altos: Software implemenation of CC1111 radio encoding
[fw/altos] / src / drivers / ao_cc1120.c
index 272371d0d7dce966f29e1972422994a9d132ad00..231d14d4357e9e803871dbc00a419a5a7722c6d8 100644 (file)
 #include <ao.h>
 #include <ao_cc1120.h>
 #include <ao_exti.h>
+#include <ao_fec.h>
 
-uint8_t        ao_radio_done;
+uint8_t ao_radio_wake;
 uint8_t ao_radio_mutex;
 uint8_t ao_radio_abort;
 
 #define CC1120_DEBUG   1
+#define CC1120_TRACE   0
 
-uint32_t       ao_radio_cal = 1186611;
+uint32_t       ao_radio_cal = 0x6ca333;
+
+#define FOSC   32000000
 
 #define ao_radio_select()      ao_spi_get_mask(AO_CC1120_SPI_CS_PORT,(1 << AO_CC1120_SPI_CS_PIN),AO_CC1120_SPI_BUS)
 #define ao_radio_deselect()    ao_spi_put_mask(AO_CC1120_SPI_CS_PORT,(1 << AO_CC1120_SPI_CS_PIN),AO_CC1120_SPI_BUS)
@@ -40,8 +44,8 @@ ao_radio_reg_read(uint16_t addr)
        uint8_t data[2];
        uint8_t d;
 
-#if CC1120_DEBUG
-       printf("ao_radio_reg_read (%04x): ", addr); flush();
+#if CC1120_TRACE
+       printf("\t\tao_radio_reg_read (%04x): ", addr); flush();
 #endif
        if (CC1120_IS_EXTENDED(addr)) {
                data[0] = ((1 << CC1120_READ)  |
@@ -59,7 +63,7 @@ ao_radio_reg_read(uint16_t addr)
        ao_radio_spi_send(data, d);
        ao_radio_spi_recv(data, 1);
        ao_radio_deselect();
-#if CC1120_DEBUG
+#if CC1120_TRACE
        printf (" %02x\n", data[0]);
 #endif
        return data[0];
@@ -71,17 +75,17 @@ ao_radio_reg_write(uint16_t addr, uint8_t value)
        uint8_t data[3];
        uint8_t d;
 
-#if CC1120_DEBUG
-       printf("ao_radio_reg_write (%04x): %02x\n", addr, value);
+#if CC1120_TRACE
+       printf("\t\tao_radio_reg_write (%04x): %02x\n", addr, value);
 #endif
        if (CC1120_IS_EXTENDED(addr)) {
-               data[0] = ((1 << CC1120_READ)  |
+               data[0] = ((0 << CC1120_READ)  |
                           (0 << CC1120_BURST) |
                           CC1120_EXTENDED);
                data[1] = addr;
                d = 2;
        } else {
-               data[0] = ((1 << CC1120_READ)  |
+               data[0] = ((0 << CC1120_READ)  |
                           (0 << CC1120_BURST) |
                           addr);
                d = 1;
@@ -97,9 +101,15 @@ ao_radio_strobe(uint8_t addr)
 {
        uint8_t in;
 
+#if CC1120_TRACE
+       printf("\t\tao_radio_strobe (%02x): ", addr); flush();
+#endif
        ao_radio_select();
        ao_radio_duplex(&addr, &in, 1);
        ao_radio_deselect();
+#if CC1120_TRACE
+       printf("%02x\n", in); flush();
+#endif
        return in;
 }
 
@@ -158,32 +168,108 @@ void
 ao_radio_recv_abort(void)
 {
        ao_radio_abort = 1;
-       ao_wakeup(&ao_radio_done);
+       ao_wakeup(&ao_radio_wake);
 }
 
 #define ao_radio_rdf_value 0x55
 
-static const uint16_t  rdf_setup[] = {
+/*
+ * RDF deviation is 5kHz
+ *
+ *     fdev = fosc >> 24 * (256 + dev_m) << dev_e
+ *
+ *             32e6Hz / (2 ** 24) * (256 + 71) * (2 ** 3) = 4989
+ */
+
+#define RDF_DEV_E      3
+#define RDF_DEV_M      71
+#define RDF_PACKET_LEN 50
+
+/*
+ * For our RDF beacon, set the symbol rate to 2kBaud (for a 1kHz tone)
+ *
+ *              (2**20 - DATARATE_M) * 2 ** DATARATE_E
+ *     Rdata = -------------------------------------- * fosc
+ *                          2 ** 39
+ *
+ *     DATARATE_M = 511705
+ *     DATARATE_E = 6
+ *
+ * To make the tone last for 200ms, we need 2000 * .2 = 400 bits or 50 bytes
+ */
+#define RDF_DRATE_E    5
+#define RDF_DRATE_M    25166
+#define RDF_PACKET_LEN 50
+
+static const uint16_t rdf_setup[] = {
+       CC1120_DEVIATION_M,     RDF_DEV_M,
+       CC1120_MODCFG_DEV_E,    ((CC1120_MODCFG_DEV_E_MODEM_MODE_NORMAL << CC1120_MODCFG_DEV_E_MODEM_MODE) |
+                                (CC1120_MODCFG_DEV_E_MOD_FORMAT_2_GFSK << CC1120_MODCFG_DEV_E_MOD_FORMAT) |
+                                (RDF_DEV_E << CC1120_MODCFG_DEV_E_DEV_E)),
+       CC1120_DRATE2,          ((RDF_DRATE_E << CC1120_DRATE2_DATARATE_E) |
+                                (((RDF_DRATE_M >> 16) & CC1120_DRATE2_DATARATE_M_19_16_MASK) << CC1120_DRATE2_DATARATE_M_19_16)),
+       CC1120_DRATE1,          ((RDF_DRATE_M >> 8) & 0xff),
+       CC1120_DRATE0,          ((RDF_DRATE_M >> 0) & 0xff),
+       CC1120_PKT_CFG2,        ((CC1120_PKT_CFG2_CCA_MODE_ALWAYS_CLEAR << CC1120_PKT_CFG2_CCA_MODE) |
+                                (CC1120_PKT_CFG2_PKT_FORMAT_NORMAL << CC1120_PKT_CFG2_PKT_FORMAT)),
+       CC1120_PKT_CFG1,        ((0 << CC1120_PKT_CFG1_WHITE_DATA) |
+                                (CC1120_PKT_CFG1_ADDR_CHECK_CFG_NONE << CC1120_PKT_CFG1_ADDR_CHECK_CFG) |
+                                (CC1120_PKT_CFG1_CRC_CFG_DISABLED << CC1120_PKT_CFG1_CRC_CFG) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG1_APPEND_STATUS)),
+       CC1120_PKT_CFG0,        ((0 << CC1120_PKT_CFG0_RESERVED7) |
+                                (CC1120_PKT_CFG0_LENGTH_CONFIG_FIXED << CC1120_PKT_CFG0_LENGTH_CONFIG) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_PKG_BIT_LEN) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_UART_MODE_EN) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_UART_SWAP_EN)),
 };
 
+static uint8_t
+ao_radio_marc_status(void)
+{
+       return ao_radio_reg_read(CC1120_MARC_STATUS1);
+}
+
+static uint8_t
+ao_radio_tx_done(void)
+{
+       return ao_radio_marc_status() == CC1120_MARC_STATUS1_TX_FINISHED;
+}
+
+static uint8_t
+ao_radio_rx_done(void)
+{
+       return ao_radio_marc_status() == CC1120_MARC_STATUS1_RX_FINISHED;
+}
+
+static void
+ao_radio_start_tx(void)
+{
+       ao_radio_reg_write(CC1120_IOCFG2, CC1120_IOCFG_GPIO_CFG_RX0TX1_CFG);
+       ao_exti_enable(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN);
+       ao_radio_strobe(CC1120_STX);
+}
+
 void
 ao_radio_rdf(uint8_t len)
 {
        int i;
 
-       ao_radio_abort = 0;
        ao_radio_get(len);
-       ao_radio_done = 0;
+       ao_radio_wake = 0;
        for (i = 0; i < sizeof (rdf_setup) / sizeof (rdf_setup[0]); i += 2)
                ao_radio_reg_write(rdf_setup[i], rdf_setup[i+1]);
+
        ao_radio_fifo_write_fixed(ao_radio_rdf_value, len);
-       ao_radio_reg_write(CC1120_IOCFG2, CC1120_IOCFG_GPIO_CFG_RX0TX1_CFG);
-       ao_exti_enable(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN);
-       ao_radio_strobe(CC1120_STX);
+
+       ao_radio_start_tx();
+
        cli();
-       while (!ao_radio_done)
-               ao_sleep(&ao_radio_done);
+       while (!ao_radio_wake && !ao_radio_abort)
+               ao_sleep(&ao_radio_wake);
+
        sei();
+       if (!ao_radio_tx_done())
+               ao_radio_idle();
        ao_radio_set_packet();
        ao_radio_put();
 }
@@ -191,6 +277,8 @@ ao_radio_rdf(uint8_t len)
 void
 ao_radio_rdf_abort(void)
 {
+       ao_radio_abort = 1;
+       ao_wakeup(&ao_radio_wake);
 }
 
 static void
@@ -213,6 +301,14 @@ ao_radio_test(void)
 #endif
                ao_radio_get(0xff);
                ao_radio_strobe(CC1120_STX);
+#if CC1120_TRACE
+               { int t; 
+                       for (t = 0; t < 10; t++) {
+                               printf ("status: %02x\n", ao_radio_status());
+                               ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(100));
+                       }
+               }
+#endif
                radio_on = 1;
        }
        if (mode == 3) {
@@ -233,39 +329,123 @@ ao_radio_test(void)
 void
 ao_radio_send(void *d, uint8_t size)
 {
+       uint8_t         marc_status;
+       static uint8_t  prepare[128];
+       uint8_t         prepare_len;
+       static uint8_t  encode[256];
+       uint8_t         encode_len;
+       static uint8_t  interleave[256];
+       uint8_t         interleave_len;
+
+       ao_fec_dump_bytes(d, size, "Input");
+
+#if 1
+       prepare_len = ao_fec_prepare(d, size, prepare);
+       ao_fec_dump_bytes(prepare, prepare_len, "Prepare");
+
+       ao_fec_whiten(prepare, prepare_len, prepare);
+       ao_fec_dump_bytes(prepare, prepare_len, "Whiten");
+
+       encode_len = ao_fec_encode(prepare, prepare_len, encode);
+       ao_fec_dump_bytes(encode, encode_len, "Encode");
+
+       interleave_len = ao_fec_interleave(encode, encode_len, interleave);
+       ao_fec_dump_bytes(interleave, interleave_len, "Interleave");
+       ao_radio_get(interleave_len);
+       ao_radio_fifo_write(interleave, interleave_len);
+#else
        ao_radio_get(size);
-       ao_radio_done = 0;
        ao_radio_fifo_write(d, size);
-       ao_radio_reg_write(CC1120_IOCFG2, CC1120_IOCFG_GPIO_CFG_RX0TX1_CFG);
-       ao_exti_enable(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN);
-       ao_radio_strobe(CC1120_STX);
+#endif
+
+       ao_radio_wake = 0;
+
+       ao_radio_start_tx();
+
        cli();
-       while (!ao_radio_done)
-               ao_sleep(&ao_radio_done);
+       while (!ao_radio_wake && !ao_radio_abort)
+               ao_sleep(&ao_radio_wake);
        sei();
+       if (!ao_radio_tx_done())
+               ao_radio_idle();
        ao_radio_put();
 }
 
 uint8_t
 ao_radio_recv(__xdata void *d, uint8_t size)
 {
+       uint8_t marc_status = CC1120_MARC_STATUS1_NO_FAILURE;
+
        /* configure interrupt pin */
        ao_radio_get(size);
-       ao_radio_done = 0;
-       ao_radio_reg_write(CC1120_IOCFG2, CC1120_IOCFG_GPIO_CFG_RXFIFO_THR_PKT);
+       ao_radio_wake = 0;
        ao_exti_enable(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN);
        ao_radio_strobe(CC1120_SRX);
        cli();
-       while (!ao_radio_done && !ao_radio_abort)
-               ao_sleep(&ao_radio_done);
+       for (;;) {
+               if (ao_radio_abort)
+
+                       break;
+               if (ao_radio_wake) {
+                       marc_status = ao_radio_marc_status();
+                       if (marc_status != CC1120_MARC_STATUS1_NO_FAILURE)
+                               break;
+                       ao_radio_wake = 0;
+               }
+               ao_sleep(&ao_radio_wake);
+       }
        sei();
-       if (ao_radio_done)
+       if (marc_status != CC1120_MARC_STATUS1_RX_FINISHED)
                ao_radio_fifo_read(d, size);
        ao_radio_put();
-       return 0;
+       return marc_status == CC1120_MARC_STATUS1_RX_FINISHED;
 }
 
+/*
+ * Packet deviation is 20.5kHz
+ *
+ *     fdev = fosc >> 24 * (256 + dev_m) << dev_e
+ *
+ *             32e6Hz / (2 ** 24) * (256 + 80) * (2 ** 5) = 20508Hz
+ */
+
+#define PACKET_DEV_E   5
+#define PACKET_DEV_M   80
+
+/*
+ * For our packet data, set the symbol rate to 38360 Baud
+ *
+ *              (2**20 + DATARATE_M) * 2 ** DATARATE_E
+ *     Rdata = -------------------------------------- * fosc
+ *                          2 ** 39
+ *
+ *
+ *     DATARATE_M = 239914
+ *     DATARATE_E = 9
+ */
+#define PACKET_DRATE_E 9
+#define PACKET_DRATE_M 239914
+
 static const uint16_t packet_setup[] = {
+       CC1120_DEVIATION_M,     PACKET_DEV_M,
+       CC1120_MODCFG_DEV_E,    ((CC1120_MODCFG_DEV_E_MODEM_MODE_NORMAL << CC1120_MODCFG_DEV_E_MODEM_MODE) |
+                                (CC1120_MODCFG_DEV_E_MOD_FORMAT_2_GFSK << CC1120_MODCFG_DEV_E_MOD_FORMAT) |
+                                (PACKET_DEV_E << CC1120_MODCFG_DEV_E_DEV_E)),
+       CC1120_DRATE2,          ((PACKET_DRATE_E << CC1120_DRATE2_DATARATE_E) |
+                                (((PACKET_DRATE_M >> 16) & CC1120_DRATE2_DATARATE_M_19_16_MASK) << CC1120_DRATE2_DATARATE_M_19_16)),
+       CC1120_DRATE1,          ((PACKET_DRATE_M >> 8) & 0xff),
+       CC1120_DRATE0,          ((PACKET_DRATE_M >> 0) & 0xff),
+       CC1120_PKT_CFG2,        ((CC1120_PKT_CFG2_CCA_MODE_ALWAYS_CLEAR << CC1120_PKT_CFG2_CCA_MODE) |
+                                (CC1120_PKT_CFG2_PKT_FORMAT_NORMAL << CC1120_PKT_CFG2_PKT_FORMAT)),
+       CC1120_PKT_CFG1,        ((0 << CC1120_PKT_CFG1_WHITE_DATA) |
+                                (CC1120_PKT_CFG1_ADDR_CHECK_CFG_NONE << CC1120_PKT_CFG1_ADDR_CHECK_CFG) |
+                                (CC1120_PKT_CFG1_CRC_CFG_DISABLED << CC1120_PKT_CFG1_CRC_CFG) |
+                                (1 << CC1120_PKT_CFG1_APPEND_STATUS)),
+       CC1120_PKT_CFG0,        ((0 << CC1120_PKT_CFG0_RESERVED7) |
+                                (CC1120_PKT_CFG0_LENGTH_CONFIG_FIXED << CC1120_PKT_CFG0_LENGTH_CONFIG) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_PKG_BIT_LEN) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_UART_MODE_EN) |
+                                (0 << CC1120_PKT_CFG0_UART_SWAP_EN)),
 };
 
 void
@@ -285,6 +465,8 @@ ao_radio_idle(void)
                if ((state >> CC1120_STATUS_STATE) == CC1120_STATUS_STATE_IDLE)
                        break;
        }
+       ao_radio_strobe(CC1120_SFTX);
+       ao_radio_strobe(CC1120_SFRX);
 }
 
 static const uint16_t radio_setup[] = {
@@ -297,8 +479,8 @@ static void
 ao_radio_isr(void)
 {
        ao_exti_disable(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN);
-       ao_radio_done = 1;
-       ao_wakeup(&ao_radio_done);
+       ao_radio_wake = 1;
+       ao_wakeup(&ao_radio_wake);
 }
 
 static void
@@ -306,17 +488,15 @@ ao_radio_setup(void)
 {
        int     i;
 
+       ao_radio_strobe(CC1120_SRES);
+
        for (i = 0; i < sizeof (radio_setup) / sizeof (radio_setup[0]); i += 2)
                ao_radio_reg_write(radio_setup[i], radio_setup[i+1]);
 
-       /* Disable GPIO2 pin (radio_int) */
-       ao_radio_reg_write(CC1120_IOCFG2, CC1120_IOCFG_GPIO_CFG_HIGHZ);
+       ao_radio_set_packet();
 
-       /* Enable the EXTI interrupt for the appropriate pin */
-       ao_enable_port(AO_CC1120_INT_PORT);
-       ao_exti_setup(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN, AO_EXTI_MODE_RISING, ao_radio_isr);
+       ao_config_get();
 
-       ao_radio_set_packet();
        ao_radio_configured = 1;
 }
 
@@ -326,6 +506,9 @@ ao_radio_get(uint8_t len)
        ao_mutex_get(&ao_radio_mutex);
        if (!ao_radio_configured)
                ao_radio_setup();
+       ao_radio_reg_write(CC1120_FREQ2, ao_config.radio_setting >> 16);
+       ao_radio_reg_write(CC1120_FREQ1, ao_config.radio_setting >> 8);
+       ao_radio_reg_write(CC1120_FREQ0, ao_config.radio_setting);
        ao_radio_reg_write(CC1120_PKT_LEN, len);
 }
 
@@ -534,17 +717,40 @@ static void ao_radio_show(void) {
        printf ("Status:   %02x\n", status);
        printf ("CHIP_RDY: %d\n", (status >> CC1120_STATUS_CHIP_RDY) & 1);
        printf ("STATE:    %s\n", cc1120_state_name[(status >> CC1120_STATUS_STATE) & CC1120_STATUS_STATE_MASK]);
+       printf ("MARC:     %02x\n", ao_radio_marc_status());
 
        for (i = 0; i < AO_NUM_CC1120_REG; i++)
                printf ("\t%02x %-20.20s\n", ao_radio_reg_read(ao_cc1120_reg[i].addr), ao_cc1120_reg[i].name);
        ao_radio_put();
 }
+
+static void ao_radio_beep(void) {
+       ao_radio_rdf(RDF_PACKET_LEN);
+}
+
+static void ao_radio_packet(void) {
+       static uint8_t packet[] = {
+#if 1
+               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
+               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
+               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
+               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
+#else
+               3, 1, 2, 3
+#endif
+       };
+
+       ao_radio_send(packet, sizeof (packet));
+}
+
 #endif
 
 static const struct ao_cmds ao_radio_cmds[] = {
        { ao_radio_test,        "C <1 start, 0 stop, none both>\0Radio carrier test" },
 #if CC1120_DEBUG
        { ao_radio_show,        "R\0Show CC1120 status" },
+       { ao_radio_beep,        "b\0Emit an RDF beacon" },
+       { ao_radio_packet,      "p\0Send a test packet" },
 #endif
        { 0, NULL }
 };
@@ -552,8 +758,23 @@ static const struct ao_cmds ao_radio_cmds[] = {
 void
 ao_radio_init(void)
 {
+       int     i;
+
        ao_radio_configured = 0;
        ao_spi_init_cs (AO_CC1120_SPI_CS_PORT, (1 << AO_CC1120_SPI_CS_PIN));
 
+       AO_CC1120_SPI_CS_PORT.bsrr = ((uint32_t) (1 << AO_CC1120_SPI_CS_PIN));
+       for (i = 0; i < 10000; i++) {
+               if ((SPI_2_GPIO.idr & (1 << SPI_2_MISO)) == 0)
+                       break;
+       }
+       AO_CC1120_SPI_CS_PORT.bsrr = (1 << AO_CC1120_SPI_CS_PIN);
+       if (i == 10000)
+               ao_panic(AO_PANIC_SELF_TEST);
+
+       /* Enable the EXTI interrupt for the appropriate pin */
+       ao_enable_port(AO_CC1120_INT_PORT);
+       ao_exti_setup(&AO_CC1120_INT_PORT, AO_CC1120_INT_PIN, AO_EXTI_MODE_FALLING, ao_radio_isr);
+
        ao_cmd_register(&ao_radio_cmds[0]);
 }