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邏輯分析儀 怎么編輯自己需要的協議!

版本: 1.0.2

一、 前言

  在DSView安裝目錄下,有一個decoders文件夾,里面有許多目錄是以各種協議名稱命名的。每個目錄下有至少2個擴展名為.py的文件,這些都是python代碼文件。在linux系統下,decoders目錄位于”/usr/local/share/libsigrokdecode4DSL”下。
DSView通過底層python解釋器執行python代碼,對邏輯分析儀的數據進行解析,按各種算法得出需要的結果。每個協議目錄下必須存在兩個文件:

  1. _init_.py,用于發現模塊,這個文件名左右兩邊各有兩個下劃線,這個細節要注意;
  2. pd.py,用于編寫主要的邏輯代碼;
    這兩個文件如何編寫,請仔細閱讀下面的內容。在1.2.0以上的新版本DSView中,decoders下的有一個名為example目錄為示例代碼。

二、python入門

  python語言是一個解釋執行的語言。在官方網站下載并安裝好python,就可以進行開發了。
新建一個文本文件,里邊輸入一行文字:
print('Hello,world!')
保存為 test.py,然后在命令行里輸入
python test.py
將會輸出“Hello,world!”
這里的python入門只是為了幫助一些讀者能夠順利閱讀部分協議代碼,它所講的python知識還不夠全面和深入,需要讀者自行通過其它方式獲得python資料,以便提升自己的python編程能力。

  1. 變量定義
    age = 1
    name = “Tom”
  2. 數值
    1, 1.11, 1000等都屬數值型數據
  3. 字符串
    以單引號或雙引號括起來的一串字符,表示字符串,如
    ’abc’
    “name”
  4. 列表
    []
    [1,2,3]
    [1,”abc”,”name”,[7,8,9]]
    列表里的元素用逗號隔開,上面的第一個列表是空列表,第二個列表全是數字,第三個列表有多種類型的元素,有數值、字符串、列表。
    a = [1,2,3]
    變量a是一個列表,通過a[n]方式讀取列表里的元素。n的取值從0開始到不超過且不等于列表長度的整數
    a[2] = 666
    將第3個元素設置成666,列表里的內容可修改
    i = a[1]
    取列表a的第二個元素賦給變量i
  5. 字典
    d = {‘age’:20, ‘name’:’Tome’, ‘data’:[7,8,9]}
    字典里的每一項用一對鍵和值表示。如’age’:20
    d[‘name’] = ‘Same’
    將字典d的name值設置成’Same’
    s = d[‘name’]
    取字典d的name值賦給變量s
    字典里的鍵名可以是數字、字符串、元組等類型,如:
    {1:'張三'}
    {'name':''張三"}
    {(1,2,3): "張三"}
  6. 元組
    ()
    (1,2,3)
    (2,’abc’)
    元組跟列表一樣,不同的是用()括起來,元組只能讀,不能修改。
    注意:當元組只有一個項時,要多打一個逗號,如:
    (1,)
  7. 函數
    def call(): #普通函數
    def call(self): #類成員函數,第一個參數是必須的
    def call(a,b,c): #帶三個參數的函數

三、新建協議

  1. 新建協議目錄
    找到存放所有協議的decoders目錄。widnows下,它在DSView的安裝目錄里;
    在linux下,它在
    /usr/local/share/libsigrokdecode4DSL
    打開decoders目錄,新建一個子目錄,并給目錄取名字,要求是能體現協議名稱的名字。這里,我們的示列協議名為”lala”。
  2. __init.py文件
    在bala目錄下新建文件“__init
    .py”,加入一行如下代碼并保存:

    from .pd import Decoder
    
  3. pd.py文件
    在bala目錄下,建新pd.py文件,用來編寫主要的代碼。

四、框架代碼模板

??以下是解碼協議代碼框架,寫在pd.py文件里。所有協議的代碼核心部分是一樣的。
下面從c模塊繼承一個類:

import sigrokdecode as srd 
class Decoder(srd.Decoder): 
    api_version = 3    
    ##協議標識,必須唯一
    id = 'bala'
    ##協議名稱, 不一定要求跟標識一致
    name = 'bala'
    ##協議長名稱
    longname = 'bala protocal'
    ##簡介內容
    desc = 'This is an example'
    ##開源協議
    license = 'gplv2+' 

  #第一句是導出c底層的模塊
  #第二句是定義一個類,繼承自c底層的類
    inputs = ['logic']
    #接收的輸入的數據源,默認是是邏輯分析儀數據
    #在多層協議模式下,可使用上層協議的輸出名
    outputs = ['bala']
    #輸出的數據源名,在多層協議模式下,
    #其它協議可以使用這個輸出名指定數據輸入來源
    tags = ['Embedded/industrial']
    #協議的適用范圍標簽
    channels = (
        {'id': 'c1', type:0, 'name': 'c1', 'desc': 'chan1-input'}, 
    ) 
    #必須要綁定的通道
    #id:通道標識, 任意命名
    #'type':類型,有: -1:COMMON,0:SCLK,1:SDATA,2:ADATA 
    #name:標簽名
    #desc:該通道的說明
    optional_channels = (
        {'id': 'c2', type:0, 'name': 'c2', 'desc': 'chan2-input'}, 
    )
    #可選通道,其它跟上面的一樣
    options = (    
        {'id': 'debug_bits','desc': 'Print each bit', 'default': 'no', 'values': ('yes', 'no')},     
        {'id': 'wordsize',  'desc': 'Data wordsize',  'default': 0},
    )
    #提供給用戶通過界面設置的參數  
    #根據業務需要來定義
    #通過'self.options[id]'取值,id就是各個項的id值,
    #比如下面的'wordsize'
    #上面第一項是下拉框,第二項是輸入框
    annotations = (
        ('1', 'data1', 'test1'),
        ('2', 'data2', 'test2'),
        ('222', 'data3', 'test3'),
    )
    #解析結果項定義
    #annotations里每一項可以有2到3個屬性,
    #當有3個屬性時,第一個表示類型
    #類型對應0-16個顏色,當類型范圍
    #在200-299時,將繪制邊沿箭頭
    annotation_rows = (    
        ('lab1', 'row1', (0,)),
        ('lab2', 'row2', (1,2)),
    )
    #解析結果行定義
    #(0,)表示可輸出第1個定義的annotations類型
    #(1,2)表示可輸出第2個和第3個定義的annotations類型
    def __init__(self):
        self.reset()
     #這里調用reset函數,完成一些變量的初始化
     #構造函數,自動被調用,
     #這里調用reset函數完成一個變量的初始化
    def reset(self):
        self.count = 0
    #初始化函數,這里定義類的私有變量
    def start(self):
        self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
    #這里注冊消息類型
    #開始執行解碼任務時,由c底層代碼自動調用一次
    #這里,完成一些解碼結果項annotation類型的注冊
    #有: OUTPUT_ANN、OUTPUT_PYTHON、
    #OUTPUT_BINARY、OUTPUT_META 
    #register函數是c底層類提供的
    def put_ann(self,a,b,ann,data): 
        self.put(a, b, self.out_ann, [ann, data])
    #輸出內容
    #a,b為采樣位置的起點和終點
    #ann為annotations定義的項序號
    #data是一個列表,列表里有1到3個字符串,它們將顯示到屏幕
    #annotation輸出到哪一行由annotation_rows決定
    #self.out_ann就是上面注冊的消息類型了
    #self.put是c底層類提供的函數
    def decode(self):
        while True:
            (a,b)=self.wait({0:'r'})
    #一直調用,直到所有數據處理完
    #解碼任務開始時由c底層代碼調用
    #這里不斷循環等待所有采樣數據被處理完成

    #wait函數參數詳解:
    #wait函數可帶參數,也可以不帶參數,
    #不帶參數時將返回每個采樣數據
    #參數'{0:'r'}', 0表示匹配channels第1
    #項綁定的通道,r表示查找向上邊沿
    #wait函數可傳多個條件,
    #與條件:{0:'f',1:'r'},
    #或條件:[{0:'f'},{1:'r'}]
    #h:高電平,l:低電平,r:向上邊沿,
    #f:向下邊沿,
    #e:向上沿或向下沿,
    #n:要么0,要么1
    #wait函數前的變量(a,b),數量由定義
    #的channels里的通道數決定,包括可選通道
    #例如:共定義了4個通道,
    #則變成(a,b,c,d) = self.wait()
    #c底層提供了兩個屬性:
    self.samplenum 
    #當前wait()調用匹配結束的采樣點位置

    self.matched
    #是一個uint64類型數值,
    #表示0到63個通道的匹配信息,
    #通過位運算來獲取具體信息。

到這里,解碼協議代碼框架模板結束。

五、應用示例

??在上面代碼框架的基礎上,我們接下來實現一個簡單的例子。具體是,通過解碼某一通道的數據,從一個向上邊沿開始到向下邊沿結束,輸出采樣點差值信息。奇數次輸出放在第二行,偶數次輸出放在第一行。具體編碼和說明如下:

    def decode(self):     
        times = 0 
        rising_sample = 0 
        flag_arr = [{0:'r'}, {0:'f'}] 
        flag_dex = 0 
        while True:
            edge = flag_arr[flag_dex] 
            (a,b) = self.wait(edge)
            if flag_dex == 0:
                flag_dex = 1
                rising_sample = self.samplenum 
            else:
                flag_dex = 0                
                times += 1         
                falling_sample = self.samplenum
                v = falling_sample - rising_sample     
                s = '%02X' % v
                ann = times % 2    
                self.put_ann(rising_sample, falling_sample, ann, [s])

      #times用于輸出次數計數,偶數次輸出到第一行,奇數次輸出到第二行
      #ann = times % 2  對次數變量求余,其值在0和1中變換,調用put_ann時指定了annotation的序號
      #再根據序號由annotation_rows決定輸出在哪一行
      #邊沿條件就兩種:向上和向下,調用wait函數時,在這兩個邊沿條件中切換
      #首次是取向上邊沿,然后再換成向下邊沿
      #每次調用wait后,通過self.samplenum取采樣位置
      #求出兩次的樣品位置差后,轉換成16進制的字符串,通過類函數put_ann輸出

六、解碼模塊工作原理

??通過c代碼和python代碼的互操作,將采樣數據交給python分析。經過一系列的處理,最終生成解碼結果,用于顯示以及供給上層協議作為分析的數據來源。解碼模塊的核心主要由以下部分組成:

  1. c底層包裝類Decoder
    在c代碼里,給python提供一個經過包裝的基類,python可調用基類的一些方法,實現調用c代碼的目的。python端通過以下語句導出c代碼包裝的Decoder類:

    import sigrokdecode as srd
    

python可訪問的Decoder基類的方法有:

  • register方法
    用于注冊python輸出到c底層的消息類型,有:
    (1) OUTPUT_ANN,數據輸出到屏幕
    (2) OUTPUT_PYTHON,數據輸出到上層協議
    (3) OUTPUT_BINARY
    (4) OUTPUT_META

python調用方式:

 self.out_ann=self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 self.out_py=self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
  • put方法
    輸出數據到屏幕或上層協議,python調用方式:

    self.put(a,b,self.out_ann,[0,['abc']])
    

    其中,a、b為采樣點區間值,self.out_ann為注冊的消息類型,[0,[‘abc’]], 0為消息類型序號,參考之前的內容;[‘abc’]為消息內容了

  • wait方法
    獲得上一次分析位置后的采樣數據,可通過參數指定邊沿查找條件。
    調用方式: self.wait()
    可指定參數,如:{0,’r’}表示第1個綁定的通道滿足向上邊沿的數據;{1,’f’}表示第2個綁定通道足向下邊沿的數據。其它條件標志還有:h、l、e、n。
    可通過多個條件組成并和或的條件。并條件如:{0:’f’,1:’r’},或條件如:[{0:’f’},{1:’r’}]

  • has_channel方法
    用來叛斷某個通道是否綁定,python調用方式:

      self.has_channel(0)
    

    0是通道序號。

  • 屬性
    c底層類給python提供了兩個屬性:
    a. self.samplenum,wait()調用后的采樣數據位置;
    b. self.matched,wait()調用后道通匹配信息;
  1. python層包裝類Decoder
    繼承至c底層包裝的類,由c底層實例化并調用python類的方法,代碼如下:

     import sigrokdecode as srd
     class Decoder(srd.Decoder):
    

    子類Decoder的方法有:

  • reset方法
    這里做一些變量值的重置,以及類的私有變量的定義。變量的定義如:

      self.name = 'abc'
    
  • start方法
    在解碼任務開始執行前,c底層代碼會調用一次start函數,這里主要是做一些初始化工作,比如注冊消息類型,如:

      self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
      self.out_py = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)
    
  • decode方法
    由c底層調用,在解碼任務開始時,c底層啟動一個線程,然后在線程里調用decode方法。
    在這個函數里,一直循環調用wait函數,不斷從c底層讀取符合邊沿條件的數據,如:

      while True:
          (a,b) = self.wait()
    

    (a,b)元組里的變量數跟聲明的chnnaels里聲明的通道數一致,包括可選的通道上。

解碼任務執行流程:

  • (1) 解碼任務開始啟動;
  • (2) 上層將采樣數據分批推送到底層;
  • (3) 底層檢測并啟動一個線程,該線程調用python層的decode函數,不斷處理上層推送的數據;
  • (4) python層經過一系列的計算處理,生成解碼結果,通過put函數輸出到c底層;
  • (5) 當所有數據推送完成并經過python層處理,解碼任務結束;

七、框架升級更新記錄

??在DSView版本1.2.0以上,更新以下功能:

  1. end方法
    python層的方法,當所有數據處理完成后會被c底層觸發
  2. self.last_samplenum屬性
    c底層提供的屬性,其值為所有數據推送完成后最后的數據樣位置。當存在end方法時,該屬性將被設置
  3. 數據多種顯示格式
    顯示的annotation數據部分,可以在2進制、16進制、8進制、10進制、ascii格式間轉換。

    self.put(s, e, self.out_ann, [1,['%02X' % value])
    

    put函數將數據輸出c底層,并在屏幕上顯示。其中,value為要顯示的數據。在輸出到時需要轉換為16進制的字符串。當需要讓數據支持在多種格式間轉換時,代碼修改如下:

    self.put(s, e, self.out_ann, [1,['@' + '%02X' % value])
    

    它是通過在數據部分前加@符號,告訴c底層這一部分內空是數據部分,如:
    '@66FB'
    如果存在前綴文字,需要將格式部分和數據部分開,如:
    ['Data:{$}','D:{$}', '@66FB']
    {$}是占位符,系統將數據部分格式化后替換掉占位符,就會變成:Data:66FB

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