gps_venus.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <stdint.h>
   4 #include <string.h>
   5
   6 #include <aversive.h>
   7 #include <aversive/endian.h>
   8 #include <aversive/wait.h>
   9 #include <callout.h>
  10 #include <uart.h>
  11
  12 #include "main.h"
  13 #include "gps_venus.h"
  14 #include "fat.h"
  15 #include "fat_config.h"
  16 #include "partition.h"
  17 #include "sd_raw.h"
  18 #include "sd_raw_config.h"
  19 #include "sd_log.h"
  20
  21 #define debug_printf(args...) do { } while (0)
  22 /* #define debug_printf(args...) printf(args) */
  23
  24 #define GPS_UART 0
  25
  26 /*
  27   https://code.google.com/p/hardware-ntp/source/browse/trunk/pcb-1/venus634.c?r=12
  28  */
  29
  30 /* some useful defines */
  31 #define START1 0xA0
  32 #define START2 0xA1
  33 #define END1 0x0D
  34 #define END2 0x0A
  35
  36 /* proccessing states */
  37
  38 #define S_RESET 0
  39 #define S_POSTRESET 1
  40 #define S_START1 2
  41 #define S_START2 3
  42 #define S_LENGTH1 4
  43 #define S_LENGTH2 5
  44 #define S_DISCARD 6
  45 #define S_COPY 7
  46 #define S_ENDCOPY 8
  47 #define S_END 9
  48 #define S_END1 10
  49
  50 #define MAX_LEN 0x200
  51 struct gps_frame {
  52         uint16_t len;
  53         uint16_t cur_len;
  54         uint8_t data[MAX_LEN];
  55 };
  56
  57 static struct gps_frame rxframe;
  58
  59 static struct gps_pos gps_pos;
  60
  61 static struct callout gps_timer;
  62
  63 /* INPUT FORMATS */
  64
  65 /* packet types */
  66 /* 0x01 - System Restart */
  67 #define M_RESTART 0x01
  68 typedef struct {
  69         uint8_t start_mode; /* 01 = Hot; 02 = Warm; 03 = Cold */
  70         uint16_t utc_year; /* >= 1980 */
  71         uint8_t utc_month;
  72         uint8_t utc_day;
  73         uint8_t utc_hour;
  74         uint8_t utc_minute;
  75         uint8_t utc_second;
  76         int16_t latitude; /* -9000 to 9000, 1/100th degree, positive north */
  77         int16_t longitude; /* -18000 to 18000, 1/100th degree, positive east */
  78         int16_t altitude; /* -1000 to 18300, meters */
  79 } m_restart_t;
  80
  81
  82 /* 0x02 - Query Software Version */
  83 #define M_QUERYVER 0x02
  84 typedef struct {
  85         uint8_t software_type; /* 01 = System Code */
  86 } m_queryver_t;
  87
  88
  89 /* 0x05 - Serial Port Configuration */
  90 #define M_SERCONF 0x05
  91 typedef struct {
  92         uint8_t port; /* 00 = COM1 (the only port) */
  93         uint8_t baud; /* 00 = 4800; 01 = 9600; 02 = 19200; 03 = 38400;
  94                          04 = 57600; 05 = 115200; */
  95         uint8_t update; /* 00 = SRAM only; 01 = SRAM and FLASH */
  96 } m_serconf_t;
  97
  98
  99
 100 /* 0x08 - nema interval */
 101 #define M_NEMAINTERVAL 0x08
 102 typedef struct {
 103         uint8_t gga;
 104         uint8_t gsa;
 105         uint8_t gsv;
 106         uint8_t gll;
 107         uint8_t rmc;
 108         uint8_t vtg;
 109         uint8_t zda;
 110         uint8_t attributes; /*
 111                               0 - sram
 112                               1 - flash
 113                              */
 114
 115 } m_nemainterval_t;
 116
 117
 118 /* 0x09 - Query Software Version */
 119 #define M_OUTPUT 0x09
 120 typedef struct {
 121         uint8_t msg_type; /*
 122                             00 = no output
 123                             01 = nema output
 124                             02 = binary output
 125                            */
 126 } m_output_t;
 127
 128
 129 /* 0x0E - Update Rage */
 130 #define M_RATE 0x0E
 131 typedef struct {
 132         uint8_t rate; /* Hz */
 133         uint8_t attributes; /*
 134                               0 - update ram
 135                               1 - update ram & flash
 136                             */
 137 } m_rate_t;
 138
 139
 140
 141 /* 0x37 - configure waas */
 142 #define M_WAAS 0x37
 143 typedef struct {
 144         uint8_t enable; /* 01 = enable */
 145         uint8_t attributes;
 146 } m_waas_t;
 147
 148 /* 0x3C - nav mode */
 149 #define M_NAVMODE 0x3c
 150 typedef struct {
 151         uint8_t navmode; /* 00 = car
 152                              01 = pedestrian
 153                            */
 154         uint8_t attributes;
 155 } m_navmode_t;
 156
 157
 158 #define DBG_SEND
 159 #define DBG_RECV
 160
 161 void serial1_tx_cout(uint8_t c)
 162 {
 163         debug_printf("%.2X ", c);
 164         uart_send(GPS_UART, c);
 165 }
 166
 167 void venus634_send(uint8_t type, void *payload, uint16_t len)
 168 {
 169         uint8_t crc = 0, n;
 170
 171         debug_printf("SEND ");
 172
 173         /* now send the message */
 174         /* header */
 175         serial1_tx_cout(START1);
 176         serial1_tx_cout(START2);
 177         serial1_tx_cout(((len+1) >> 8) & 0xff);
 178         serial1_tx_cout((len+1) & 0xff);
 179         /* type and payload */
 180         serial1_tx_cout(type);
 181         crc ^= type;
 182         for (n = 0; n < len; n++) {
 183                 serial1_tx_cout(*(uint8_t *)payload);
 184                 crc ^= *(uint8_t *)payload;
 185                 payload++;
 186         }
 187         /* checksum and tail */
 188         serial1_tx_cout(crc);
 189         serial1_tx_cout(END1);
 190         serial1_tx_cout(END2);
 191
 192         debug_printf("\n");
 193 }
 194
 195 void venus634_restart(void)
 196 {
 197         m_restart_t restart;
 198
 199         memset(&restart,0,sizeof(m_restart_t));
 200         restart.start_mode = 0x03; /* COLD */
 201
 202         venus634_send(M_RESTART,&restart,sizeof(m_restart_t));
 203
 204         return;
 205 }
 206
 207 void venus634_config_serial(void)
 208 {
 209         m_serconf_t serconf;
 210
 211         memset(&serconf,0,sizeof(m_serconf_t));
 212         serconf.port = 0;
 213         serconf.baud = 4;
 214         serconf.update = 1;
 215
 216         venus634_send(M_SERCONF,&serconf,sizeof(m_serconf_t));
 217
 218         return;
 219 }
 220
 221
 222 void venus634_msg_type(void)
 223 {
 224         m_output_t output;
 225
 226         memset(&output,0,sizeof(m_output_t));
 227         output.msg_type = 0x02; /* binary msg */
 228
 229         venus634_send(M_OUTPUT,&output,sizeof(m_output_t));
 230
 231         return;
 232 }
 233
 234
 235 void venus634_rate(void)
 236 {
 237         m_rate_t rate;
 238
 239         memset(&rate,0,sizeof(m_rate_t));
 240         rate.rate = 20;
 241         //rate.rate = 0; /* ram */
 242
 243         venus634_send(M_RATE,&rate,sizeof(m_rate_t));
 244
 245         return;
 246 }
 247
 248 void venus634_waas(void)
 249 {
 250         m_waas_t waas;
 251
 252         memset(&waas,0,sizeof(m_waas_t));
 253         waas.enable = 1;
 254         waas.attributes = 0; /* ram */
 255
 256         venus634_send(M_WAAS,&waas,sizeof(m_waas_t));
 257
 258         return;
 259 }
 260
 261
 262 void venus634_navmode(void)
 263 {
 264         m_navmode_t navmode;
 265
 266         memset(&navmode,0,sizeof(m_navmode_t));
 267         navmode.navmode = 0; /* car */
 268         navmode.attributes = 0; /* ram */
 269
 270         venus634_send(M_NAVMODE,&navmode,sizeof(m_navmode_t));
 271
 272         return;
 273 }
 274
 275
 276 void venus634_nema_interval(void)
 277 {
 278         m_nemainterval_t nemainterval;
 279
 280         memset(&nemainterval,0,sizeof(m_nemainterval_t));
 281         nemainterval.gga = 1;
 282         nemainterval.gsa = 1;
 283         nemainterval.gsv = 1;
 284         nemainterval.gll = 1;
 285         nemainterval.rmc = 1;
 286         nemainterval.vtg = 1;
 287         nemainterval.zda = 1;
 288
 289         nemainterval.attributes = 1; /* ram flash */
 290
 291         venus634_send(M_NEMAINTERVAL,&nemainterval,sizeof(m_nemainterval_t));
 292
 293         return;
 294 }
 295
 296 int8_t recv_cb(uint8_t byte)
 297 {
 298         uint16_t i;
 299
 300         /* bytes 0 and 1 are start bytes */
 301         if (rxframe.cur_len == 0) {
 302                 if (byte != START1) {
 303                         debug_printf("bad start1 %.2X\n", byte);
 304                         goto reset_buf;
 305                 }
 306         }
 307         else if (rxframe.cur_len == 1) {
 308                 if (byte != START2) {
 309                         debug_printf("bad start2 %.2X\n", byte);
 310                         goto reset_buf;
 311                 }
 312         }
 313         /* bytes 2 and 3 are the length of frame in network order */
 314         else if (rxframe.cur_len == 2) {
 315                 rxframe.len = (uint16_t)byte << 8;
 316         }
 317         else if (rxframe.cur_len == 3) {
 318                 rxframe.len |= (uint16_t)byte;
 319                 if (rxframe.len > MAX_LEN) {
 320                         debug_printf("bad len %d\n", rxframe.len);
 321                         goto reset_buf;
 322                 }
 323         }
 324         /* next bytes are data (the 4 below is the size of header) */
 325         else if ((rxframe.cur_len - 4) < rxframe.len) {
 326                 rxframe.data[rxframe.cur_len - 4] = byte;
 327         }
 328         /* then it's the crc */
 329         else if ((rxframe.cur_len - 4) == rxframe.len) {
 330                 uint8_t crc = 0;
 331
 332                 for (i = 0; i < rxframe.len; i++)
 333                         crc ^= rxframe.data[i];
 334                 if (byte != crc) {
 335                         debug_printf("invalid crc\n");
 336                         goto reset_buf;
 337                 }
 338
 339         }
 340         /* and the last 2 bytes are stop bytes */
 341         else if ((rxframe.cur_len - 4) == (rxframe.len + 1)) {
 342                 if (byte != END1) {
 343                         debug_printf("bad end1 %.2X\n", byte);
 344                         goto reset_buf;
 345                 }
 346         }
 347         else if ((rxframe.cur_len - 4) == (rxframe.len + 2)) {
 348                 if (byte != END2) {
 349                         debug_printf("bad end2 %.2X\n", byte);
 350                         goto reset_buf;
 351                 }
 352                 debug_printf("valid frame received\n");
 353                 rxframe.cur_len = 0;
 354                 return 0;
 355         }
 356         else /* should not happen */
 357                 goto reset_buf;
 358
 359         rxframe.cur_len ++;
 360         return 1;
 361
 362  reset_buf:
 363         rxframe.cur_len = 0;
 364         return 1;
 365 }
 366
 367 int recv_msg(void)
 368 {
 369         int ret;
 370         int16_t c;
 371
 372         while (1) {
 373                 /* XXX use select for timeout */
 374                 c = uart_recv(GPS_UART);
 375                 ret = recv_cb(c);
 376                 if (ret == 0)
 377                         return 0;
 378         }
 379 }
 380
 381 int wait_ack(int msg_type)
 382 {
 383         int ret;
 384
 385         while (1) {
 386                 ret = recv_msg();
 387                 if (ret < 0)
 388                         return -1;
 389
 390                 /* retry if it's not the expected message */
 391                 if (rxframe.data[0] != 0x83 && rxframe.data[0] != 0x84)
 392                         continue;
 393                 if (rxframe.data[1] != msg_type)
 394                         continue;
 395
 396                 if (rxframe.data[0] == 0x83)
 397                         printf("ACK\n");
 398                 else if (rxframe.data[0] == 0x84)
 399                         printf("NACK\n");
 400                 else
 401                         printf("ZARB\n");
 402                 break;
 403         }
 404
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 static int decode_gps_pos(uint8_t *buf, uint16_t len)
 409 {
 410         struct gps_pos *pos = (struct gps_pos *)buf;
 411
 412         if (len != sizeof(*pos))
 413                 return -1;
 414
 415         gps_pos.gps_week = ntohs(pos->gps_week);
 416         gps_pos.tow = ntohl(pos->tow);
 417
 418         gps_pos.latitude = ntohl(pos->latitude);
 419         gps_pos.longitude = ntohl(pos->longitude);
 420         gps_pos.altitude = ntohl(pos->altitude);
 421
 422         gps_pos.sea_altitude = ntohl(pos->sea_altitude);
 423
 424         gps_pos.gdop = ntohs(pos->gdop);
 425         gps_pos.pdop = ntohs(pos->pdop);
 426         gps_pos.hdop = ntohs(pos->hdop);
 427         gps_pos.vdop = ntohs(pos->vdop);
 428         gps_pos.tdop = ntohs(pos->tdop);
 429
 430         gps_pos.ecef_vx = ntohl(pos->ecef_vx);
 431         gps_pos.ecef_vy = ntohl(pos->ecef_vy);
 432         gps_pos.ecef_vz = ntohl(pos->ecef_vz);
 433
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 /* display current GPS position stored in the global variable */
 438 static void display_gps(void)
 439 {
 440         printf("id %.2X mode %.2X svnum %.2X gpsw %.4X tow %.10"PRIu32"\t",
 441                 gps_pos.msg_id,
 442                 gps_pos.mode,
 443                 gps_pos.sv_num,
 444                 gps_pos.gps_week,
 445                 gps_pos.tow);
 446
 447         printf("lat %.8"PRIx32" long %.8"PRIx32" alt %.8"PRIx32"\n",
 448                 gps_pos.latitude,
 449                 gps_pos.longitude,
 450                 gps_pos.altitude);
 451
 452         printf("gdop %3.3f pdop %3.3f hdop %3.3f vdop %3.3f tdop %3.3f\n",
 453                 (double)gps_pos.gdop/100.,
 454                 (double)gps_pos.pdop/100.,
 455                 (double)gps_pos.hdop/100.,
 456                 (double)gps_pos.vdop/100.,
 457                 (double)gps_pos.tdop/100.);
 458
 459         printf("lat %3.5f long %3.5f alt %3.5f sea_alt %3.5f\n",
 460                 (double)gps_pos.latitude/10000000.,
 461                 (double)gps_pos.longitude/10000000.,
 462                 (double)gps_pos.altitude/100.,
 463                 (double)gps_pos.sea_altitude/100.);
 464
 465         printf("vx %3.3f vy %3.3f vz %3.3f\n",
 466                 (double)gps_pos.ecef_vx/100.,
 467                 (double)gps_pos.ecef_vy/100.,
 468                 (double)gps_pos.ecef_vz/100.);
 469 }
 470
 471 static void gps_venus_cb(struct callout_mgr *cm, struct callout *tim, void *arg)
 472 {
 473         int16_t c;
 474         int ret;
 475
 476         (void)cm;
 477         (void)tim;
 478         (void)arg;
 479
 480         while (1) {
 481                 c = uart_recv_nowait(GPS_UART);
 482                 if (c < 0) /* no more char */
 483                         goto resched;
 484
 485                 ret = recv_cb(c);
 486                 if (ret == 0) {
 487                         decode_gps_pos(rxframe.data, rxframe.len);
 488                         if (0)
 489                                 display_gps();
 490                 }
 491         }
 492
 493  resched:
 494         callout_schedule(cm, tim, 2);
 495 }
 496
 497 static void venus634_configure(void)
 498 {
 499         /* ask the GPS to reset */
 500         printf("init...");
 501         venus634_restart();
 502         wait_ack(M_RESTART);
 503
 504         /* it seems we must wait that the GPS is restarted, else it doesn't work
 505          * properly */
 506         wait_ms(500);
 507
 508         printf("binmode...");
 509         venus634_msg_type();
 510         wait_ack(M_OUTPUT);
 511
 512         printf("waas...");
 513         venus634_waas();
 514         wait_ack(M_WAAS);
 515
 516         printf("rate...");
 517         venus634_rate();
 518         wait_ack(M_RATE);
 519
 520         printf("GPS configuration done !\n");
 521 }
 522
 523 /*
 524   https://www.sparkfun.com/datasheets/GPS/Modules/AN0003_v1.4.14_FlashOnly.pdf
 525 */
 526
 527 int gps_venus_init(void)
 528 {
 529         venus634_configure();
 530
 531         callout_init(&gps_timer, gps_venus_cb, NULL, GPS_PRIO);
 532         callout_schedule(&imuboard.intr_cm, &gps_timer, 2); /* every 2ms */
 533
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 void gps_get_pos(struct gps_pos *pos)
 538 {
 539         memcpy(pos, &gps_pos, sizeof(*pos));
 540 }
 541
 542 int gps_loop(void)
 543 {
 544         uint32_t ms;
 545         uint8_t flags, prio;
 546         int16_t len;
 547         char buf[128];
 548         struct gps_pos pos;
 549
 550         while (1) {
 551
 552                 IRQ_LOCK(flags);
 553                 ms = global_ms;
 554                 IRQ_UNLOCK(flags);
 555
 556                 /* get position (prevent modification of gps pos during copy) */
 557                 prio = callout_mgr_set_prio(&imuboard.intr_cm, GPS_PRIO);
 558                 gps_get_pos(&pos);
 559                 callout_mgr_restore_prio(&imuboard.intr_cm, prio);
 560
 561                 /* XXX copy */
 562                 len = snprintf(buf, sizeof(buf),
 563                         "%"PRIu32" "
 564                         "svnum %.2X lat %3.5f long %3.5f "
 565                         "alt %3.5f sea_alt %3.5f\n",
 566                         ms, gps_pos.sv_num,
 567                         (double)gps_pos.latitude/10000000.,
 568                         (double)gps_pos.longitude/10000000.,
 569                         (double)gps_pos.altitude/100.,
 570                         (double)gps_pos.sea_altitude/100.);
 571
 572
 573                 if (sd_log_enabled()) {
 574
 575                         if (sd_log_write(buf, len) != len) {
 576                                 printf_P(PSTR("error writing to file\n"));
 577                                 return -1;
 578                         }
 579                 }
 580         }
 581
 582         return 0;
 583 }