Pileus Git - ~andy/csm213a-hw/blob - hw2/main_emit.c

   1 #include <stdint.h>
   2
   3 #include "serial_irq.h"
   4 #include "timer_dma.h"
   5 #include "main_time.h"
   6 #include "main_emit.h"
   7
   8 /*********************
   9  * Signal generation *
  10  *********************/
  11
  12 // for 50 Mhz clock  50/1000 = 1/20  (PLL/2)
  13
  14 // for 48 Mhz clock  48/1000 = 6/125 (FLL)
  15 // for 24 Mhz clock, 24/1000 = 3/125
  16 // for 12 Mhz clock, 12/1000 = 3/250
  17 // for  6 Mhz clock,  6/1000 = 3/500
  18 // for  3 Mhz clock,  3/1000 = 3/1000
  19
  20 #define EMIT_PS 1
  21
  22 //#if EMIT_PS == 0
  23 //#define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint16_t)((nsec)   / 20))
  24 //#define EMIT_NSEC(clocks) ((uint16_t)((clocks) * 20))
  25
  26 #if EMIT_PS == 0
  27 #define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint32_t)((nsec)   * 6 / 125))
  28 #define EMIT_NSEC(clocks) ((uint32_t)((clocks) * 125 / 6))
  29 #elif EMIT_PS == 1
  30 #define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint32_t)((nsec)   * 3 / 125))
  31 #define EMIT_NSEC(clocks) ((uint32_t)((clocks) * 125 / 3))
  32 #elif EMIT_PS == 2
  33 #define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint32_t)((nsec)   * 3 / 250))
  34 #define EMIT_NSEC(clocks) ((uint32_t)((clocks) * 250 / 3))
  35 #elif EMIT_PS == 3
  36 #define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint32_t)((nsec)   * 3 / 500))
  37 #define EMIT_NSEC(clocks) ((uint32_t)((clocks) * 500 / 3))
  38 #elif EMIT_PS == 4
  39 #define EMIT_CLOCKS(nsec) ((uint32_t)((nsec)   * 3 / 1000))
  40 #define EMIT_NSEC(clocks) ((uint32_t)((clocks) * 1000 / 3))
  41 #endif
  42
  43 #define EMIT_SLACK_CLOCKS 0x4000  // tune based on emit_worst
  44
  45 static uint32_t *emit_pcr    = 0; // transmit pin name
  46
  47 static uint64_t  emit_start  = 0; // transmit start time (world time)
  48 static uint64_t  emit_period = 0; // transmit period
  49 static uint64_t  emit_due    = 0; // next transmit (world time)
  50
  51 static uint32_t  emit_slack  = 0; // how far ahead we need to schedule, in us
  52 static uint32_t  emit_worst  = 0; // worst-case latency in task table
  53
  54 static void emit_setup(void)
  55 {
  56         //        start-.  .-phase-.--period--.
  57         //      |       @  |       @  |       @  |
  58         //  utc-^                last-^ now-^
  59         if (emit_period) {
  60                 uint64_t now   = tdma_time();
  61                 uint64_t phase = emit_start % emit_period;
  62                 uint64_t last  = (now / emit_period) * emit_period;
  63                 emit_due = last + phase;
  64         } else {
  65                 emit_due = 0;
  66         }
  67
  68         time_printf("emit scheduled", emit_due);
  69 }
  70
  71 void emit_init(int alt, PinName pin, PinMode mode)
  72 {
  73         // Calculate slack time
  74         emit_slack  = EMIT_NSEC(EMIT_SLACK_CLOCKS);
  75
  76         // Find pin
  77         emit_pcr = (uint32_t*)(PORTA_BASE + pin);
  78
  79         // Enable clocks
  80         SIM->SCGC6            |= SIM_SCGC6_TPM1_MASK;
  81         SIM->SOPT2            |= SIM_SOPT2_TPMSRC(1);
  82
  83         // Reset PLL Source
  84         //SIM->SOPT2 &= ~SIM_SOPT2_PLLFLLSEL_MASK;
  85
  86         // Debug print on SOPT2
  87         // -- mbed may set PLLFLL when configuring UART0
  88         // SOPT2: u0src=1 tpmsrc=1 USBSRC PLL/2 clkos=0 rtcos
  89         sirq_printf("SOPT2: u0src=%d tpmsrc=%d %s %s clkos=%d %s\r\n",
  90                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_UART0SRC_MASK)     >> SIM_SOPT2_UART0SRC_SHIFT,
  91                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_TPMSRC_MASK)       >> SIM_SOPT2_TPMSRC_SHIFT,
  92                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_UART0SRC_MASK)     ? "USBSRC" : "usbsrc",
  93                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_PLLFLLSEL_MASK)    ? "PLL/2"  : "FLL",
  94                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_CLKOUTSEL_MASK)    >> SIM_SOPT2_CLKOUTSEL_SHIFT,
  95                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_RTCCLKOUTSEL_MASK) ? "RTCOS"  : "rtcos");
  96
  97         // Set pin mode
  98         emit_pcr[0]            = PORT_PCR_ISF_MASK
  99                                | PORT_PCR_MUX(alt)
 100                                | mode;
 101
 102         // Setup Timer/PWM Module
 103         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK;
 104         TPM1->CNT              = TPM_CNT_COUNT(0);
 105         TPM1->MOD              = TPM_MOD_MOD(0xFFFF);
 106
 107         TPM1->CONTROLS[0].CnSC = TPM_CnSC_CHF_MASK    // clear flag
 108                                | TPM_CnSC_MSB_MASK    // set output highon match,
 109                                | TPM_CnSC_ELSB_MASK   // cleared on overflow
 110                                | TPM_CnSC_ELSA_MASK;  // ..
 111
 112         TPM1->STATUS           = TPM_STATUS_CH0F_MASK
 113                                | TPM_STATUS_TOF_MASK;
 114
 115         TPM1->CONF             = TPM_CONF_CSOO_MASK;
 116 }
 117
 118 void emit_set_start(uint64_t start)
 119 {
 120         emit_start  = start;
 121         emit_setup();
 122 }
 123
 124 void emit_set_period(uint64_t period)
 125 {
 126         emit_period = period;
 127         emit_setup();
 128 }
 129
 130 void emit_schedule(uint64_t when)
 131 {
 132         uint64_t local  = time_to_local(when) * 3 / 125;
 133         uint32_t width  = EMIT_CLOCKS(10000);
 134
 135         // Disable timer
 136         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK;
 137
 138         __disable_irq();
 139
 140         uint64_t now    = ((uint64_t)~PIT->LTMR64H << 32)
 141                         | ((uint64_t)~PIT->LTMR64L);
 142         uint32_t delta  = local - now;
 143         uint32_t start  = delta >> (EMIT_PS-1); // convert to clocks
 144         uint32_t stop   = start + width;        // end time
 145
 146         // Set transmit time
 147         TPM1->CONTROLS[0].CnV  = start;
 148         TPM1->MOD              = TPM_MOD_MOD(stop);
 149
 150         // Start the timer
 151         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK
 152                                | TPM_SC_PS(EMIT_PS)
 153                                | TPM_SC_CMOD(1);
 154
 155         __enable_irq();
 156
 157         // Test
 158         //int64_t  cnv = TPM1->CONTROLS[0].CnV;
 159         //int64_t  mod = TPM1->MOD;
 160         //int64_t  due = local - tdma_time();
 161         //sirq_printf("%6d -- cnv=%04x mod=%04x due=%04x start=%04x\r\n",
 162         //              (int)(cnv - EMIT_CLOCKS(due)),
 163         //              (int)cnv, (int)mod,
 164         //              (int)EMIT_CLOCKS(due), EMIT_CLOCKS(start));
 165
 166         // Clock testing
 167         //uint32_t test_tpm0 =  TPM1->CNT;
 168         //uint32_t test_pit0 = ~PIT->CHANNEL[0].CVAL;
 169         //for (int i = 0; i < 100; i++)
 170         //      asm("nop");
 171         //uint32_t test_tpm1 =  TPM1->CNT;
 172         //uint32_t test_pit1 = ~PIT->CHANNEL[0].CVAL;
 173
 174         //uint32_t test_tpm  = test_tpm1 - test_tpm0;
 175         //uint32_t test_pit  = test_pit1 - test_pit0;
 176         //sirq_printf("pit/tpm: %d - tpm=%08x/%08x=%d pit=%08x/%08x=%d\r\n",
 177         //              test_tpm - test_pit,
 178         //              test_tpm0, test_tpm1, test_tpm,
 179         //              test_pit0, test_pit1, test_pit);
 180
 181         // Debug output
 182         //time_printf("emitting event", when);
 183 }
 184
 185 void emit_transmit(uint64_t local, uint64_t world)
 186 {
 187         static uint64_t prev = 0;
 188
 189         // Record how how much time we have to reschedule
 190         if (prev && (local-prev) > emit_worst)
 191                 emit_worst = (local-prev);
 192         prev = local;
 193
 194         // Schedule task if needed
 195         if (emit_due && emit_period &&
 196             world+emit_slack > emit_due) {
 197                 emit_schedule(emit_due);
 198                 emit_due += emit_period;
 199                 if (emit_due < local)
 200                         sirq_printf("missed emit deadline\r\n");
 201         }
 202 }
 203