【经验】逻辑分析仪怎么编辑自己需要的协议？

一、前言

在DSView安装目录下，有一个decoders文件夹，里面有许多目录是以各种协议名称命名的。每个目录下有至少2个扩展名为.py的文件，这些都是python代码文件。在linux系统下，decoders目录位于”/usr/local/share/libsigrokdecode4DSL”下。

DSView通过底层python解释器执行python代码，对逻辑分析仪的数据进行解析，按各种算法得出需要的结果。每个协议目录下必须存在两个文件：

_init_.py，用于发现模块，这个文件名左右两边各有两个下划线，这个细节要注意；

pd.py，用于编写主要的逻辑代码；

这两个文件如何编写，请仔细阅读下面的内容。在1.2.0以上的新版本DSView中，decoders下的有一个名为example目录为示例代码。

二、python入门

python语言是一个解释执行的语言。在官方网站下载并安装好python，就可以进行开发了。
新建一个文本文件，里边输入一行文字：
print('Hello,world!')
保存为test.py，然后在命令行里输入
python test.py
将会输出“Hello,world!”

这里的python入门只是为了帮助一些读者能够顺利阅读部分协议代码，它所讲的python知识还不够全面和深入，需要读者自行通过其它方式获得python资料，以便提升自己的python编程能力。

1.变量定义
age = 1
name = “Tom”

2.数值
1, 1.11, 1000等都属数值型数据

3.字符串
以单引号或双引号括起来的一串字符，表示字符串，如
’abc’
“name”

4.列表
[]
[1,2,3]
[1,”abc”,”name”,[7,8,9]]
列表里的元素用逗号隔开，上面的第一个列表是空列表，第二个列表全是数字，第三个列表有多种类型的元素，有数值、字符串、列表。

a = [1,2,3]
变量a是一个列表，通过a[n]方式读取列表里的元素。n的取值从０开始到不超过且不等于列表长度的整数
a[2] = 666
将第３个元素设置成666，列表里的内容可修改
i = a[1]
取列表a的第二个元素赋给变量i

5.字典
d = {‘age’:20, ‘name’:’Tome’, ‘data’:[7,8,9]}
字典里的每一项用一对键和值表示。如’age’:20
d[‘name’] = ‘Same’
将字典d的name值设置成’Same’
s = d[‘name’]
取字典d的name值赋给变量s
字典里的键名可以是数字、字符串、元组等类型，如：
{1:'张三'}
{'name':''张三"}
{(1,2,3): "张三"}

6.元组
()
(1,2,3)
(2,’abc’)
元组跟列表一样，不同的是用()括起来，元组只能读，不能修改。
注意：当元组只有一个项时，要多打一个逗号，如：
(1,)

7.函数
def call(): #普通函数
def call(self): #类成员函数，第一个参数是必须的
def call(a,b,c): #带三个参数的函数

三、新建协议

1.新建协议目录
找到存放所有协议的decoders目录。widnows下，它在DSView的安装目录里;
在linux下,它在
/usr/local/share/libsigrokdecode4DSL
打开decoders目录，新建一个子目录，并给目录取名字，要求是能体现协议名称的名字。这里，我们的示列协议名为”lala”。

2.__init.py文件
在bala目录下新建文件“__init.py”，加入一行如下代码并保存:

from .pd import Decoder

3.pd.py文件
在bala目录下，建新pd.py文件，用来编写主要的代码。

四、框架代码模板

以下是解码协议代码框架，写在pd.py文件里。所有协议的代码核心部分是一样的。
下面从c模块继承一个类：

import sigrokdecode as srd
class Decoder(srd.Decoder):
   api_version = 3    
   ##协议标识，必须唯一
   id = 'bala'
   ##协议名称, 不一定要求跟标识一致
   name = 'bala'
   ##协议长名称
   longname = 'bala protocal'
   ##简介内容
   desc = 'This is an example'
   ##开源协议
   license = 'gplv2+'

 #第一句是导出c底层的模块
 #第二句是定义一个类，继承自c底层的类

   inputs = ['logic']    #接收的输入的数据源，默认是是逻辑分析仪数据
   #在多层协议模式下，可使用上层协议的输出名

   outputs = ['bala']    #输出的数据源名，在多层协议模式下，
   #其它协议可以使用这个输出名指定数据输入来源

   tags = ['Embedded/industrial']    #协议的适用范围标签
 

  channels = (
       {'id': 'c1', type:0, 'name': 'c1', 'desc': 'chan1-input'},
   )
   #必须要绑定的通道
   #id:通道标识, 任意命名
   #'type':类型，有： -1:COMMON,0:SCLK,1:SDATA,2:ADATA
   #name:标签名
   #desc:该通道的说明

   optional_channels = (
       {'id': 'c2', type:0, 'name': 'c2', 'desc': 'chan２-input'},
   )    #可选通道，其它跟上面的一样

   options = (    
       {'id': 'debug_bits','desc': 'Print each bit', 'default': 'no', 'values': ('yes', 'no')},    
       {'id': 'wordsize',  'desc': 'Data wordsize',  'default': 0},
   )    #提供给用户通过界面设置的参数  
   #根据业务需要来定义
   #通过'self.options[id]'取值，id就是各个项的id值,
   #比如下面的'wordsize'
   #上面第一项是下拉框，第二项是输入框

   annotations = (
       ('1', 'data1', 'test1'),
       ('2', 'data2', 'test2'),
       ('222', 'data3', 'test3'),
   )    #解析结果项定义
   #annotations里每一项可以有2到3个属性，
   #当有３个属性时，第一个表示类型
   #类型对应0-16个颜色，当类型范围
   #在200-299时，将绘制边沿箭头

   annotation_rows = (    
       ('lab1', 'row1', (0,)),
       ('lab2', 'row2', (1,2)),
   )    #解析结果行定义
   #(0,)表示可输出第1个定义的annotations类型
   #(1,2)表示可输出第2个和第3个定义的annotations类型

   def __init__(self):
       self.reset()     #这里调用reset函数，完成一些变量的初始化
    #构造函数，自动被调用，
    #这里调用reset函数完成一个变量的初始化
 

  def reset(self):
       self.count = 0
   #初始化函数，这里定义类的私有变量
 

  def start(self):
       self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)    #这里注册消息类型
   #开始执行解码任务时，由c底层代码自动调用一次
   #这里，完成一些解码结果项annotation类型的注册
   #有: OUTPUT_ANN、OUTPUT_PYTHON、
   #OUTPUT_BINARY、OUTPUT_META
   #register函数是c底层类提供的
   def put_ann(self,a,b,ann,data):
       self.put(a, b, self.out_ann, [ann, data])    #输出内容
   #a,b为采样位置的起点和终点
   #ann为annotations定义的项序号
   #data是一个列表，列表里有１到３个字符串，它们将显示到屏幕
   #annotation输出到哪一行由annotation_rows决定
   #self.out_ann就是上面注册的消息类型了
   #self.put是c底层类提供的函数
 

  def decode(self):
       while True:
           (a,b)=self.wait({0:'r'})    #一直调用，直到所有数据处理完
   #解码任务开始时由c底层代码调用
   #这里不断循环等待所有采样数据被处理完成

   #wait函数参数详解:
   #wait函数可带参数，也可以不带参数，
   #不带参数时将返回每个采样数据
   #参数'{0:'r'}'， 0表示匹配channels第１
   #项绑定的通道，r表示查找向上边沿
   #wait函数可传多个条件，
   #与条件：{0:'f',１:'r'}，
   #或条件：[{0:'f'},{１:'r'}]
   #h:高电平，l:低电平，r:向上边沿，
   #f:向下边沿，
   #e:向上沿或向下沿，
   #n:要么０，要么１
   #wait函数前的变量(a,b)，数量由定义
   #的channels里的通道数决定，包括可选通道
   #例如：共定义了４个通道，
   #则变成(a,b,c,d) = self.wait()

 #c底层提供了两个属性:
   self.samplenum
   #当前wait()调用匹配结束的采样点位置

   self.matched    #是一个uint64类型数值，
   #表示０到63个通道的匹配信息，
   #通过位运算来获取具体信息。

到这里，解码协议代码框架模板结束。

五、应用示例

在上面代码框架的基础上，我们接下来实现一个简单的例子。具体是，通过解码某一通道的数据，从一个向上边沿开始到向下边沿结束，输出采样点差值信息。奇数次输出放在第二行，偶数次输出放在第一行。具体编码和说明如下：

   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用于输出次数计数，偶数次输出到第一行，奇数次输出到第二行
     #ann = times % 2  对次数变量求余，其值在0和1中变换，调用put_ann时指定了annotation的序号
     #再根据序号由annotation_rows决定输出在哪一行
     #边沿条件就两种：向上和向下，调用wait函数时，在这两个边沿条件中切换
     #首次是取向上边沿，然后再换成向下边沿
     #每次调用wait后，通过self.samplenum取采样位置
     #求出两次的样品位置差后，转换成16进制的字符串，通过类函数put_ann输出

六、解码模块工作原理

通过c代码和python代码的互操作，将采样数据交给python分析。经过一系列的处理，最终生成解码结果，用于显示以及供给上层协议作为分析的数据来源。解码模块的核心主要由以下部分组成：

c底层包装类Decoder
在c代码里，给python提供一个经过包装的基类，python可调用基类的一些方法，实现调用c代码的目的。python端通过以下语句导出c代码包装的Decoder类：

import sigrokdecode as srd

python可访问的Decoder基类的方法有：

register方法
用于注册python输出到c底层的消息类型，有：
(1) OUTPUT_ANN，数据输出到屏幕
(2) OUTPUT_PYTHON，数据输出到上层协议
(3) OUTPUT_BINARY
(4) OUTPUT_META

python调用方式：

self.out_ann=self.register(srd.OUTPUT_ANN)
self.out_py=self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)

put方法
输出数据到屏幕或上层协议，python调用方式：

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

其中，a、b为采样点区间值，self.out_ann为注册的消息类型，[0,[‘abc’]]， 0为消息类型序号，参考之前的内容；[‘abc’]为消息内容了

wait方法
获得上一次分析位置后的采样数据，可通过参数指定边沿查找条件。
调用方式： self.wait()
可指定参数，如：{0,’r’}表示第１个绑定的通道满足向上边沿的数据；{1,’f’}表示第２个绑定通道足向下边沿的数据。其它条件标志还有：h、l、e、n。
可通过多个条件组成并和或的条件。并条件如：{0:’f’,1:’r’}，或条件如：[{0:’f’},{1:’r’}]

has_channel方法
用来叛断某个通道是否绑定，python调用方式：

 self.has_channel(0)

0是通道序号。

属性
c底层类给python提供了两个属性：
a. self.samplenum，wait()调用后的采样数据位置；
b. self.matched，wait()调用后道通匹配信息；

python层包装类Decoder
继承至c底层包装的类，由c底层实例化并调用python类的方法，代码如下：

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

子类Decoder的方法有：

reset方法
这里做一些变量值的重置，以及类的私有变量的定义。变量的定义如：

 self.name = 'abc'

start方法
在解码任务开始执行前，c底层代码会调用一次start函数，这里主要是做一些初始化工作，比如注册消息类型，如：

 self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 self.out_py = self.register(srd.OUTPUT_PYTHON)

decode方法
由c底层调用，在解码任务开始时，c底层启动一个线程，然后在线程里调用decode方法。
在这个函数里，一直循环调用wait函数，不断从c底层读取符合边沿条件的数据，如：

 while True:
     (a,b) = self.wait()

(a,b)元组里的变量数跟声明的chnnaels里声明的通道数一致，包括可选的通道上。

解码任务执行流程：

(1) 解码任务开始启动；

(2) 上层将采样数据分批推送到底层；

(3) 底层检测并启动一个线程，该线程调用python层的decode函数，不断处理上层推送的数据；

(4) python层经过一系列的计算处理，生成解码结果，通过put函数输出到c底层；

(5) 当所有数据推送完成并经过python层处理，解码任务结束；

七、框架升级更新记录

  在DSView版本1.2.0以上，更新以下功能：

end方法
python层的方法，当所有数据处理完成后会被c底层触发

self.last_samplenum属性
c底层提供的属性，其值为所有数据推送完成后最后的数据样位置。当存在end方法时，该属性将被设置

数据多种显示格式
显示的annotation数据部分，可以在2进制、16进制、8进制、10进制、ascii格式间转换。

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

put函数将数据输出c底层，并在屏幕上显示。其中，value为要显示的数据。在输出到时需要转换为16进制的字符串。当需要让数据支持在多种格式间转换时，代码修改如下：

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

它是通过在数据部分前加@符号，告诉c底层这一部分内空是数据部分，如：
'@66FB'
如果存在前缀文字，需要将格式部分和数据部分开，如：
['Data:{$}','D:{$}', '@66FB']
{$}是占位符，系统将数据部分格式化后替换掉占位符，就会变成：Data:66FB