_t         len;
1390         uint8_t         seq;
1391         uint8_t         ack;
1392         uint8_t         d[AO_PACKET_MAX];
1393         uint8_t         callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1394 };
1395
1396 struct ao_packet_recv {
1397         struct ao_packet        packet;
1398         int8_t                  rssi;
1399         uint8_t                 status;
1400 };
1401
1402 extern __xdata struct ao_packet_recv ao_rx_packet;
1403 extern __xdata struct ao_packet ao_tx_packet;
1404 extern __xdata struct ao_task   ao_packet_task;
1405 extern __xdata uint8_t ao_packet_enable;
1406 extern __xdata uint8_t ao_packet_master_sleeping;
1407 extern __pdata uint8_t ao_packet_rx_len, ao_packet_rx_used, ao_packet_tx_used;
1408
1409 void
1410 ao_packet_send(void);
1411
1412 uint8_t
1413 ao_packet_recv(void);
1414
1415 void
1416 ao_packet_flush(void);
1417
1418 void
1419 ao_packet_putchar(char c) __reentrant;
1420
1421 char
1422 ao_packet_pollchar(void) __critical;
1423
1424 /* ao_packet_master.c */
1425
1426 void
1427 ao_packet_master_init(void);
1428
1429 /* ao_packet_slave.c */
1430
1431 void
1432 ao_packet_slave_start(void);
1433
1434 void
1435 ao_packet_slave_stop(void);
1436
1437 void
1438 ao_packet_slave_init(uint8_t enable);
1439
1440 /* ao_btm.c */
1441
1442 /* Shared by USB, so the USB code calls this function */
1443 void
1444 ao_btm_isr(void);
1445
1446 void
1447 ao_btm_init(void);
1448
1449 /* ao_debug_avr.c */
1450 void
1451 ao_debug_init(void);
1452
1453 /* ao_spi_slave.c */
1454
1455 int
1456 ao_spi_slave_read(uint8_t *data, int len);
1457
1458 int
1459 ao_spi_slave_write(uint8_t *data, int len);
1460
1461 void
1462 ao_spi_slave_debug(void);
1463
1464 void
1465 ao_spi_slave_init(void);
1466
1467 /* ao_companion.c */
1468
1469 #define AO_COMPANION_SETUP              1
1470 #define AO_COMPANION_FETCH              2
1471 #define AO_COMPANION_STATE              3
1472
1473 struct ao_companion_command {
1474         uint8_t         command;
1475         uint8_t         flight_state;
1476         uint16_t        tick;
1477 };
1478
1479 struct ao_companion_setup {
1480         uint16_t        board_id;
1481         uint16_t        board_id_inverse;
1482         uint8_t         update_period;
1483         uint8_t         channels;
1484 };
1485
1486 #endif /* _AO_H_ */