src/busio.py

   1 """
   2 `busio` - Bus protocol support like I2C and SPI
   3 =================================================
   4
   5 See `CircuitPython:busio` in CircuitPython for more details.
   6
   7 * Author(s): cefn
   8 """
   9
  10 try:
  11     import threading
  12 except ImportError:
  13     threading = None
  14
  15 import adafruit_platformdetect.constants.boards as ap_board
  16 import adafruit_platformdetect.constants.chips as ap_chip
  17 from adafruit_blinka import Enum, Lockable, agnostic
  18 from adafruit_blinka.agnostic import board_id, detector
  19
  20 # pylint: disable=import-outside-toplevel,too-many-branches,too-many-statements
  21 # pylint: disable=too-many-arguments,too-many-function-args, consider-using-with
  22
  23
  24 class I2C(Lockable):
  25     """
  26     Busio I2C Class for CircuitPython Compatibility. Used
  27     for both MicroPython and Linux.
  28     """
  29
  30     def __init__(self, scl, sda, frequency=100000):
  31         self.init(scl, sda, frequency)
  32
  33     def init(self, scl, sda, frequency):
  34         """Initialization"""
  35         self.deinit()
  36         if detector.board.ftdi_ft232h:
  37             from adafruit_blinka.microcontroller.ft232h.i2c import I2C as _I2C
  38
  39             self._i2c = _I2C(frequency=frequency)
  40             return
  41         if detector.board.binho_nova:
  42             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.i2c import I2C as _I2C
  43
  44             self._i2c = _I2C(frequency=frequency)
  45             return
  46         if detector.board.microchip_mcp2221:
  47             from adafruit_blinka.microcontroller.mcp2221.i2c import I2C as _I2C
  48
  49             self._i2c = _I2C(frequency=frequency)
  50             return
  51         if detector.board.greatfet_one:
  52             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.i2c import I2C as _I2C
  53
  54             self._i2c = _I2C(frequency=frequency)
  55             return
  56         if detector.board.pico_u2if:
  57             from adafruit_blinka.microcontroller.pico_u2if.i2c import I2C as _I2C
  58
  59             self._i2c = _I2C(scl, sda, frequency=frequency)
  60             return
  61         if detector.board.any_embedded_linux:
  62             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.i2c import I2C as _I2C
  63         else:
  64             from machine import I2C as _I2C
  65         from microcontroller.pin import i2cPorts
  66
  67         for portId, portScl, portSda in i2cPorts:
  68             try:
  69                 if scl == portScl and sda == portSda:
  70                     self._i2c = _I2C(portId, mode=_I2C.MASTER, baudrate=frequency)
  71                     break
  72             except RuntimeError:
  73                 pass
  74         else:
  75             raise ValueError(
  76                 "No Hardware I2C on (scl,sda)={}\nValid I2C ports: {}".format(
  77                     (scl, sda), i2cPorts
  78                 )
  79             )
  80         if threading is not None:
  81             self._lock = threading.RLock()
  82
  83     def deinit(self):
  84         """Deinitialization"""
  85         try:
  86             del self._i2c
  87         except AttributeError:
  88             pass
  89
  90     def __enter__(self):
  91         if threading is not None:
  92             self._lock.acquire()
  93         return self
  94
  95     def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
  96         if threading is not None:
  97             self._lock.release()
  98         self.deinit()
  99
 100     def scan(self):
 101         """Scan for attached devices"""
 102         return self._i2c.scan()
 103
 104     def readfrom_into(self, address, buffer, *, start=0, end=None):
 105         """Read from a device at specified address into a buffer"""
 106         if start != 0 or end is not None:
 107             if end is None:
 108                 end = len(buffer)
 109             buffer = memoryview(buffer)[start:end]
 110         stop = True  # remove for efficiency later
 111         return self._i2c.readfrom_into(address, buffer, stop=stop)
 112
 113     def writeto(self, address, buffer, *, start=0, end=None, stop=True):
 114         """Write to a device at specified address from a buffer"""
 115         if isinstance(buffer, str):
 116             buffer = bytes([ord(x) for x in buffer])
 117         if start != 0 or end is not None:
 118             if end is None:
 119                 return self._i2c.writeto(address, memoryview(buffer)[start:], stop=stop)
 120             return self._i2c.writeto(address, memoryview(buffer)[start:end], stop=stop)
 121         return self._i2c.writeto(address, buffer, stop=stop)
 122
 123     def writeto_then_readfrom(
 124         self,
 125         address,
 126         buffer_out,
 127         buffer_in,
 128         *,
 129         out_start=0,
 130         out_end=None,
 131         in_start=0,
 132         in_end=None,
 133         stop=False
 134     ):
 135         """ "Write to a device at specified address from a buffer then read
 136         from a device at specified address into a buffer
 137         """
 138         return self._i2c.writeto_then_readfrom(
 139             address,
 140             buffer_out,
 141             buffer_in,
 142             out_start=out_start,
 143             out_end=out_end,
 144             in_start=in_start,
 145             in_end=in_end,
 146             stop=stop,
 147         )
 148
 149
 150 class SPI(Lockable):
 151     """
 152     Busio SPI Class for CircuitPython Compatibility. Used
 153     for both MicroPython and Linux.
 154     """
 155
 156     def __init__(self, clock, MOSI=None, MISO=None):
 157         self.deinit()
 158         if detector.board.ftdi_ft232h:
 159             from adafruit_blinka.microcontroller.ft232h.spi import SPI as _SPI
 160             from adafruit_blinka.microcontroller.ft232h.pin import SCK, MOSI, MISO
 161
 162             self._spi = _SPI()
 163             self._pins = (SCK, MOSI, MISO)
 164             return
 165         if detector.board.binho_nova:
 166             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.spi import SPI as _SPI
 167             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.pin import SCK, MOSI, MISO
 168
 169             self._spi = _SPI(clock)
 170             self._pins = (SCK, MOSI, MISO)
 171             return
 172         if detector.board.greatfet_one:
 173             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.spi import SPI as _SPI
 174             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.pin import SCK, MOSI, MISO
 175
 176             self._spi = _SPI()
 177             self._pins = (SCK, MOSI, MISO)
 178             return
 179         if detector.board.pico_u2if:
 180             from adafruit_blinka.microcontroller.pico_u2if.spi import SPI as _SPI
 181
 182             self._spi = _SPI(clock)  # this is really all that's needed
 183             self._pins = (clock, clock, clock)  # will determine MOSI/MISO from clock
 184             return
 185         if detector.board.any_embedded_linux:
 186             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 187         else:
 188             from machine import SPI as _SPI
 189         from microcontroller.pin import spiPorts
 190
 191         for portId, portSck, portMosi, portMiso in spiPorts:
 192             if (
 193                 (clock == portSck)
 194                 and MOSI in (portMosi, None)  # Clock is required!
 195                 and MISO in (portMiso, None)  # But can do with just output
 196             ):  # Or just input
 197                 self._spi = _SPI(portId)
 198                 self._pins = (portSck, portMosi, portMiso)
 199                 break
 200         else:
 201             raise ValueError(
 202                 "No Hardware SPI on (SCLK, MOSI, MISO)={}\nValid SPI ports:{}".format(
 203                     (clock, MOSI, MISO), spiPorts
 204                 )
 205             )
 206
 207     def configure(self, baudrate=100000, polarity=0, phase=0, bits=8):
 208         """Update the configuration"""
 209         if detector.board.any_raspberry_pi or detector.board.any_raspberry_pi_40_pin:
 210             from adafruit_blinka.microcontroller.bcm283x.pin import Pin
 211             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 212         elif detector.board.BEAGLEBONE_AI:
 213             from adafruit_blinka.microcontroller.dra74x.pin import Pin
 214             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 215         elif detector.board.any_beaglebone:
 216             from adafruit_blinka.microcontroller.am335x.pin import Pin
 217             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 218         elif detector.board.any_orange_pi:
 219             if detector.chip.id == ap_chip.SUN8I:
 220                 from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.h3.pin import Pin
 221             elif detector.chip.id == ap_chip.H5:
 222                 from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.h5.pin import Pin
 223             elif detector.chip.id == ap_chip.H6:
 224                 from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.h6.pin import Pin
 225             elif detector.chip.id == ap_chip.H616:
 226                 from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.h616.pin import Pin
 227             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 228         elif detector.board.any_nanopi and detector.chip.id == ap_chip.SUN8I:
 229             from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.h3.pin import Pin
 230             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 231         elif board_id == ap_board.GIANT_BOARD:
 232             from adafruit_blinka.microcontroller.sama5.pin import Pin
 233             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 234         elif board_id == ap_board.CORAL_EDGE_TPU_DEV:
 235             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_imx8m.pin import Pin
 236             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 237         elif board_id == ap_board.CORAL_EDGE_TPU_DEV_MINI:
 238             from adafruit_blinka.microcontroller.mt8167.pin import Pin
 239             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 240         elif board_id == ap_board.ODROID_C2:
 241             from adafruit_blinka.microcontroller.amlogic.s905.pin import Pin
 242             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 243         elif board_id == ap_board.ODROID_C4:
 244             from adafruit_blinka.microcontroller.amlogic.s905x3.pin import Pin
 245             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 246         elif board_id == ap_board.ODROID_XU4:
 247             from adafruit_blinka.microcontroller.samsung.exynos5422.pin import Pin
 248             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 249         elif board_id == ap_board.DRAGONBOARD_410C:
 250             from adafruit_blinka.microcontroller.snapdragon.apq8016.pin import Pin
 251             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 252         elif board_id == ap_board.JETSON_NANO:
 253             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 254             from adafruit_blinka.microcontroller.tegra.t210.pin import Pin
 255         elif board_id == ap_board.JETSON_TX1:
 256             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 257             from adafruit_blinka.microcontroller.tegra.t210.pin import Pin
 258         elif board_id == ap_board.JETSON_TX2:
 259             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 260             from adafruit_blinka.microcontroller.tegra.t186.pin import Pin
 261         elif board_id == ap_board.JETSON_XAVIER:
 262             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 263             from adafruit_blinka.microcontroller.tegra.t194.pin import Pin
 264         elif board_id == ap_board.JETSON_NX:
 265             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 266             from adafruit_blinka.microcontroller.tegra.t194.pin import Pin
 267         elif detector.board.ROCK_PI_S:
 268             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 269             from adafruit_blinka.microcontroller.rockchip.rk3308.pin import Pin
 270         elif detector.board.ROCK_PI_4:
 271             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 272             from adafruit_blinka.microcontroller.rockchip.rk3399.pin import Pin
 273         elif detector.board.SIFIVE_UNLEASHED:
 274             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 275             from adafruit_blinka.microcontroller.hfu540.pin import Pin
 276         elif detector.board.ftdi_ft232h:
 277             from adafruit_blinka.microcontroller.ft232h.spi import SPI as _SPI
 278             from adafruit_blinka.microcontroller.ft232h.pin import Pin
 279         elif detector.board.binho_nova:
 280             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.spi import SPI as _SPI
 281             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.pin import Pin
 282         elif detector.board.greatfet_one:
 283             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.spi import SPI as _SPI
 284             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.pin import Pin
 285         elif board_id in (
 286             ap_board.PINE64,
 287             ap_board.PINEBOOK,
 288             ap_board.PINEPHONE,
 289             ap_board.SOPINE,
 290         ):
 291             from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.a64.pin import Pin
 292             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 293         elif board_id == ap_board.CLOCKWORK_CPI3:
 294             from adafruit_blinka.microcontroller.allwinner.a33.pin import Pin
 295             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 296         elif board_id == ap_board.ONION_OMEGA2:
 297             from adafruit_blinka.microcontroller.mips24kec.pin import Pin
 298             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 299         elif detector.board.any_lubancat and detector.chip.id == ap_chip.IMX6ULL:
 300             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_imx6ull.pin import Pin
 301             from adafruit_blinka.microcontroller.generic_linux.spi import SPI as _SPI
 302         elif detector.board.pico_u2if:
 303             from adafruit_blinka.microcontroller.pico_u2if.spi import SPI as _SPI
 304             from adafruit_blinka.microcontroller.pico_u2if.pin import Pin
 305         else:
 306             from machine import SPI as _SPI
 307             from machine import Pin
 308
 309         if self._locked:
 310             # TODO check if #init ignores MOSI=None rather than unsetting, to save _pinIds attribute
 311             self._spi.init(
 312                 baudrate=baudrate,
 313                 polarity=polarity,
 314                 phase=phase,
 315                 bits=bits,
 316                 firstbit=_SPI.MSB,
 317                 sck=Pin(self._pins[0].id),
 318                 mosi=Pin(self._pins[1].id),
 319                 miso=Pin(self._pins[2].id),
 320             )
 321         else:
 322             raise RuntimeError("First call try_lock()")
 323
 324     def deinit(self):
 325         """Deinitialization"""
 326         self._spi = None
 327         self._pinIds = None
 328
 329     @property
 330     def frequency(self):
 331         """Return the baud rate if implemented"""
 332         try:
 333             return self._spi.frequency
 334         except AttributeError:
 335             raise NotImplementedError(
 336                 "Frequency attribute not implemented for this platform"
 337             ) from AttributeError
 338
 339     def write(self, buf, start=0, end=None):
 340         """Write to the SPI device"""
 341         return self._spi.write(buf, start, end)
 342
 343     def readinto(self, buf, start=0, end=None, write_value=0):
 344         """Read from the SPI device into a buffer"""
 345         return self._spi.readinto(buf, start, end, write_value=write_value)
 346
 347     def write_readinto(
 348         self, buffer_out, buffer_in, out_start=0, out_end=None, in_start=0, in_end=None
 349     ):
 350         """Write to the SPI device and read from the SPI device into a buffer"""
 351         return self._spi.write_readinto(
 352             buffer_out, buffer_in, out_start, out_end, in_start, in_end
 353         )
 354
 355
 356 class UART(Lockable):
 357     """
 358     Busio UART Class for CircuitPython Compatibility. Used
 359     for MicroPython and a few other non-Linux boards.
 360     """
 361
 362     class Parity(Enum):
 363         """Parity Enumeration"""
 364
 365         pass  # pylint: disable=unnecessary-pass
 366
 367     Parity.ODD = Parity()
 368     Parity.EVEN = Parity()
 369
 370     def __init__(
 371         self,
 372         tx,
 373         rx,
 374         baudrate=9600,
 375         bits=8,
 376         parity=None,
 377         stop=1,
 378         timeout=1000,
 379         receiver_buffer_size=64,
 380         flow=None,
 381     ):
 382         if detector.board.any_embedded_linux:
 383             raise RuntimeError(
 384                 "busio.UART not supported on this platform. Please use pyserial instead."
 385             )
 386         if detector.board.binho_nova:
 387             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.uart import UART as _UART
 388         elif detector.board.greatfet_one:
 389             from adafruit_blinka.microcontroller.nxp_lpc4330.uart import UART as _UART
 390         else:
 391             from machine import UART as _UART
 392
 393         if detector.board.binho_nova:
 394             from adafruit_blinka.microcontroller.nova.pin import uartPorts
 395         else:
 396             from microcontroller.pin import uartPorts
 397
 398         self.baudrate = baudrate
 399
 400         if flow is not None:  # default 0
 401             raise NotImplementedError(
 402                 "Parameter '{}' unsupported on {}".format("flow", agnostic.board_id)
 403             )
 404
 405         # translate parity flag for Micropython
 406         if parity is UART.Parity.ODD:
 407             parity = 1
 408         elif parity is UART.Parity.EVEN:
 409             parity = 0
 410         elif parity is None:
 411             pass
 412         else:
 413             raise ValueError("Invalid parity")
 414
 415         # check tx and rx have hardware support
 416         for portId, portTx, portRx in uartPorts:  #
 417             if portTx == tx and portRx == rx:
 418                 self._uart = _UART(
 419                     portId,
 420                     baudrate,
 421                     bits=bits,
 422                     parity=parity,
 423                     stop=stop,
 424                     timeout=timeout,
 425                     read_buf_len=receiver_buffer_size,
 426                 )
 427                 break
 428         else:
 429             raise ValueError(
 430                 "No Hardware UART on (tx,rx)={}\nValid UART ports: {}".format(
 431                     (tx, rx), uartPorts
 432                 )
 433             )
 434
 435     def deinit(self):
 436         """Deinitialization"""
 437         if detector.board.binho_nova:
 438             self._uart.deinit()
 439         self._uart = None
 440
 441     def read(self, nbytes=None):
 442         """Read from the UART"""
 443         return self._uart.read(nbytes)
 444
 445     def readinto(self, buf, nbytes=None):
 446         """Read from the UART into a buffer"""
 447         return self._uart.readinto(buf, nbytes)
 448
 449     def readline(self):
 450         """Read a line of characters up to a newline charater from the UART"""
 451         return self._uart.readline()
 452
 453     def write(self, buf):
 454         """Write to the UART from a buffer"""
 455         return self._uart.write(buf)
 456
 457
 458 class OneWire:
 459     """
 460     Stub class for OneWire, which is currently not implemented
 461     """
 462
 463     def __init__(self, pin):
 464         raise NotImplementedError("OneWire has not been implemented")
 465
 466     def deinit(self):
 467         """
 468         Deinitialize the OneWire bus and release any hardware resources for reuse.
 469         """
 470         raise NotImplementedError("OneWire has not been implemented")
 471
 472     def reset(self):
 473         """
 474         Reset the OneWire bus and read presence
 475         """
 476         raise NotImplementedError("OneWire has not been implemented")
 477
 478     def read_bit(self):
 479         """
 480         Read in a bit
 481         """
 482         raise NotImplementedError("OneWire has not been implemented")
 483
 484     def write_bit(self, value):
 485         """
 486         Write out a bit based on value.
 487         """
 488         raise NotImplementedError("OneWire has not been implemented")