b92e623f040fb06741ada8978a544cede17c4d12
[fw/altos] / src / 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 #include "cc1111.h"
26 #include "ao_pins.h"
27
28 #define TRUE 1
29 #define FALSE 0
30
31 /* Convert a __data pointer into an __xdata pointer */
32 #define DATA_TO_XDATA(a)        ((void __xdata *) ((uint8_t) (a) | 0xff00))
33
34 /* Stack runs from above the allocated __data space to 0xfe, which avoids
35  * writing to 0xff as that triggers the stack overflow indicator
36  */
37 #define AO_STACK_START  0x90
38 #define AO_STACK_END    0xfe
39 #define AO_STACK_SIZE   (AO_STACK_END - AO_STACK_START + 1)
40
41 /* An AltOS task */
42 struct ao_task {
43         __xdata void *wchan;            /* current wait channel (NULL if running) */
44         uint16_t alarm;                 /* abort ao_sleep time */
45         uint8_t stack_count;            /* amount of saved stack */
46         uint8_t task_id;                /* unique id */
47         __code char *name;              /* task name */
48         uint8_t stack[AO_STACK_SIZE];   /* saved stack */
49 };
50
51 extern __xdata struct ao_task *__data ao_cur_task;
52
53 #define AO_NUM_TASKS            16      /* maximum number of tasks */
54 #define AO_NO_TASK              0       /* no task id */
55
56 /*
57  ao_task.c
58  */
59
60 /* Suspend the current task until wchan is awoken.
61  * returns:
62  *  0 on normal wake
63  *  1 on alarm
64  */
65 uint8_t
66 ao_sleep(__xdata void *wchan);
67
68 /* Wake all tasks sleeping on wchan */
69 void
70 ao_wakeup(__xdata void *wchan);
71
72 /* set an alarm to go off in 'delay' ticks */
73 void
74 ao_alarm(uint16_t delay);
75
76 /* Yield the processor to another task */
77 void
78 ao_yield(void) __naked;
79
80 /* Add a task to the run queue */
81 void
82 ao_add_task(__xdata struct ao_task * task, void (*start)(void), __code char *name) __reentrant;
83
84 /* Terminate the current task */
85 void
86 ao_exit(void);
87
88 /* Dump task info to console */
89 void
90 ao_task_info(void);
91
92 /* Start the scheduler. This will not return */
93 void
94 ao_start_scheduler(void);
95
96 /*
97  * ao_panic.c
98  */
99
100 #define AO_PANIC_NO_TASK        1       /* AO_NUM_TASKS is not large enough */
101 #define AO_PANIC_DMA            2       /* Attempt to start DMA while active */
102 #define AO_PANIC_MUTEX          3       /* Mis-using mutex API */
103 #define AO_PANIC_EE             4       /* Mis-using eeprom API */
104 #define AO_PANIC_LOG            5       /* Failing to read/write log data */
105 #define AO_PANIC_CMD            6       /* Too many command sets registered */
106 #define AO_PANIC_STDIO          7       /* Too many stdio handlers registered */
107 #define AO_PANIC_REBOOT         8       /* Reboot failed */
108 #define AO_PANIC_FLASH          9       /* Invalid flash part (or wrong blocksize) */
109 #define AO_PANIC_USB            10      /* Trying to send USB packet while busy */
110
111 /* Stop the operating system, beeping and blinking the reason */
112 void
113 ao_panic(uint8_t reason);
114
115 /*
116  * ao_timer.c
117  */
118
119 /* Our timer runs at 100Hz */
120 #define AO_HERTZ                100
121 #define AO_MS_TO_TICKS(ms)      ((ms) / (1000 / AO_HERTZ))
122 #define AO_SEC_TO_TICKS(s)      ((s) * AO_HERTZ)
123
124 /* Returns the current time in ticks */
125 uint16_t
126 ao_time(void);
127
128 /* Suspend the current task until ticks time has passed */
129 void
130 ao_delay(uint16_t ticks);
131
132 /* Set the ADC interval */
133 void
134 ao_timer_set_adc_interval(uint8_t interval) __critical;
135
136 /* Timer interrupt */
137 void
138 ao_timer_isr(void) __interrupt 9;
139
140 /* Initialize the timer */
141 void
142 ao_timer_init(void);
143
144 /* Initialize the hardware clock. Must be called first */
145 void
146 ao_clock_init(void);
147
148 /*
149  * One set of samples read from the A/D converter or telemetry
150  */
151 struct ao_adc {
152         uint16_t        tick;           /* tick when the sample was read */
153         int16_t         accel;          /* accelerometer */
154         int16_t         pres;           /* pressure sensor */
155         int16_t         temp;           /* temperature sensor */
156         int16_t         v_batt;         /* battery voltage */
157         int16_t         sense_d;        /* drogue continuity sense */
158         int16_t         sense_m;        /* main continuity sense */
159 };
160
161 #ifndef HAS_ADC
162 #error Please define HAS_ADC
163 #endif
164
165 #if HAS_ADC
166
167 #if HAS_ACCEL
168 #ifndef HAS_ACCEL_REF
169 #error Please define HAS_ACCEL_REF
170 #endif
171 #else
172 #define HAS_ACCEL_REF 0
173 #endif
174
175 /*
176  * ao_adc.c
177  */
178
179 #define AO_ADC_RING     32
180 #define ao_adc_ring_next(n)     (((n) + 1) & (AO_ADC_RING - 1))
181 #define ao_adc_ring_prev(n)     (((n) - 1) & (AO_ADC_RING - 1))
182
183
184 /*
185  * A/D data is stored in a ring, with the next sample to be written
186  * at ao_adc_head
187  */
188 extern volatile __xdata struct ao_adc   ao_adc_ring[AO_ADC_RING];
189 extern volatile __data uint8_t          ao_adc_head;
190 #if HAS_ACCEL_REF
191 extern volatile __xdata uint16_t        ao_accel_ref[AO_ADC_RING];
192 #endif
193
194 /* Trigger a conversion sequence (called from the timer interrupt) */
195 void
196 ao_adc_poll(void);
197
198 /* Suspend the current task until another A/D sample is converted */
199 void
200 ao_adc_sleep(void);
201
202 /* Get a copy of the last complete A/D sample set */
203 void
204 ao_adc_get(__xdata struct ao_adc *packet);
205
206 /* The A/D interrupt handler */
207
208 void
209 ao_adc_isr(void) __interrupt 1;
210
211 /* Initialize the A/D converter */
212 void
213 ao_adc_init(void);
214
215 #endif /* HAS_ADC */
216
217 /*
218  * ao_beep.c
219  */
220
221 /*
222  * Various pre-defined beep frequencies
223  *
224  * frequency = 1/2 (24e6/32) / beep
225  */
226
227 #define AO_BEEP_LOW     150     /* 2500Hz */
228 #define AO_BEEP_MID     94      /* 3989Hz */
229 #define AO_BEEP_HIGH    75      /* 5000Hz */
230 #define AO_BEEP_OFF     0       /* off */
231
232 #define AO_BEEP_g       240     /* 1562.5Hz */
233 #define AO_BEEP_gs      227     /* 1652Hz (1655Hz) */
234 #define AO_BEEP_aa      214     /* 1752Hz (1754Hz) */
235 #define AO_BEEP_bbf     202     /* 1856Hz (1858Hz) */
236 #define AO_BEEP_bb      190     /* 1974Hz (1969Hz) */
237 #define AO_BEEP_cc      180     /* 2083Hz (2086Hz) */
238 #define AO_BEEP_ccs     170     /* 2205Hz (2210Hz) */
239 #define AO_BEEP_dd      160     /* 2344Hz (2341Hz) */
240 #define AO_BEEP_eef     151     /* 2483Hz (2480Hz) */
241 #define AO_BEEP_ee      143     /* 2622Hz (2628Hz) */
242 #define AO_BEEP_ff      135     /* 2778Hz (2784Hz) */
243 #define AO_BEEP_ffs     127     /* 2953Hz (2950Hz) */
244 #define AO_BEEP_gg      120     /* 3125Hz */
245 #define AO_BEEP_ggs     113     /* 3319Hz (3311Hz) */
246 #define AO_BEEP_aaa     107     /* 3504Hz (3508Hz) */
247 #define AO_BEEP_bbbf    101     /* 3713Hz (3716Hz) */
248 #define AO_BEEP_bbb     95      /* 3947Hz (3937Hz) */
249 #define AO_BEEP_ccc     90      /* 4167Hz (4171Hz) */
250 #define AO_BEEP_cccs    85      /* 4412Hz (4419Hz) */
251 #define AO_BEEP_ddd     80      /* 4688Hz (4682Hz) */
252 #define AO_BEEP_eeef    76      /* 4934Hz (4961Hz) */
253 #define AO_BEEP_eee     71      /* 5282Hz (5256Hz) */
254 #define AO_BEEP_fff     67      /* 5597Hz (5568Hz) */
255 #define AO_BEEP_fffs    64      /* 5859Hz (5899Hz) */
256 #define AO_BEEP_ggg     60      /* 6250Hz */
257
258 /* Set the beeper to the specified tone */
259 void
260 ao_beep(uint8_t beep);
261
262 /* Turn on the beeper for the specified time */
263 void
264 ao_beep_for(uint8_t beep, uint16_t ticks) __reentrant;
265
266 /* Initialize the beeper */
267 void
268 ao_beep_init(void);
269
270 /*
271  * ao_led.c
272  */
273
274 #define AO_LED_NONE     0
275
276 /* Turn on the specified LEDs */
277 void
278 ao_led_on(uint8_t colors);
279
280 /* Turn off the specified LEDs */
281 void
282 ao_led_off(uint8_t colors);
283
284 /* Set all of the LEDs to the specified state */
285 void
286 ao_led_set(uint8_t colors);
287
288 /* Toggle the specified LEDs */
289 void
290 ao_led_toggle(uint8_t colors);
291
292 /* Turn on the specified LEDs for the indicated interval */
293 void
294 ao_led_for(uint8_t colors, uint16_t ticks) __reentrant;
295
296 /* Initialize the LEDs */
297 void
298 ao_led_init(uint8_t enable);
299
300 /*
301  * ao_romconfig.c
302  */
303
304 #define AO_ROMCONFIG_VERSION    2
305
306 extern __code __at (0x00a0) uint16_t ao_romconfig_version;
307 extern __code __at (0x00a2) uint16_t ao_romconfig_check;
308 extern __code __at (0x00a4) uint16_t ao_serial_number;
309 extern __code __at (0x00a6) uint32_t ao_radio_cal;
310
311 #ifndef HAS_USB
312 #error Please define HAS_USB
313 #endif
314
315 #if HAS_USB
316 extern __code __at (0x00aa) uint8_t ao_usb_descriptors [];
317 #endif
318
319 /*
320  * ao_usb.c
321  */
322
323 /* Put one character to the USB output queue */
324 void
325 ao_usb_putchar(char c);
326
327 /* Get one character from the USB input queue */
328 char
329 ao_usb_getchar(void);
330
331 /* Poll for a charcter on the USB input queue.
332  * returns AO_READ_AGAIN if none are available
333  */
334 char
335 ao_usb_pollchar(void);
336
337 /* Flush the USB output queue */
338 void
339 ao_usb_flush(void);
340
341 #if HAS_USB
342 /* USB interrupt handler */
343 void
344 ao_usb_isr(void) __interrupt 6;
345 #endif
346
347 /* Enable the USB controller */
348 void
349 ao_usb_enable(void);
350
351 /* Disable the USB controller */
352 void
353 ao_usb_disable(void);
354
355 /* Initialize the USB system */
356 void
357 ao_usb_init(void);
358
359 /*
360  * ao_cmd.c
361  */
362
363 enum ao_cmd_status {
364         ao_cmd_success = 0,
365         ao_cmd_lex_error = 1,
366         ao_cmd_syntax_error = 2,
367 };
368
369 extern __xdata uint16_t ao_cmd_lex_i;
370 extern __xdata uint32_t ao_cmd_lex_u32;
371 extern __xdata char     ao_cmd_lex_c;
372 extern __xdata enum ao_cmd_status ao_cmd_status;
373
374 void
375 ao_cmd_lex(void);
376
377 void
378 ao_cmd_put8(uint8_t v);
379
380 void
381 ao_cmd_put16(uint16_t v);
382
383 void
384 ao_cmd_white(void);
385
386 void
387 ao_cmd_hex(void);
388
389 void
390 ao_cmd_decimal(void);
391
392 uint8_t
393 ao_match_word(__code char *word);
394
395 struct ao_cmds {
396         void            (*func)(void);
397         const char      *help;
398 };
399
400 void
401 ao_cmd_register(__code struct ao_cmds *cmds);
402
403 void
404 ao_cmd_init(void);
405
406 #if HAS_CMD_FILTER
407 /*
408  * Provided by an external module to filter raw command lines
409  */
410 uint8_t
411 ao_cmd_filter(void);
412 #endif
413
414 /*
415  * ao_dma.c
416  */
417
418 /* Allocate a DMA channel. the 'done' parameter will be set when the
419  * dma is finished and will be used to wakeup any waiters
420  */
421
422 uint8_t
423 ao_dma_alloc(__xdata uint8_t * done);
424
425 /* Setup a DMA channel */
426 void
427 ao_dma_set_transfer(uint8_t id,
428                     void __xdata *srcaddr,
429                     void __xdata *dstaddr,
430                     uint16_t count,
431                     uint8_t cfg0,
432                     uint8_t cfg1);
433
434 /* Start a DMA channel */
435 void
436 ao_dma_start(uint8_t id);
437
438 /* Manually trigger a DMA channel */
439 void
440 ao_dma_trigger(uint8_t id);
441
442 /* Abort a running DMA transfer */
443 void
444 ao_dma_abort(uint8_t id);
445
446 /* DMA interrupt routine */
447 void
448 ao_dma_isr(void) __interrupt 8;
449
450 /*
451  * ao_mutex.c
452  */
453
454 void
455 ao_mutex_get(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
456
457 void
458 ao_mutex_put(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
459
460 /*
461  * Storage interface, provided by one of the eeprom or flash
462  * drivers
463  */
464
465 /* Total bytes of available storage */
466 extern __xdata uint32_t ao_storage_total;
467
468 /* Block size - device is erased in these units. At least 256 bytes */
469 extern __xdata uint32_t ao_storage_block;
470
471 /* Byte offset of config block. Will be ao_storage_block bytes long */
472 extern __xdata uint32_t ao_storage_config;
473
474 /* Storage unit size - device reads and writes must be within blocks of this size. Usually 256 bytes. */
475 extern __xdata uint16_t ao_storage_unit;
476
477 #define AO_STORAGE_ERASE_LOG    (ao_storage_config + AO_CONFIG_MAX_SIZE)
478
479 /* Initialize above values. Can only be called once the OS is running */
480 void
481 ao_storage_setup(void) __reentrant;
482
483 /* Write data. Returns 0 on failure, 1 on success */
484 uint8_t
485 ao_storage_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
486
487 /* Read data. Returns 0 on failure, 1 on success */
488 uint8_t
489 ao_storage_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
490
491 /* Erase a block of storage. This always clears ao_storage_block bytes */
492 uint8_t
493 ao_storage_erase(uint32_t pos) __reentrant;
494
495 /* Flush any pending writes to stable storage */
496 void
497 ao_storage_flush(void) __reentrant;
498
499 /* Initialize the storage code */
500 void
501 ao_storage_init(void);
502
503 /*
504  * Low-level functions wrapped by ao_storage.c
505  */
506
507 /* Read data within a storage unit */
508 uint8_t
509 ao_storage_device_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
510
511 /* Write data within a storage unit */
512 uint8_t
513 ao_storage_device_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
514
515 /* Initialize low-level device bits */
516 void
517 ao_storage_device_init(void);
518
519 /* Print out information about flash chips */
520 void
521 ao_storage_device_info(void) __reentrant;
522
523 /*
524  * ao_log.c
525  */
526
527 /* We record flight numbers in the first record of
528  * the log. Tasks may wait for this to be initialized
529  * by sleeping on this variable.
530  */
531 extern __xdata uint16_t ao_flight_number;
532
533 extern __pdata uint32_t ao_log_current_pos;
534 extern __pdata uint32_t ao_log_end_pos;
535 extern __pdata uint32_t ao_log_start_pos;
536 extern __xdata uint8_t  ao_log_running;
537 extern __xdata enum flight_state ao_log_state;
538
539 /* required functions from the underlying log system */
540
541 /* Return the flight number from the given log slot, 0 if none */
542 uint16_t
543 ao_log_flight(uint8_t slot);
544
545 /* Flush the log */
546 void
547 ao_log_flush(void);
548
549 /* Logging thread main routine */
550 void
551 ao_log(void);
552
553 /* functions provided in ao_log.c */
554
555 /* Figure out the current flight number */
556 void
557 ao_log_scan(void) __reentrant;
558
559 /* Return the position of the start of the given log slot */
560 uint32_t
561 ao_log_pos(uint8_t slot);
562
563 /* Start logging to eeprom */
564 void
565 ao_log_start(void);
566
567 /* Stop logging */
568 void
569 ao_log_stop(void);
570
571 /* Initialize the logging system */
572 void
573 ao_log_init(void);
574
575 /* Write out the current flight number to the erase log */
576 void
577 ao_log_write_erase(uint8_t pos);
578
579 /* Returns true if there are any logs stored in eeprom */
580 uint8_t
581 ao_log_present(void);
582
583 /* Returns true if there is no more storage space available */
584 uint8_t
585 ao_log_full(void);
586
587 /*
588  * ao_log_big.c
589  */
590
591 /*
592  * The data log is recorded in the eeprom as a sequence
593  * of data packets.
594  *
595  * Each packet starts with a 4-byte header that has the
596  * packet type, the packet checksum and the tick count. Then
597  * they all contain 2 16 bit values which hold packet-specific
598  * data.
599  *
600  * For each flight, the first packet
601  * is FLIGHT packet, indicating the serial number of the
602  * device and a unique number marking the number of flights
603  * recorded by this device.
604  *
605  * During flight, data from the accelerometer and barometer
606  * are recorded in SENSOR packets, using the raw 16-bit values
607  * read from the A/D converter.
608  *
609  * Also during flight, but at a lower rate, the deployment
610  * sensors are recorded in DEPLOY packets. The goal here is to
611  * detect failure in the deployment circuits.
612  *
613  * STATE packets hold state transitions as the flight computer
614  * transitions through different stages of the flight.
615  */
616 #define AO_LOG_FLIGHT           'F'
617 #define AO_LOG_SENSOR           'A'
618 #define AO_LOG_TEMP_VOLT        'T'
619 #define AO_LOG_DEPLOY           'D'
620 #define AO_LOG_STATE            'S'
621 #define AO_LOG_GPS_TIME         'G'
622 #define AO_LOG_GPS_LAT          'N'
623 #define AO_LOG_GPS_LON          'W'
624 #define AO_LOG_GPS_ALT          'H'
625 #define AO_LOG_GPS_SAT          'V'
626 #define AO_LOG_GPS_DATE         'Y'
627
628 #define AO_LOG_POS_NONE         (~0UL)
629
630 struct ao_log_record {
631         char                    type;
632         uint8_t                 csum;
633         uint16_t                tick;
634         union {
635                 struct {
636                         int16_t         ground_accel;
637                         uint16_t        flight;
638                 } flight;
639                 struct {
640                         int16_t         accel;
641                         int16_t         pres;
642                 } sensor;
643                 struct {
644                         int16_t         temp;
645                         int16_t         v_batt;
646                 } temp_volt;
647                 struct {
648                         int16_t         drogue;
649                         int16_t         main;
650                 } deploy;
651                 struct {
652                         uint16_t        state;
653                         uint16_t        reason;
654                 } state;
655                 struct {
656                         uint8_t         hour;
657                         uint8_t         minute;
658                         uint8_t         second;
659                         uint8_t         flags;
660                 } gps_time;
661                 int32_t         gps_latitude;
662                 int32_t         gps_longitude;
663                 struct {
664                         int16_t         altitude;
665                         uint16_t        unused;
666                 } gps_altitude;
667                 struct {
668                         uint16_t        svid;
669                         uint8_t         unused;
670                         uint8_t         c_n;
671                 } gps_sat;
672                 struct {
673                         uint8_t         year;
674                         uint8_t         month;
675                         uint8_t         day;
676                         uint8_t         extra;
677                 } gps_date;
678                 struct {
679                         uint16_t        d0;
680                         uint16_t        d1;
681                 } anon;
682         } u;
683 };
684
685 /* Write a record to the eeprom log */
686 uint8_t
687 ao_log_data(__xdata struct ao_log_record *log) __reentrant;
688
689 /*
690  * ao_flight.c
691  */
692
693 enum ao_flight_state {
694         ao_flight_startup = 0,
695         ao_flight_idle = 1,
696         ao_flight_pad = 2,
697         ao_flight_boost = 3,
698         ao_flight_fast = 4,
699         ao_flight_coast = 5,
700         ao_flight_drogue = 6,
701         ao_flight_main = 7,
702         ao_flight_landed = 8,
703         ao_flight_invalid = 9
704 };
705
706 extern __pdata enum ao_flight_state     ao_flight_state;
707
708 extern __pdata uint16_t                 ao_launch_time;
709 extern __xdata uint8_t                  ao_flight_force_idle;
710
711 /* Flight thread */
712 void
713 ao_flight(void);
714
715 /* Initialize flight thread */
716 void
717 ao_flight_init(void);
718
719 /*
720  * ao_flight_nano.c
721  */
722
723 void
724 ao_flight_nano_init(void);
725
726 /*
727  * ao_sample.c
728  */
729
730 /*
731  * Barometer calibration
732  *
733  * We directly sample the barometer. The specs say:
734  *
735  * Pressure range: 15-115 kPa
736  * Voltage at 115kPa: 2.82
737  * Output scale: 27mV/kPa
738  *
739  * If we want to detect launch with the barometer, we need
740  * a large enough bump to not be fooled by noise. At typical
741  * launch elevations (0-2000m), a 200Pa pressure change cooresponds
742  * to about a 20m elevation change. This is 5.4mV, or about 3LSB.
743  * As all of our calculations are done in 16 bits, we'll actually see a change
744  * of 16 times this though
745  *
746  * 27 mV/kPa * 32767 / 3300 counts/mV = 268.1 counts/kPa
747  */
748
749 /* Accelerometer calibration
750  *
751  * We're sampling the accelerometer through a resistor divider which
752  * consists of 5k and 10k resistors. This multiplies the values by 2/3.
753  * That goes into the cc1111 A/D converter, which is running at 11 bits
754  * of precision with the bits in the MSB of the 16 bit value. Only positive
755  * values are used, so values should range from 0-32752 for 0-3.3V. The
756  * specs say we should see 40mV/g (uncalibrated), multiply by 2/3 for what
757  * the A/D converter sees (26.67 mV/g). We should see 32752/3300 counts/mV,
758  * for a final computation of:
759  *
760  * 26.67 mV/g * 32767/3300 counts/mV = 264.8 counts/g
761  *
762  * Zero g was measured at 16000 (we would expect 16384).
763  * Note that this value is only require to tell if the
764  * rocket is standing upright. Once that is determined,
765  * the value of the accelerometer is averaged for 100 samples
766  * to find the resting accelerometer value, which is used
767  * for all further flight computations
768  */
769
770 #define GRAVITY 9.80665
771
772 /*
773  * Above this height, the baro sensor doesn't work
774  */
775 #define AO_MAX_BARO_HEIGHT      12000
776
777 /*
778  * Above this speed, baro measurements are unreliable
779  */
780 #define AO_MAX_BARO_SPEED       200
781
782 #define ACCEL_NOSE_UP   (ao_accel_2g >> 2)
783
784 /*
785  * Speed and acceleration are scaled by 16 to provide a bit more
786  * resolution while still having reasonable range. Note that this
787  * limits speed to 2047m/s (around mach 6) and acceleration to
788  * 2047m/s² (over 200g)
789  */
790
791 #define AO_M_TO_HEIGHT(m)       ((int16_t) (m))
792 #define AO_MS_TO_SPEED(ms)      ((int16_t) ((ms) * 16))
793 #define AO_MSS_TO_ACCEL(mss)    ((int16_t) ((mss) * 16))
794
795 extern __pdata uint16_t ao_sample_tick;         /* time of last data */
796 extern __pdata int16_t  ao_sample_pres;         /* most recent pressure sensor reading */
797 extern __pdata int16_t  ao_sample_alt;          /* MSL of ao_sample_pres */
798 extern __pdata int16_t  ao_sample_height;       /* AGL of ao_sample_pres */
799 extern __data uint8_t   ao_sample_adc;          /* Ring position of last processed sample */
800
801 #if HAS_ACCEL
802 extern __pdata int16_t  ao_sample_accel;        /* most recent accel sensor reading */
803 #endif
804
805 extern __xdata int16_t  ao_ground_pres;         /* startup pressure */
806 extern __xdata int16_t  ao_ground_height;       /* MSL of ao_ground_pres */
807
808 #if HAS_ACCEL
809 extern __xdata int16_t  ao_ground_accel;        /* startup acceleration */
810 extern __xdata int16_t  ao_accel_2g;            /* factory accel calibration */
811 extern __xdata int32_t  ao_accel_scale;         /* sensor to m/s² conversion */
812 #endif
813
814 void ao_sample_init(void);
815
816 /* returns FALSE in preflight mode, TRUE in flight mode */
817 uint8_t ao_sample(void);
818
819 /*
820  * ao_kalman.c
821  */
822
823 #define to_fix16(x) ((int16_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
824 #define to_fix32(x) ((int32_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
825 #define from_fix(x)     ((x) >> 16)
826
827 extern __pdata int16_t                  ao_height;      /* meters */
828 extern __pdata int16_t                  ao_speed;       /* m/s * 16 */
829 extern __pdata int16_t                  ao_accel;       /* m/s² * 16 */
830 extern __pdata int16_t                  ao_max_height;  /* max of ao_height */
831
832 extern __pdata int16_t                  ao_error_h;
833 extern __pdata int16_t                  ao_error_h_sq_avg;
834
835 #if HAS_ACCEL
836 extern __pdata int16_t                  ao_error_a;
837 #endif
838
839 void ao_kalman(void);
840
841 /*
842  * ao_report.c
843  */
844
845 void
846 ao_report_init(void);
847
848 /*
849  * ao_convert.c
850  *
851  * Given raw data, convert to SI units
852  */
853
854 /* pressure from the sensor to altitude in meters */
855 int16_t
856 ao_pres_to_altitude(int16_t pres) __reentrant;
857
858 int16_t
859 ao_altitude_to_pres(int16_t alt) __reentrant;
860
861 int16_t
862 ao_temp_to_dC(int16_t temp) __reentrant;
863
864 /*
865  * ao_dbg.c
866  *
867  * debug another telemetrum board
868  */
869
870 /* Send a byte to the dbg target */
871 void
872 ao_dbg_send_byte(uint8_t byte);
873
874 /* Receive a byte from the dbg target */
875 uint8_t
876 ao_dbg_recv_byte(void);
877
878 /* Start a bulk transfer to/from dbg target memory */
879 void
880 ao_dbg_start_transfer(uint16_t addr);
881
882 /* End a bulk transfer to/from dbg target memory */
883 void
884 ao_dbg_end_transfer(void);
885
886 /* Write a byte to dbg target memory */
887 void
888 ao_dbg_write_byte(uint8_t byte);
889
890 /* Read a byte from dbg target memory */
891 uint8_t
892 ao_dbg_read_byte(void);
893
894 /* Enable dbg mode, switching use of the pins */
895 void
896 ao_dbg_debug_mode(void);
897
898 /* Reset the dbg target */
899 void
900 ao_dbg_reset(void);
901
902 void
903 ao_dbg_init(void);
904
905 /*
906  * ao_serial.c
907  */
908
909 #ifndef HAS_SERIAL_1
910 #error Please define HAS_SERIAL_1
911 #endif
912
913 #if HAS_SERIAL_1
914 #ifndef USE_SERIAL_STDIN
915 #error Please define USE_SERIAL_STDIN
916 #endif
917
918 void
919 ao_serial_rx1_isr(void) __interrupt 3;
920
921 void
922 ao_serial_tx1_isr(void) __interrupt 14;
923
924 char
925 ao_serial_getchar(void) __critical;
926
927 #if USE_SERIAL_STDIN
928 char
929 ao_serial_pollchar(void) __critical;
930
931 void
932 ao_serial_set_stdin(uint8_t stdin);
933 #endif
934
935 void
936 ao_serial_putchar(char c) __critical;
937
938 void
939 ao_serial_drain(void) __critical;
940
941 #define AO_SERIAL_SPEED_4800    0
942 #define AO_SERIAL_SPEED_9600    1
943 #define AO_SERIAL_SPEED_19200   2
944 #define AO_SERIAL_SPEED_57600   3
945
946 void
947 ao_serial_set_speed(uint8_t speed);
948
949 void
950 ao_serial_init(void);
951 #endif
952
953 /*
954  * ao_spi.c
955  */
956
957 void
958 ao_spi_send(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
959
960 void
961 ao_spi_recv(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
962
963 void
964 ao_spi_init(void);
965
966 /*
967  * ao_gps.c
968  */
969
970 #define AO_GPS_NUM_SAT_MASK     (0xf << 0)
971 #define AO_GPS_NUM_SAT_SHIFT    (0)
972
973 #define AO_GPS_VALID            (1 << 4)
974 #define AO_GPS_RUNNING          (1 << 5)
975 #define AO_GPS_DATE_VALID       (1 << 6)
976 #define AO_GPS_COURSE_VALID     (1 << 7)
977
978 extern __xdata uint16_t ao_gps_tick;
979
980 struct ao_gps_data {
981         uint8_t                 year;
982         uint8_t                 month;
983         uint8_t                 day;
984         uint8_t                 hour;
985         uint8_t                 minute;
986         uint8_t                 second;
987         uint8_t                 flags;
988         int32_t                 latitude;       /* degrees * 10⁷ */
989         int32_t                 longitude;      /* degrees * 10⁷ */
990         int16_t                 altitude;       /* m */
991         uint16_t                ground_speed;   /* cm/s */
992         uint8_t                 course;         /* degrees / 2 */
993         uint8_t                 hdop;           /* * 5 */
994         int16_t                 climb_rate;     /* cm/s */
995         uint16_t                h_error;        /* m */
996         uint16_t                v_error;        /* m */
997 };
998
999 struct ao_gps_sat_data {
1000         uint8_t         svid;
1001         uint8_t         c_n_1;
1002 };
1003
1004 #define AO_MAX_GPS_TRACKING     12
1005
1006 struct ao_gps_tracking_data {
1007         uint8_t                 channels;
1008         struct ao_gps_sat_data  sats[AO_MAX_GPS_TRACKING];
1009 };
1010
1011 extern __xdata uint8_t ao_gps_mutex;
1012 extern __xdata struct ao_gps_data ao_gps_data;
1013 extern __xdata struct ao_gps_tracking_data ao_gps_tracking_data;
1014
1015 void
1016 ao_gps(void);
1017
1018 void
1019 ao_gps_print(__xdata struct ao_gps_data *gps_data);
1020
1021 void
1022 ao_gps_tracking_print(__xdata struct ao_gps_tracking_data *gps_tracking_data);
1023
1024 void
1025 ao_gps_init(void);
1026
1027 /*
1028  * ao_gps_report.c
1029  */
1030
1031 void
1032 ao_gps_report(void);
1033
1034 void
1035 ao_gps_report_init(void);
1036
1037 /*
1038  * ao_telemetry.c
1039  */
1040
1041 #define AO_MAX_CALLSIGN                 8
1042
1043 struct ao_telemetry {
1044         uint16_t                serial;
1045         uint16_t                flight;
1046         uint8_t                 flight_state;
1047         int16_t                 accel;
1048         int16_t                 ground_accel;
1049         union {
1050                 struct {
1051                         int16_t                 speed;
1052                         int16_t                 unused;
1053                 } k;
1054                 int32_t         flight_vel;
1055         } u;
1056         int16_t                 height;
1057         int16_t                 ground_pres;
1058         int16_t                 accel_plus_g;
1059         int16_t                 accel_minus_g;
1060         struct ao_adc           adc;
1061         struct ao_gps_data      gps;
1062         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1063         struct ao_gps_tracking_data     gps_tracking;
1064 };
1065
1066 struct ao_telemetry_tiny {
1067         uint16_t                serial;
1068         uint16_t                flight;
1069         uint8_t                 flight_state;
1070         int16_t                 height;         /* AGL in meters */
1071         int16_t                 speed;          /* in m/s * 16 */
1072         int16_t                 accel;          /* in m/s² * 16 */
1073         int16_t                 ground_pres;    /* sensor units */
1074         struct ao_adc           adc;            /* raw ADC readings */
1075         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1076 };
1077
1078 /*
1079  * ao_radio_recv tacks on rssi and status bytes
1080  */
1081 struct ao_telemetry_recv {
1082         struct ao_telemetry     telemetry;
1083         int8_t                  rssi;
1084         uint8_t                 status;
1085 };
1086
1087 struct ao_telemetry_tiny_recv {
1088         struct ao_telemetry_tiny        telemetry_tiny;
1089         int8_t                          rssi;
1090         uint8_t                         status;
1091 };
1092
1093 /* Set delay between telemetry reports (0 to disable) */
1094
1095 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_PAD       AO_MS_TO_TICKS(1000)
1096 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_FLIGHT    AO_MS_TO_TICKS(100)
1097 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_RECOVER   AO_MS_TO_TICKS(1000)
1098
1099 void
1100 ao_telemetry_set_interval(uint16_t interval);
1101
1102 void
1103 ao_rdf_set(uint8_t rdf);
1104
1105 void
1106 ao_telemetry_init(void);
1107
1108 void
1109 ao_telemetry_tiny_init(void);
1110
1111 /*
1112  * ao_radio.c
1113  */
1114
1115 extern __xdata uint8_t  ao_radio_dma;
1116 extern __xdata uint8_t ao_radio_dma_done;
1117 extern __xdata uint8_t ao_radio_done;
1118 extern __xdata uint8_t ao_radio_mutex;
1119
1120 void
1121 ao_radio_general_isr(void) __interrupt 16;
1122
1123 void
1124 ao_radio_get(uint8_t len);
1125
1126 #define ao_radio_put() ao_mutex_put(&ao_radio_mutex)
1127
1128 void
1129 ao_radio_set_packet(void);
1130
1131 void
1132 ao_radio_send(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1133
1134 uint8_t
1135 ao_radio_recv(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1136
1137 void
1138 ao_radio_recv_abort(void);
1139
1140 void
1141 ao_radio_rdf(int ms);
1142
1143 void
1144 ao_radio_rdf_abort(void);
1145
1146 void
1147 ao_radio_idle(void);
1148
1149 void
1150 ao_radio_init(void);
1151
1152 /*
1153  * ao_monitor.c
1154  */
1155
1156 extern const char const * const ao_state_names[];
1157
1158 void
1159 ao_monitor(void);
1160
1161 #define AO_MONITORING_OFF       0
1162 #define AO_MONITORING_FULL      1
1163 #define AO_MONITORING_TINY      2
1164
1165 void
1166 ao_set_monitor(uint8_t monitoring);
1167
1168 void
1169 ao_monitor_init(uint8_t led, uint8_t monitoring) __reentrant;
1170
1171 /*
1172  * ao_stdio.c
1173  */
1174
1175 #define AO_READ_AGAIN   ((char) -1)
1176
1177 struct ao_stdio {
1178         char    (*pollchar)(void);
1179         void    (*putchar)(char c) __reentrant;
1180         void    (*flush)(void);
1181 };
1182
1183 extern __data int8_t ao_cur_stdio;
1184 extern __data int8_t ao_num_stdios;
1185
1186 void
1187 flush(void);
1188
1189 extern __xdata uint8_t ao_stdin_ready;
1190
1191 void
1192 ao_add_stdio(char (*pollchar)(void),
1193              void (*putchar)(char) __reentrant,
1194              void (*flush)(void)) __reentrant;
1195
1196 /*
1197  * ao_ignite.c
1198  */
1199
1200 enum ao_igniter {
1201         ao_igniter_drogue = 0,
1202         ao_igniter_main = 1
1203 };
1204
1205 void
1206 ao_ignite(enum ao_igniter igniter);
1207
1208 enum ao_igniter_status {
1209         ao_igniter_unknown,     /* unknown status (ambiguous voltage) */
1210         ao_igniter_ready,       /* continuity detected */
1211         ao_igniter_active,      /* igniter firing */
1212         ao_igniter_open,        /* open circuit detected */
1213 };
1214
1215 enum ao_igniter_status
1216 ao_igniter_status(enum ao_igniter igniter);
1217
1218 void
1219 ao_igniter_init(void);
1220
1221 /*
1222  * ao_config.c
1223  */
1224
1225 #define AO_CONFIG_MAJOR 1
1226 #define AO_CONFIG_MINOR 4
1227
1228 struct ao_config {
1229         uint8_t         major;
1230         uint8_t         minor;
1231         uint16_t        main_deploy;
1232         int16_t         accel_plus_g;           /* changed for minor version 2 */
1233         uint8_t         radio_channel;
1234         char            callsign[AO_MAX_CALLSIGN + 1];
1235         uint8_t         apogee_delay;           /* minor version 1 */
1236         int16_t         accel_minus_g;          /* minor version 2 */
1237         uint32_t        radio_cal;              /* minor version 3 */
1238         uint32_t        flight_log_max;         /* minor version 4 */
1239 };
1240
1241 extern __xdata struct ao_config ao_config;
1242
1243 #define AO_CONFIG_MAX_SIZE      128
1244
1245 void
1246 ao_config_get(void);
1247
1248 void
1249 ao_config_put(void);
1250
1251 void
1252 ao_config_init(void);
1253
1254 /*
1255  * ao_rssi.c
1256  */
1257
1258 void
1259 ao_rssi_set(int rssi_value);
1260
1261 void
1262 ao_rssi_init(uint8_t rssi_led);
1263
1264 /*
1265  * ao_product.c
1266  *
1267  * values which need to be defined for
1268  * each instance of a product
1269  */
1270
1271 extern const char ao_version[];
1272 extern const char ao_manufacturer[];
1273 extern const char ao_product[];
1274
1275 /*
1276  * Fifos
1277  */
1278
1279 #define AO_FIFO_SIZE    32
1280
1281 struct ao_fifo {
1282         uint8_t insert;
1283         uint8_t remove;
1284         char    fifo[AO_FIFO_SIZE];
1285 };
1286
1287 #define ao_fifo_insert(f,c) do { \
1288         (f).fifo[(f).insert] = (c); \
1289         (f).insert = ((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1290 } while(0)
1291
1292 #define ao_fifo_remove(f,c) do {\
1293         c = (f).fifo[(f).remove]; \
1294         (f).remove = ((f).remove + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1295 } while(0)
1296
1297 #define ao_fifo_full(f)         ((((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1)) == (f).remove)
1298 #define ao_fifo_empty(f)        ((f).insert == (f).remove)
1299
1300 /*
1301  * ao_packet.c
1302  *
1303  * Packet-based command interface
1304  */
1305
1306 #define AO_PACKET_MAX           64
1307 #define AO_PACKET_SYN           (uint8_t) 0xff
1308
1309 struct ao_packet {
1310         uint8_t         addr;
1311         uint8_t         len;
1312         uint8_t         seq;
1313         uint8_t         ack;
1314         uint8_t         d[AO_PACKET_MAX];
1315         uint8_t         callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1316 };
1317
1318 struct ao_packet_recv {
1319         struct ao_packet        packet;
1320         int8_t                  rssi;
1321         uint8_t                 status;
1322 };
1323
1324 extern __xdata struct ao_packet_recv ao_rx_packet;
1325 extern __xdata struct ao_packet ao_tx_packet;
1326 extern __xdata struct ao_task   ao_packet_task;
1327 extern __xdata uint8_t ao_packet_enable;
1328 extern __xdata uint8_t ao_packet_master_sleeping;
1329 extern __pdata uint8_t ao_packet_rx_len, ao_packet_rx_used, ao_packet_tx_used;
1330
1331 void
1332 ao_packet_send(void);
1333
1334 uint8_t
1335 ao_packet_recv(void);
1336
1337 void
1338 ao_packet_flush(void);
1339
1340 void
1341 ao_packet_putchar(char c) __reentrant;
1342
1343 char
1344 ao_packet_pollchar(void) __critical;
1345
1346 /* ao_packet_master.c */
1347
1348 void
1349 ao_packet_master_init(void);
1350
1351 /* ao_packet_slave.c */
1352
1353 void
1354 ao_packet_slave_start(void);
1355
1356 void
1357 ao_packet_slave_stop(void);
1358
1359 void
1360 ao_packet_slave_init(uint8_t enable);
1361
1362 /* ao_btm.c */
1363
1364 void
1365 ao_btm_init(void);
1366
1367 #endif /* _AO_H_ */