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   = time_to_world(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                 time_printf("emit scheduled", emit_due);
  65         } else {
  66                 emit_due = 0;
  67         }
  68 }
  69
  70 void emit_init(int alt, PinName pin, PinMode mode)
  71 {
  72         // Calculate slack time
  73         emit_slack  = EMIT_NSEC(EMIT_SLACK_CLOCKS);
  74
  75         // Find pin
  76         emit_pcr = (uint32_t*)(PORTA_BASE + pin);
  77
  78         // Enable clocks
  79         SIM->SCGC6            |= SIM_SCGC6_TPM1_MASK;
  80         SIM->SOPT2            |= SIM_SOPT2_TPMSRC(1);
  81
  82         // Reset PLL Source
  83         //SIM->SOPT2 &= ~SIM_SOPT2_PLLFLLSEL_MASK;
  84
  85         // Debug print on SOPT2
  86         // -- mbed may set PLLFLL when configuring UART0
  87         // SOPT2: u0src=1 tpmsrc=1 USBSRC PLL/2 clkos=0 rtcos
  88         sirq_printf("SOPT2: u0src=%d tpmsrc=%d %s %s clkos=%d %s\r\n",
  89                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_UART0SRC_MASK)     >> SIM_SOPT2_UART0SRC_SHIFT,
  90                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_TPMSRC_MASK)       >> SIM_SOPT2_TPMSRC_SHIFT,
  91                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_UART0SRC_MASK)     ? "USBSRC" : "usbsrc",
  92                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_PLLFLLSEL_MASK)    ? "PLL/2"  : "FLL",
  93                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_CLKOUTSEL_MASK)    >> SIM_SOPT2_CLKOUTSEL_SHIFT,
  94                 (SIM->SOPT2 & SIM_SOPT2_RTCCLKOUTSEL_MASK) ? "RTCOS"  : "rtcos");
  95
  96         // Set pin mode
  97         emit_pcr[0]            = PORT_PCR_ISF_MASK
  98                                | PORT_PCR_MUX(alt)
  99                                | mode;
 100
 101         // Setup Timer/PWM Module
 102         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK;
 103         TPM1->CNT              = TPM_CNT_COUNT(0);
 104         TPM1->MOD              = TPM_MOD_MOD(0xFFFF);
 105
 106         TPM1->CONTROLS[0].CnSC = TPM_CnSC_CHF_MASK    // clear flag
 107                                | TPM_CnSC_MSB_MASK    // set output high on match,
 108                                | TPM_CnSC_ELSB_MASK   // cleared on overflow
 109                                | TPM_CnSC_ELSA_MASK;  // ..
 110
 111         TPM1->STATUS           = TPM_STATUS_CH0F_MASK
 112                                | TPM_STATUS_TOF_MASK;
 113
 114         TPM1->CONF             = TPM_CONF_CSOO_MASK;
 115 }
 116
 117 void emit_set_start(uint64_t start)
 118 {
 119         emit_start  = start;
 120         emit_setup();
 121 }
 122
 123 void emit_set_period(uint64_t period)
 124 {
 125         emit_period = period;
 126         emit_setup();
 127 }
 128
 129 void emit_schedule(uint64_t when)
 130 {
 131         uint64_t local  = time_to_local(when) * 3 / 125;
 132         uint32_t width  = EMIT_CLOCKS(10000);
 133
 134         // Disable timer
 135         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK;
 136
 137         __disable_irq();
 138
 139         uint64_t now    = ((uint64_t)~PIT->LTMR64H << 32)
 140                         | ((uint64_t)~PIT->LTMR64L);
 141         uint32_t delta  = local - now;
 142         uint32_t start  = delta >> (EMIT_PS-1); // convert to clocks
 143         uint32_t stop   = start + width;        // end time
 144
 145         // Set transmit time
 146         TPM1->CONTROLS[0].CnV  = start;
 147         TPM1->MOD              = TPM_MOD_MOD(stop);
 148
 149         // Start the timer
 150         TPM1->SC               = TPM_SC_TOF_MASK
 151                                | TPM_SC_PS(EMIT_PS)
 152                                | TPM_SC_CMOD(1);
 153
 154         __enable_irq();
 155
 156         // Test
 157         //int64_t  cnv = TPM1->CONTROLS[0].CnV;
 158         //int64_t  mod = TPM1->MOD;
 159         //int64_t  due = local - tdma_time();
 160         //sirq_printf("%6d -- cnv=%04x mod=%04x due=%04x start=%04x\r\n",
 161         //              (int)(cnv - EMIT_CLOCKS(due)),
 162         //              (int)cnv, (int)mod,
 163         //              (int)EMIT_CLOCKS(due), EMIT_CLOCKS(start));
 164
 165         // Clock testing
 166         //uint32_t test_tpm0 =  TPM1->CNT;
 167         //uint32_t test_pit0 = ~PIT->CHANNEL[0].CVAL;
 168         //for (int i = 0; i < 100; i++)
 169         //      asm("nop");
 170         //uint32_t test_tpm1 =  TPM1->CNT;
 171         //uint32_t test_pit1 = ~PIT->CHANNEL[0].CVAL;
 172
 173         //uint32_t test_tpm  = test_tpm1 - test_tpm0;
 174         //uint32_t test_pit  = test_pit1 - test_pit0;
 175         //sirq_printf("pit/tpm: %d - tpm=%08x/%08x=%d pit=%08x/%08x=%d\r\n",
 176         //              test_tpm - test_pit,
 177         //              test_tpm0, test_tpm1, test_tpm,
 178         //              test_pit0, test_pit1, test_pit);
 179
 180         // Debug output
 181         //time_printf("emitting event", when);
 182 }
 183
 184 void emit_transmit(uint64_t local, uint64_t world)
 185 {
 186         static uint64_t prev = 0;
 187
 188         // Record how how much time we have to reschedule
 189         if (prev && (local-prev) > emit_worst)
 190                 emit_worst = (local-prev);
 191         prev = local;
 192
 193         // Schedule task if needed
 194         if (emit_period && world+emit_slack > emit_due) {
 195                 emit_schedule(emit_due);
 196                 emit_due += emit_period;
 197         }
 198         if (emit_period && emit_due < world) {
 199                 sirq_printf("missed emit deadline\r\n");
 200                 time_printf("  due   ", emit_due);
 201                 time_printf("  period", emit_period);
 202                 time_printf("  world ", world);
 203                 emit_setup();
 204         }
 205 }