git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - usrp2/host/include/usrp2/usrp2.h

   1 /* -*- c++ -*- */
   2 /*
   3  * Copyright 2008 Free Software Foundation, Inc.
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18
  19 #ifndef INCLUDED_USRP2_H
  20 #define INCLUDED_USRP2_H
  21
  22 #include <boost/shared_ptr.hpp>
  23 #include <boost/utility.hpp>
  24 #include <vector>
  25 #include <complex>
  26 #include <usrp2/rx_sample_handler.h>
  27 #include <usrp2/tune_result.h>
  28
  29
  30 /*
  31  * N.B., The interfaces described here are still in flux.
  32  *
  33  * We will keep all the code in the tree up-to-date with regard to changes
  34  * here, but reserve the right to change this on a whim.
  35  */
  36
  37 namespace usrp2 {
  38
  39   /*!
  40    * Structure to hold properties of USRP2 hardware devices.
  41    *
  42    */
  43   struct props
  44   {
  45     std::string addr;
  46     uint16_t hw_rev;
  47     uint8_t fpga_md5sum[16];
  48     uint8_t sw_md5sum[16];
  49   };
  50
  51   typedef std::vector<props> props_vector_t;
  52
  53   /*!
  54    * \brief Search the ethernet for all USRP2s or for a specific USRP2.
  55    *
  56    * \param ifc is the name of the OS ethernet interface (e.g., "eth0")
  57    * \param mac_addr is the MAC address of the desired USRP2, or "" to search for all.
  58    * mac_addr must be either a zero length string, "", or must be of the form
  59    * "01:02:03:04:05:06" or "05:06".
  60    *
  61    * \returns a vector of properties, 1 entry for each matching USRP2 found.
  62    */
  63   props_vector_t find(const std::string &ifc, const std::string &mac_addr="");
  64
  65   class tune_result;
  66
  67   class usrp2 : boost::noncopyable
  68   {
  69   public:
  70     static const unsigned int MAX_CHAN = 30;
  71
  72     /*!
  73      * Shared pointer to this class
  74      */
  75     typedef boost::shared_ptr<usrp2> sptr;
  76
  77     /*!
  78      * Static function to return an instance of usrp2 as a shared pointer
  79      *
  80      * \param ifc   Network interface name, e.g., "eth0"
  81      * \param addr  Network mac address, e.g., "01:23:45:67:89:ab", "89:ab" or "".
  82      *              If \p addr is HH:HH, it's treated as if it were 00:50:c2:85:HH:HH
  83      *              "" will autoselect a USRP2 if there is only a single one on the local ethernet.
  84      */
  85     static sptr make(const std::string &ifc, const std::string &addr="");
  86
  87     /*!
  88      * Class destructor
  89      */
  90     ~usrp2();
  91
  92     /*!
  93      * Returns the MAC address associated with this USRP
  94      */
  95     std::string mac_addr();
  96
  97     /*
  98      * ----------------------------------------------------------------
  99      * Rx configuration and control
 100      * ----------------------------------------------------------------
 101      */
 102
 103     /*!
 104      * Set receiver gain
 105      * \param gain in dB (more or less)
 106      */
 107     bool set_rx_gain(double gain);
 108
 109     //! return minimum Rx gain
 110     double rx_gain_min();
 111
 112     //! return maximum Rx gain
 113     double rx_gain_max();
 114
 115     //! return Rx gain db_per_step
 116     double rx_gain_db_per_step();
 117
 118     /*!
 119      * Set receiver center frequency
 120      */
 121     bool set_rx_center_freq(double frequency, tune_result *result);
 122
 123     //! return minimum Rx center frequency
 124     double rx_freq_min();
 125
 126     //! return maximum Rx center frequency
 127     double rx_freq_max();
 128
 129     /*!
 130      * Set receiver sample rate decimation
 131      */
 132     bool set_rx_decim(int decimation_factor);
 133
 134     //! Return current decimation factor
 135     int rx_decim();
 136
 137     /*!
 138      * Set receiver IQ magnitude scaling
 139      */
 140     bool set_rx_scale_iq(int scale_i, int scale_q);
 141
 142     /*!
 143      * Set received sample format
 144      *
 145      *    domain: complex or real
 146      *      type: floating, fixed point, or raw
 147      *     depth: bits per sample
 148      *
 149      * Sets format over the wire for samples from USRP2.
 150      */
 151     // bool set_rx_format(...);
 152
 153     /*!
 154      * Start streaming receive mode.  USRP2 will send a continuous stream of
 155      * DSP pipeline samples to host.  Call rx_samples(...) to access.
 156      *
 157      * \param channel          Stream channel number (0-30)
 158      * \param items_per_frame  Number of 32-bit items per frame.
 159      */
 160     bool start_rx_streaming(unsigned int channel=0, unsigned int items_per_frame=0);
 161
 162     /*!
 163      * Stop streaming receive mode.
 164      */
 165     bool stop_rx_streaming(unsigned int channel=0);
 166
 167     /*!
 168      * \brief Receive data from the specified channel
 169      * This method is used to receive all data: streaming or discrete.
 170      */
 171     bool rx_samples(unsigned int channel, rx_sample_handler *handler);
 172
 173     /*!
 174      * Returns number of times receive overruns have occurred
 175      */
 176     unsigned int rx_overruns();
 177
 178     /*!
 179      * Returns total number of missing frames from overruns.
 180      */
 181     unsigned int rx_missing();
 182
 183     /*
 184      * ----------------------------------------------------------------
 185      * Tx configuration and control
 186      * ----------------------------------------------------------------
 187      */
 188
 189     /*!
 190      * Set transmitter gain
 191      */
 192     bool set_tx_gain(double gain);
 193
 194     //! return minimum Tx gain
 195     double tx_gain_min();
 196
 197     //! return maximum Tx gain
 198     double tx_gain_max();
 199
 200     //! return Tx gain db_per_step
 201     double tx_gain_db_per_step();
 202
 203     /*!
 204      * Set transmitter center frequency
 205      */
 206     bool set_tx_center_freq(double frequency, tune_result *result);
 207
 208     //! return minimum Tx center frequency
 209     double tx_freq_min();
 210
 211     //! return maximum Tx center frequency
 212     double tx_freq_max();
 213
 214     /*!
 215      * Set transmitter sample rate interpolation
 216      */
 217     bool set_tx_interp(int interpolation_factor);
 218
 219     //! Return current interpolation factor
 220     int tx_interp();
 221
 222     /*
 223      * \brief Calculate default scale_iq for given interpolation rate
 224      */
 225     void default_tx_scale_iq(int interpolation_factor, int *scale_i, int *scale_q);
 226
 227     /*!
 228      * Set transmit IQ magnitude scaling
 229      */
 230     bool set_tx_scale_iq(int scale_i, int scale_q);
 231
 232     /*!
 233      * Set transmit sample format
 234      *
 235      *    domain: complex or real
 236      *      type: floating, fixed point, or raw
 237      *     depth: bits per sample
 238      *
 239      * Sets format over the wire for samples to USRP2.
 240      */
 241     // bool set_tx_format(...);
 242
 243     /*!
 244      * \brief transmit complex<float> samples to USRP2
 245      *
 246      * \param channel specifies the channel to send them to
 247      * \param samples are the samples to transmit.  They should be in the range [-1.0, +1.0]
 248      * \param nsamples is the number of samples to transmit
 249      * \param metadata provides the timestamp and flags
 250      *
 251      * The complex<float> samples are converted to the appropriate
 252      * "on the wire" representation, depending on the current USRP2
 253      * configuration.  Typically, this is big-endian 16-bit I & Q.
 254      */
 255     bool tx_32fc(unsigned int channel,
 256                  const std::complex<float> *samples,
 257                  size_t nsamples,
 258                  const tx_metadata *metadata);
 259
 260     /*!
 261      * \brief transmit complex<int16_t> samples to USRP2
 262      *
 263      * \param channel specifies the channel to send them to
 264      * \param samples are the samples to transmit
 265      * \param nsamples is the number of samples to transmit
 266      * \param metadata provides the timestamp and flags
 267      *
 268      * The complex<int16_t> samples are converted to the appropriate
 269      * "on the wire" representation, depending on the current USRP2
 270      * configuration.  Typically, this is big-endian 16-bit I & Q.
 271      */
 272     bool tx_16sc(unsigned int channel,
 273                  const std::complex<int16_t> *samples,
 274                  size_t nsamples,
 275                  const tx_metadata *metadata);
 276
 277     /*!
 278      * \brief transmit raw uint32_t data items to USRP2
 279      *
 280      * The caller is responsible for ensuring that the items are
 281      * formatted appropriately for the USRP2 and its configuration.
 282      * This method is used primarily by the system itself.  Users
 283      * should call tx_32fc or tx_16sc instead.
 284      *
 285      * \param channel specifies the channel to send them to
 286      * \param items are the data items to transmit
 287      * \param nitems is the number of items to transmit
 288      * \param metadata provides the timestamp and flags
 289      */
 290     bool tx_raw(unsigned int channel,
 291                 const uint32_t *items,
 292                 size_t nitems,
 293                 const tx_metadata *metadata);
 294
 295     /*
 296      * ----------------------------------------------------------------
 297      *  miscellaneous methods
 298      * ----------------------------------------------------------------
 299      */
 300
 301     /*!
 302      * \brief MIMO configuration
 303      *
 304      * \param flags from usrp2_mimo_config.h
 305      *
 306      * <pre>
 307      *   one of these:
 308      *
 309      *     MC_WE_DONT_LOCK
 310      *     MC_WE_LOCK_TO_SMA
 311      *     MC_WE_LOCK_TO_MIMO
 312      *
 313      *   and optionally this:
 314      *
 315      *     MC_PROVIDE_CLK_TO_MIMO
 316      * </pre>
 317      */
 318     bool config_mimo(int flags);
 319
 320
 321     //! Get frequency of master oscillator in Hz
 322     bool fpga_master_clock_freq(long *freq);
 323
 324     // Get Sampling rate of A/D converter in Hz
 325     bool adc_rate(long *rate);
 326
 327     // Get Sampling rate of D/A converter in Hz
 328     bool dac_rate(long *rate);
 329
 330     /*!
 331      * \brief Get Tx daughterboard ID
 332      *
 333      * \param[out] dbid returns the daughterboard id.
 334      *
 335      * daughterboard id >= 0 if successful, -1 if no daugherboard installed,
 336      * -2 if invalid EEPROM on daughterboard.
 337      */
 338     bool tx_daughterboard_id(int *dbid);
 339
 340     /*!
 341      * \brief Get Rx daughterboard ID
 342      *
 343      * \param[out] dbid returns the daughterboard id.
 344      *
 345      * daughterboard id >= 0 if successful, -1 if no daugherboard installed,
 346      * -2 if invalid EEPROM on daughterboard.
 347      */
 348     bool rx_daughterboard_id(int *dbid);
 349
 350     /*
 351      * ----------------------------------------------------------------
 352      *  Low level methods
 353      * ----------------------------------------------------------------
 354      */
 355
 356     /*!
 357      * Burn new mac address into EEPROM on USRP2
 358      *
 359      * \param new_addr  Network mac address, e.g., "01:23:45:67:89:ab" or "89:ab".
 360      *                  If \p addr is HH:HH, it's treated as if it were 00:50:c2:85:HH:HH
 361      */
 362     bool burn_mac_addr(const std::string &new_addr);
 363
 364     /*!
 365      * Reset master time to 0 at next PPS rising edge
 366      */
 367     bool sync_to_pps();
 368
 369     /*!
 370      * Read memory from Wishbone bus as 32-bit words.  Handles endian swapping if needed.
 371      *
 372      * \param addr      32-bit aligned address.  Only the lower 16-bits are significant.
 373      * \param words     Number of 32-bit words
 374      *
 375      * \returns         Vector of 32-bit read values
 376      *
 377      * WARNING: Attempts to read memory from addresses that do not correspond to RAM or
 378      * memory-mapped peripherals may cause the USRP2 to hang, requiring a power cycle.
 379      *
 380      */
 381     std::vector<uint32_t> peek32(uint32_t addr, uint32_t words);
 382
 383     /*!
 384      * Write memory to Wishbone bus as 32-bit words.  Handles endian swapping if needed.
 385      *
 386      * \param addr      32-bit aligned address.  Only the lower 16-bits are significant
 387      * \param data      Vector of 32-bit values to write.
 388      *
 389      * \returns true iff successful
 390      *
 391      * WARNING: Attempts to read memory from addresses that do not correspond to RAM or
 392      * memory-mapped peripherals may cause the USRP2 to hang, requiring a power cycle.
 393      *
 394      */
 395     bool poke32(uint32_t addr, const std::vector<uint32_t> &data);
 396
 397 #if 0   // not yet implemented
 398     /*!
 399      * \brief Write EEPROM on motherboard or any daughterboard.
 400      * \param i2c_addr          I2C bus address of EEPROM
 401      * \param eeprom_offset     byte offset in EEPROM to begin writing
 402      * \param buf               the data to write
 403      * \returns true iff sucessful
 404      */
 405     bool write_eeprom (int i2c_addr, int eeprom_offset, const std::string &buf);
 406
 407     /*!
 408      * \brief Read EEPROM on motherboard or any daughterboard.
 409      * \param i2c_addr          I2C bus address of EEPROM
 410      * \param eeprom_offset     byte offset in EEPROM to begin reading
 411      * \param len               number of bytes to read
 412      * \returns the data read if successful, else a zero length string.
 413      */
 414     std::string read_eeprom (int i2c_addr, int eeprom_offset, int len);
 415
 416     /*!
 417      * \brief Write to I2C peripheral
 418      * \param i2c_addr          I2C bus address (7-bits)
 419      * \param buf               the data to write
 420      * \returns true iff successful
 421      * Writes are limited to a maximum of of 64 bytes.
 422      */
 423     bool write_i2c (int i2c_addr, const std::string &buf);
 424
 425     /*!
 426      * \brief Read from I2C peripheral
 427      * \param i2c_addr          I2C bus address (7-bits)
 428      * \param len               number of bytes to read
 429      * \returns the data read if successful, else a zero length string.
 430      * Reads are limited to a maximum of 64 bytes.
 431      */
 432     std::string read_i2c (int i2c_addr, int len);
 433
 434     /*!
 435      * \brief Write data to SPI bus peripheral.
 436      *
 437      * \param optional_header   0,1 or 2 bytes to write before buf.
 438      * \param enables           bitmask of peripherals to write. See usrp_spi_defs.h
 439      * \param format            transaction format.  See usrp_spi_defs.h SPI_FMT_*
 440      * \param buf               the data to write
 441      * \returns true iff successful
 442      * Writes are limited to a maximum of 64 bytes.
 443      *
 444      * If \p format specifies that optional_header bytes are present, they are
 445      * written to the peripheral immediately prior to writing \p buf.
 446      */
 447     bool write_spi (int optional_header, int enables, int format, const std::string &buf);
 448
 449     /*
 450      * \brief Read data from SPI bus peripheral.
 451      *
 452      * \param optional_header   0,1 or 2 bytes to write before buf.
 453      * \param enables           bitmask of peripheral to read. See usrp_spi_defs.h
 454      * \param format            transaction format.  See usrp_spi_defs.h SPI_FMT_*
 455      * \param len               number of bytes to read.  Must be in [0,64].
 456      * \returns the data read if sucessful, else a zero length string.
 457      *
 458      * Reads are limited to a maximum of 64 bytes.
 459      *
 460      * If \p format specifies that optional_header bytes are present, they
 461      * are written to the peripheral first.  Then \p len bytes are read from
 462      * the peripheral and returned.
 463      */
 464     std::string read_spi (int optional_header, int enables, int format, int len);
 465 #endif
 466
 467
 468     class impl;         // implementation details
 469
 470   private:
 471     // Static function to retrieve or create usrp2 instance
 472     static sptr find_existing_or_make_new(const std::string &ifc, props *p);
 473
 474     // Only class members can instantiate this class
 475     usrp2(const std::string &ifc, props *p);
 476
 477     // All private state is held in opaque pointer
 478     std::auto_ptr<impl> d_impl;
 479   };
 480
 481 };
 482
 483 std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const usrp2::props &x);
 484
 485
 486 #endif /* INCLUDED_USRP2_H */