forked from M-Labs/artiq
Firmware: si549
si549: add bit bang i2c si549: add si549 programming si549: add main & helper setup
This commit is contained in:
parent
5971d9e958
commit
5d9bc930fe
@ -24,6 +24,8 @@ pub mod rpc_queue;
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#[cfg(has_si5324)]
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#[cfg(has_si5324)]
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pub mod si5324;
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pub mod si5324;
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#[cfg(has_si549)]
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pub mod si549;
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#[cfg(has_grabber)]
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#[cfg(has_grabber)]
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pub mod grabber;
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pub mod grabber;
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323
artiq/firmware/libboard_artiq/si549.rs
Normal file
323
artiq/firmware/libboard_artiq/si549.rs
Normal file
@ -0,0 +1,323 @@
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use board_misoc::{clock, csr};
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use log::info;
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const ADDRESS: u8 = 0x67;
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const ADPLL_MAX: i32 = (950.0 / 0.0001164) as i32;
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pub struct DividerConfig {
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pub hsdiv: u16,
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pub lsdiv: u8,
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pub fbdiv: u64,
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}
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pub struct FrequencySetting {
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pub main: DividerConfig,
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pub helper: DividerConfig,
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}
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mod i2c {
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use super::*;
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#[derive(Clone, Copy)]
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pub enum DCXO {
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Main,
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Helper,
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}
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fn half_period() {
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clock::spin_us(1)
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}
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fn sda_i(dcxo: DCXO) -> bool {
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match dcxo {
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DCXO::Main => unsafe { csr::wrpll::main_dcxo_sda_in_read() == 1 },
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DCXO::Helper => unsafe { csr::wrpll::helper_dcxo_sda_in_read() == 1 },
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}
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}
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fn sda_oe(dcxo: DCXO, oe: bool) {
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let val = if oe { 1 } else { 0 };
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match dcxo {
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DCXO::Main => unsafe { csr::wrpll::main_dcxo_sda_oe_write(val) },
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DCXO::Helper => unsafe { csr::wrpll::helper_dcxo_sda_oe_write(val) },
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};
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}
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fn sda_o(dcxo: DCXO, o: bool) {
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let val = if o { 1 } else { 0 };
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match dcxo {
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DCXO::Main => unsafe { csr::wrpll::main_dcxo_sda_out_write(val) },
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DCXO::Helper => unsafe { csr::wrpll::helper_dcxo_sda_out_write(val) },
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};
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}
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fn scl_oe(dcxo: DCXO, oe: bool) {
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let val = if oe { 1 } else { 0 };
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match dcxo {
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|
DCXO::Main => unsafe { csr::wrpll::main_dcxo_scl_oe_write(val) },
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DCXO::Helper => unsafe { csr::wrpll::helper_dcxo_scl_oe_write(val) },
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};
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}
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fn scl_o(dcxo: DCXO, o: bool) {
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let val = if o { 1 } else { 0 };
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match dcxo {
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|
DCXO::Main => unsafe { csr::wrpll::main_dcxo_scl_out_write(val) },
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|
DCXO::Helper => unsafe { csr::wrpll::helper_dcxo_scl_out_write(val) },
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|
};
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}
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pub fn init(dcxo: DCXO) -> Result<(), &'static str> {
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// Set SCL as output, and high level
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scl_o(dcxo, true);
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scl_oe(dcxo, true);
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// Prepare a zero level on SDA so that sda_oe pulls it down
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sda_o(dcxo, false);
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// Release SDA
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sda_oe(dcxo, false);
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// Check the I2C bus is ready
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half_period();
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half_period();
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if !sda_i(dcxo) {
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// Try toggling SCL a few times
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for _bit in 0..8 {
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scl_o(dcxo, false);
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half_period();
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|
scl_o(dcxo, true);
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|
half_period();
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}
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}
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if !sda_i(dcxo) {
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return Err("SDA is stuck low and doesn't get unstuck");
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}
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Ok(())
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}
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pub fn start(dcxo: DCXO) {
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// Set SCL high then SDA low
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scl_o(dcxo, true);
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|
half_period();
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|
sda_oe(dcxo, true);
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|
half_period();
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}
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pub fn stop(dcxo: DCXO) {
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// First, make sure SCL is low, so that the target releases the SDA line
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scl_o(dcxo, false);
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half_period();
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// Set SCL high then SDA high
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|
sda_oe(dcxo, true);
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|
scl_o(dcxo, true);
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|
half_period();
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|
sda_oe(dcxo, false);
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|
half_period();
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|
}
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pub fn write(dcxo: DCXO, data: u8) -> bool {
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// MSB first
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for bit in (0..8).rev() {
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// Set SCL low and set our bit on SDA
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scl_o(dcxo, false);
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|
sda_oe(dcxo, data & (1 << bit) == 0);
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half_period();
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|
// Set SCL high ; data is shifted on the rising edge of SCL
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scl_o(dcxo, true);
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half_period();
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}
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// Check ack
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// Set SCL low, then release SDA so that the I2C target can respond
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scl_o(dcxo, false);
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half_period();
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|
sda_oe(dcxo, false);
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|
// Set SCL high and check for ack
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|
scl_o(dcxo, true);
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half_period();
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// returns true if acked (I2C target pulled SDA low)
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!sda_i(dcxo)
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}
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pub fn read(dcxo: DCXO, ack: bool) -> u8 {
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// Set SCL low first, otherwise setting SDA as input may cause a transition
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|
// on SDA with SCL high which will be interpreted as START/STOP condition.
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scl_o(dcxo, false);
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half_period(); // make sure SCL has settled low
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|
sda_oe(dcxo, false);
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let mut data: u8 = 0;
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|
// MSB first
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for bit in (0..8).rev() {
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|
scl_o(dcxo, false);
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||||||
|
half_period();
|
||||||
|
// Set SCL high and shift data
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|
scl_o(dcxo, true);
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|
half_period();
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if sda_i(dcxo) {
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data |= 1 << bit
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}
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|
}
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|
// Send ack
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// Set SCL low and pull SDA low when acking
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|
scl_o(dcxo, false);
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|
if ack {
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|
sda_oe(dcxo, true)
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|
}
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||||||
|
half_period();
|
||||||
|
// then set SCL high
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|
scl_o(dcxo, true);
|
||||||
|
half_period();
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data
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}
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|
}
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fn write(dcxo: i2c::DCXO, reg: u8, val: u8) -> Result<(), &'static str> {
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|
i2c::start(dcxo);
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if !i2c::write(dcxo, ADDRESS << 1) {
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|
return Err("Si549 failed to ack write address");
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|
}
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if !i2c::write(dcxo, reg) {
|
||||||
|
return Err("Si549 failed to ack register");
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|
}
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|
if !i2c::write(dcxo, val) {
|
||||||
|
return Err("Si549 failed to ack value");
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|
}
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|
i2c::stop(dcxo);
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|
Ok(())
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|
}
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fn read(dcxo: i2c::DCXO, reg: u8) -> Result<u8, &'static str> {
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|
i2c::start(dcxo);
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|
if !i2c::write(dcxo, ADDRESS << 1) {
|
||||||
|
return Err("Si549 failed to ack write address");
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|
}
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|
if !i2c::write(dcxo, reg) {
|
||||||
|
return Err("Si549 failed to ack register");
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|
}
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|
i2c::stop(dcxo);
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|
|
||||||
|
i2c::start(dcxo);
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|
if !i2c::write(dcxo, (ADDRESS << 1) | 1) {
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|
return Err("Si549 failed to ack read address");
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|
}
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let val = i2c::read(dcxo, false);
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|
i2c::stop(dcxo);
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|
Ok(val)
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|
}
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fn setup(dcxo: i2c::DCXO, config: &DividerConfig) -> Result<(), &'static str> {
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i2c::init(dcxo)?;
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write(dcxo, 255, 0x00)?; // PAGE
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write(dcxo, 69, 0x00)?; // Disable FCAL override.
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|
write(dcxo, 17, 0x00)?; // Synchronously disable output
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|
// The Si549 has no ID register, so we check that it responds correctly
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|
// by writing values to a RAM-like register and reading them back.
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for test_value in 0..255 {
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write(dcxo, 23, test_value)?;
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let readback = read(dcxo, 23)?;
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|
if readback != test_value {
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return Err("Si549 detection failed");
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|
}
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}
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|
write(dcxo, 23, config.hsdiv as u8)?;
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|
write(dcxo, 24, (config.hsdiv >> 8) as u8 | (config.lsdiv << 4))?;
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|
write(dcxo, 26, config.fbdiv as u8)?;
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|
write(dcxo, 27, (config.fbdiv >> 8) as u8)?;
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|
write(dcxo, 28, (config.fbdiv >> 16) as u8)?;
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|
write(dcxo, 29, (config.fbdiv >> 24) as u8)?;
|
||||||
|
write(dcxo, 30, (config.fbdiv >> 32) as u8)?;
|
||||||
|
write(dcxo, 31, (config.fbdiv >> 40) as u8)?;
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|
write(dcxo, 7, 0x08)?; // Start FCAL
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clock::spin_us(30_000); // Internal FCAL VCO calibration
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|
write(dcxo, 17, 0x01)?; // Synchronously enable output
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|
Ok(())
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|
}
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pub fn main_setup(settings: &FrequencySetting) -> Result<(), &'static str> {
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unsafe {
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csr::wrpll::main_dcxo_bitbang_enable_write(1);
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|
csr::wrpll::main_dcxo_i2c_address_write(ADDRESS);
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|
}
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||||||
|
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|
setup(i2c::DCXO::Main, &settings.main)?;
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||||||
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|
// Si549 maximum settling time for large frequency change.
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|
clock::spin_us(40_000);
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unsafe {
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|
csr::wrpll::main_dcxo_bitbang_enable_write(0);
|
||||||
|
}
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|
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|
info!("Main Si549 started");
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|
Ok(())
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
pub fn helper_setup(settings: &FrequencySetting) -> Result<(), &'static str> {
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_reset_write(1);
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_bitbang_enable_write(1);
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_i2c_address_write(ADDRESS);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
setup(i2c::DCXO::Helper, &settings.helper)?;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Si549 maximum settling time for large frequency change.
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||||||
|
clock::spin_us(40_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
unsafe {
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_reset_write(0);
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_bitbang_enable_write(0);
|
||||||
|
}
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||||||
|
info!("Helper Si549 started");
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
fn set_adpll(dcxo: i2c::DCXO, adpll: i32) -> Result<(), &'static str> {
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|
if adpll.abs() > ADPLL_MAX {
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|
return Err("adpll is too large");
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|
}
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||||||
|
match dcxo {
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|
i2c::DCXO::Main => unsafe {
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||||||
|
if csr::wrpll::main_dcxo_bitbang_enable_read() == 1 {
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|
return Err("Main si549 bitbang mode is active when using gateware i2c");
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
while csr::wrpll::main_dcxo_adpll_busy_read() == 1 {}
|
||||||
|
if csr::wrpll::main_dcxo_nack_read() == 1 {
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||||||
|
return Err("Main si549 failed to ack adpll write");
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
csr::wrpll::main_dcxo_i2c_address_write(ADDRESS);
|
||||||
|
csr::wrpll::main_dcxo_adpll_write(adpll as u32);
|
||||||
|
|
||||||
|
csr::wrpll::main_dcxo_adpll_stb_write(1);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
i2c::DCXO::Helper => unsafe {
|
||||||
|
if csr::wrpll::helper_dcxo_bitbang_enable_read() == 1 {
|
||||||
|
return Err("Helper si549 bitbang mode is active when using gateware i2c");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
while csr::wrpll::helper_dcxo_adpll_busy_read() == 1 {}
|
||||||
|
if csr::wrpll::helper_dcxo_nack_read() == 1 {
|
||||||
|
return Err("Helper si549 failed to ack adpll write");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_i2c_address_write(ADDRESS);
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_adpll_write(adpll as u32);
|
||||||
|
|
||||||
|
csr::wrpll::helper_dcxo_adpll_stb_write(1);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Ok(())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
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