| 1 | #ifndef BRPAQU_H_SEEN
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| 2 | #define BRPAQU_H_SEEN
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| 3 |
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| 4 | /* ----------------------------------------
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| 5 | Projet BAORadio --- LAL
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| 6 | Juin 2008 , M.Taurigna , R. Ansari
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| 7 | ------------------------------------------- */
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| 8 |
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| 9 | /*!
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| 10 | \defgroup TAcq TAcq module
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| 11 |
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| 12 | Class and functions for radio signal acquisition and processing
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| 13 | for the BAORadio/CRT (21 cm Cosmology).
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| 15 | (C) LAL-CNRS/IN2P3, Univ. Paris Sud
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| 16 | (C) Irfu/SPP-CEA
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| 17 | 2008-2011
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| 19 | This module uses the SOPHYA class library (http://www.sophya.org)
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| 20 | */
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| 21 |
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| 22 |
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| 23 | #include <stdio.h>
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| 24 | #include <iostream>
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| 25 | #include <exception>
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| 26 | #include <string>
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| 27 | #include "brtypes.h"
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| 28 |
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| 29 |
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| 30 | using namespace std;
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| 31 |
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| 32 | // ---------------------------------------------------------
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| 33 | // ----- Classe d'exception pour Acquisition BAORadio ------
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| 34 | /*!
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| 35 | \class BAORadioException
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| 36 | \ingroup TAcq
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| 37 |
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| 38 | \brief Base exception class for 21 cm acquisition programs.
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| 39 | */
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| 40 |
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| 41 | #define BREX_MAXMSGLEN 160
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| 42 |
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| 43 | class BAORadioException : public std::exception {
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| 44 | public:
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| 45 | explicit BAORadioException(const char * m) throw() ;
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|---|
| 46 | explicit BAORadioException(const string& m) throw() ;
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| 47 | virtual ~BAORadioException() throw() ;
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| 48 | //! Implementation of std::exception what() method, returning the exception message
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| 49 | virtual const char* what() const throw();
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| 50 | virtual string const Msg() const ;
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| 51 | private:
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| 52 | char msg_[BREX_MAXMSGLEN];
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| 53 | };
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| 54 |
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| 55 |
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| 56 |
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| 57 | // ------------------------------------------------
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| 58 | // ----- Classe TwoByteComplex ------
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| 59 | // On definit une classe TwoByteComplex() pour manipuler une paire de byte
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| 60 | // representant partie relle et imaginaire d'un nombre complexe
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| 61 | // Remarque Byte = unsigned char
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| 62 | // Remarque SByte = char = signed char
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| 63 | /*!
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| 64 | \class TwoByteComplex
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| 65 | \ingroup TAcq
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| 66 |
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| 67 | \brief Simple class to represent complex numbers formed from two 1 byte signed integers.
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| 68 | */
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| 69 | class TwoByteComplex {
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| 70 | public:
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|---|
| 71 | explicit TwoByteComplex() { val_[0] = val_[1] = 0; }
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|---|
| 72 | // explicit TwoByteComplex(TwoByteComplex const & a) { val_[0] = a.val_[0]; val_[1] = 0; }
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|---|
| 73 | explicit TwoByteComplex(Byte re, Byte im) { val_[0] = re; val_[1] = im; }
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|---|
| 74 | explicit TwoByteComplex(SByte re, SByte im) { val_[0] = re; val_[1] = im; }
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|---|
| 75 | explicit TwoByteComplex(int re, int im) { val_[0] = re; val_[1] = im; }
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|---|
| 76 | explicit TwoByteComplex(float re, float im) { val_[0] = re; val_[1] = im; }
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|---|
| 77 | explicit TwoByteComplex(double re, double im) { val_[0] = re; val_[1] = im; }
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|---|
| 78 |
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| 79 | inline SByte& realB() { return val_[0]; }
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|---|
| 80 | inline SByte& imagB() { return val_[1]; }
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| 81 |
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|---|
| 82 | inline int realI() { return (int)(val_)[0]; }
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|---|
| 83 | inline int imagI() { return (int)(val_)[1]; }
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| 84 |
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|---|
| 85 | inline double realD() { return (double)(val_)[0]; }
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|---|
| 86 | inline double imagD() { return (double)(val_)[1]; }
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| 87 |
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|---|
| 88 | inline float module2F() { return ((float)(val_)[0]*(float)(val_)[0]+(float)(val_)[1]*(float)(val_)[1]); }
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| 89 | inline double module2D() { return ((double)(val_)[0]*(double)(val_)[0]+(double)(val_)[1]*(double)(val_)[1]); }
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| 90 |
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|---|
| 91 | SByte val_[2];
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| 92 | };
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| 93 |
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| 94 | // --------------------------------------------------------
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| 95 | // ----- Classe BRPaquet , constante et enum associe ------
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| 96 | // Representation, manipulation des paquets/frames
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| 97 | // envoyes par les cartes ADC
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| 98 | // --------------------------------------------------------
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| 99 |
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| 100 | // OFFSET : au cas ou le firmware reception ajoute des mots avant le header
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| 101 | #define OFFSET 0
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| 102 | // Taille entete/trailer en octets
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| 103 | #define BRHDRSIZE 24
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| 104 | // Actuellement le trailer est vire ...
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| 105 | // Reza, 28 Jan 2009 le trailer fait 16 octets
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| 106 | #define BRTRLSIZE 16
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| 107 | /* REZA passe a 16 octets #define BRTRLSIZE 40 */
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| 108 | //Offset Mode Acq
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| 109 | #define BRMODACQOFF 20 /*RezaMOD #define BRMODACQOFF 24 */
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| 110 | // Offset ChanId
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| 111 | #define BRCHANIDOFF 20 /*RezaMOD #define BRCHANIDOFF 24 */
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| 112 | // Offset du time-tag
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| 113 | #define BRTMTAGOFF 12 /*RezaMOD #define BRTMTAGOFF 16 */
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| 114 | // offset FrameCounter
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| 115 | #define BRFRCPTOFF 16 /*RezaMOD#define BRFRCPTOFF 20 */
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| 116 | // offset Paquet Id
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| 117 | #define BRPKTIDOFF 20 /*RezaMOD #define BRPKTIDOFF 24 */
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| 118 | // offset paquet lenght = FrameDataLength
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| 119 | #define BRPKTLENOFF 8 /*RezaMOD #define BRPKTLENOFF 12 */
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| 120 | // offset position chariot ???
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| 121 | //#define BRPCOFF 16
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| 122 |
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| 123 | enum ChannelID { None=0, Ch1, Ch2, Ch1_2, Ch3, Ch4, Ch3_4 };
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| 124 | enum ModeAcq { RawData=1, FFT };
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| 125 |
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| 126 | // Definition des actions sur la conversion de format (swap...) des donnees arrivant
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| 127 | enum BRDataFmtConv {
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| 128 | BR_DoNothing, BR_Copy, BR_SwapAll, BR_Swap32, BR_CopyHDR, BR_SwapHDR,
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|---|
| 129 | BR_FFTOneChan, BR_FFTTwoChan,
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|---|
| 130 | BR_FFTOneChanSwapAll, BR_FFTTwoChanSwapAll,
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|---|
| 131 | BR_FFTOneChanSwap32, BR_FFTTwoChanSwap32,
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|---|
| 132 | };
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| 133 |
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| 134 | // Definition des action pour recopie de paquet avec reduction de taille de paquet
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| 135 | // Copie complete (--> egalite de taille, 1,2 canaux, K0 -> Keep first two bytes (Continu/Nyquist)
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| 136 | enum BRPaqReducAction {
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| 137 | BR_CopyRA, BR_OneChanReduc, BR_TwoChanReduc, BR_OneChanReducK0, BR_TwoChanReducK0
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|---|
| 138 | };
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|---|
| 139 |
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| 140 | //---- Classe BRPaquet
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| 141 | // Structure correspondant a HEADER-DATA-TRAILER
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| 142 | class BRPaquet {
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| 143 | public:
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|---|
| 144 | // Cree d'un objet BRPaquet avec copie/swap depuis src -> dst (si src != NULL)
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| 145 | BRPaquet(Byte* src, Byte* dst, int paqsz, BRDataFmtConv fgconv=BR_Copy);
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|---|
| 146 | // Cree d'un objet BRPaquet de taille paqsz sur la zone dst
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|---|
| 147 | BRPaquet(Byte* srcdst, int paqsz);
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|---|
| 148 | BRPaquet(int paqsz=16424); // Set aussi de constructeur par defaut
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| 149 | BRPaquet(BRPaquet const& paq);
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| 150 |
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| 151 | // ~BRPaquet();
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| 152 | inline void Set(Byte* dst) { dst_=dst; return; }
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|---|
| 153 | inline void Set(Byte* dst, int paqsz) { dst_=dst; sz_=paqsz; return; }
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|---|
| 154 |
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|---|
| 155 | // Pour la copie/reduction de taille de paquet
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| 156 | void CopyFrom(BRPaquet& pq, BRPaqReducAction ract=BR_CopyRA, int offset=0);
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| 157 |
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| 158 | // Acces diverses tailles
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| 159 | inline int PaquetSize() { return sz_; }
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| 160 | inline int DataSize() { return sz_-(BRHDRSIZE+BRTRLSIZE); }
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|---|
| 161 | inline int HeaderSize() { return BRHDRSIZE; }
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|---|
| 162 | inline int TrailerSize() { return BRTRLSIZE; }
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|---|
| 163 |
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|---|
| 164 | // Acces differentes zone memoire
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| 165 | inline Byte* Begin() { return dst_+OFFSET; }
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|---|
| 166 | inline Byte* Data1() { return dst_+BRHDRSIZE+OFFSET; }
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|---|
| 167 | inline Byte* Data2() { return dst_+BRHDRSIZE+(DataSize()/2)+OFFSET; }
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|---|
| 168 | inline Byte* Header() { return dst_+OFFSET; }
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|---|
| 169 | inline Byte* Trailer() { return (dst_+sz_-BRTRLSIZE+OFFSET); }
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|---|
| 170 |
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|---|
| 171 | // Acces aux differentes zone de donnees en signed byte (-127 ... 127), donnees FFT
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|---|
| 172 | inline SByte* BeginS() { return (SByte*)(dst_+OFFSET); }
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|---|
| 173 | inline SByte* Data1S() { return (SByte*)(dst_+BRHDRSIZE+OFFSET); }
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|---|
| 174 | inline SByte* Data2S() { return (SByte*)(dst_+BRHDRSIZE+(DataSize()/2)+OFFSET); }
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|---|
| 175 |
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|---|
| 176 | // Acces aux differentes zone de donnees en TwoByteComplex pour donnees FFT
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| 177 | inline int DataSizeC() { return (sz_-(BRHDRSIZE+BRTRLSIZE))/2; }
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|---|
| 178 | inline TwoByteComplex* BeginC() { return (TwoByteComplex*)(dst_+OFFSET); }
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|---|
| 179 | inline TwoByteComplex* Data1C() { return (TwoByteComplex*)(dst_+BRHDRSIZE+OFFSET); }
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|---|
| 180 | inline TwoByteComplex* Data2C() { return (TwoByteComplex*)(dst_+BRHDRSIZE+(DataSize()/2)+OFFSET); }
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|---|
| 181 |
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|---|
| 182 | // Valeurs differentes zones HDR/TRL
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| 183 | inline UInt32 HDRMarker() {return *((UInt32*)(dst_+OFFSET));}
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|---|
| 184 | inline UInt32 HDRMarker2() {return *((UInt32*)(dst_+OFFSET+1));}
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|---|
| 185 | inline UInt64 HDRMarker64() {return *((UInt64*)(dst_+OFFSET));}
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|---|
| 186 |
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|---|
| 187 | inline UInt32 TRLMarker() {return *((UInt32*)(dst_+(sz_-BRTRLSIZE+OFFSET)));}
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|---|
| 188 | inline UInt32 TRLMarker2() {return *((UInt32*)(dst_+(sz_-BRTRLSIZE+OFFSET+1)));}
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|---|
| 189 | inline UInt64 TRLMarker64() {return *((UInt64*)(dst_+(sz_-BRTRLSIZE+OFFSET)));}
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|---|
| 190 |
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|---|
| 191 | // Informations diverses sur le paquet/mode d'acquisition
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| 192 | inline UInt16 ModeAcq() {return *((UInt16*)(dst_+(BRMODACQOFF+OFFSET)));}
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|---|
| 193 | inline UInt16 ChanId() {return (( *((UInt16*)(dst_+(BRCHANIDOFF+OFFSET))) & 0x1800)>> 12) ;}
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|---|
| 194 | inline UInt16 ChipId() {return (( *((UInt16*)(dst_+(BRCHANIDOFF+OFFSET))) & 0xC00)>> 10) ;}
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|---|
| 195 |
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|---|
| 196 | inline UInt32 FrameCounter() {return ((*((UInt32*)(dst_+(BRFRCPTOFF+OFFSET))) &0xFFFF0000) >> 16);}
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|---|
| 197 | inline UInt32 TimeTag1() {return *((UInt32*)(dst_+(BRTMTAGOFF+OFFSET)));}
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|---|
| 198 | inline UInt32 TimeTag2() {return (*((UInt32*)(dst_+(BRFRCPTOFF+OFFSET))) &0xFFFF);}
|
|---|
| 199 | inline UInt64 TimeTag() {return (*((UInt64*)(dst_+(BRTMTAGOFF+OFFSET))) &0x0000FFFFFFFFFFFFULL);}
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|---|
| 200 |
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|---|
| 201 | inline UInt32 PaqId() {return *((UInt32*)(dst_+(BRPKTIDOFF+OFFSET)));}
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|---|
| 202 | inline UInt16 PaqLen() {return *((UInt16*)(dst_+(BRPKTLENOFF+OFFSET)));}
|
|---|
| 203 |
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|---|
| 204 | UInt16 ChannelID();
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|---|
| 205 | UInt16 ModeAcquisition();
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|---|
| 206 |
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|---|
| 207 | // inline unsigned short PositionChariot() {return *((unsigned short*)(dst_+BRPCOFF+OFFSET));}
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|---|
| 208 | // Fonctions utiles pour remplir un objet BRPaquet
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|---|
| 209 | void SetHDRMarker64(UInt64 htag);
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|---|
| 210 | void SetTRLMarker64(UInt64 ttag);
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|---|
| 211 | void SetFrameCounter(UInt32 fc);
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|---|
| 212 | void SetTimeTag(UInt64 timtag);
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|---|
| 213 | inline void SetPaqLen(UInt16 len) { *((UInt16*)(dst_+(BRPKTLENOFF+OFFSET))) = len; }
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|---|
| 214 |
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|---|
| 215 | // pour faire un print de la structure
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|---|
| 216 | ostream& Print(ostream & os, int nelt=8, bool prht=true);
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|---|
| 217 | inline ostream& Print(int nelt=8, bool prht=true)
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|---|
| 218 | { return Print(cout, nelt, prht); }
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|---|
| 219 |
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|---|
| 220 | // fonction appelee par le constructeur pour reordonner les donnees FFT
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|---|
| 221 | // --- Remise en ordre avec swap complet sur 8 bytes
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|---|
| 222 | static void ReorderFFTDataSwapAll(SByte* src, SByte* dst, int sz);
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|---|
| 223 | // --- Remise en ordre avec echanges des mots de 4 bytes
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|---|
| 224 | static void ReorderFFTDataSwap32(SByte* src, SByte* dst, int sz);
|
|---|
| 225 | // --- Remise en ordre seulement
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|---|
| 226 | static void ReorderFFTData(SByte* src, SByte* dst, int sz);
|
|---|
| 227 | static const char* FmtConvToString(BRDataFmtConv fgconv);
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|---|
| 228 | static const char* ReducActionToString(BRPaqReducAction rac);
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|---|
| 229 |
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|---|
| 230 | // protected:
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|---|
| 231 | // donnees membres
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|---|
| 232 | int sz_; //taille du paquet
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|---|
| 233 | Byte* dst_;
|
|---|
| 234 |
|
|---|
| 235 | };
|
|---|
| 236 |
|
|---|
| 237 | // --------------------------------------------------------------------------
|
|---|
| 238 | // Classe pour effectuer des verifications d'integrite sur les paquets/frames
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|---|
| 239 | // --------------------------------------------------------------------------
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|---|
| 240 |
|
|---|
| 241 | class BRPaqChecker {
|
|---|
| 242 | public:
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|---|
| 243 | // if cktrl==true, check header AND trailer, ==false check header only
|
|---|
| 244 | BRPaqChecker(bool cktrl=true, int maxprt=0);
|
|---|
| 245 | BRPaqChecker(BRPaqChecker const& pck);
|
|---|
| 246 |
|
|---|
| 247 | ~BRPaqChecker();
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|---|
| 248 |
|
|---|
| 249 | inline bool SetCheckTrailerFlag(bool cktrl=true) { cktrl_=cktrl; return cktrl_; }
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|---|
| 250 | inline int SetMaxPrint(int maxprt=0) { maxprt=maxprt_; return maxprt_; }
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|---|
| 251 |
|
|---|
| 252 | UInt64 DefineHDRTag(UInt32 hdr1=0x76543210, UInt32 hdr2=0xFEDCBA98);
|
|---|
| 253 | UInt64 DefineTRLTag(UInt32 trl1=0x55555555, UInt32 trl2=0xAAAAAAAA);
|
|---|
| 254 |
|
|---|
| 255 | inline UInt64 HDRTag() { return hdrtag_; }
|
|---|
| 256 | inline UInt64 TRLTag() { return trltag_; }
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|---|
| 257 |
|
|---|
| 258 | // Verifie le paquet, renvoie true si OK
|
|---|
| 259 | bool Check(BRPaquet& paq, UInt64& numframe);
|
|---|
| 260 | inline bool Check(BRPaquet& paq) { UInt64 nf; return Check(paq, nf); }
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|---|
| 261 |
|
|---|
| 262 | // Imprime le compte de paquets ...
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|---|
| 263 | ostream & Print(ostream& os) const;
|
|---|
| 264 | inline ostream & Print() const { return Print(cout); }
|
|---|
| 265 | // renvoie le resume de la statistique paquets sous forme de chaine
|
|---|
| 266 | string Summary(bool detail=false) const;
|
|---|
| 267 |
|
|---|
| 268 | // Acces aux differents compteurs
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|---|
| 269 | inline UInt64 NbPaqTotal() { return totnframes; }
|
|---|
| 270 | inline UInt64 NbPaqOK() { return nframeok; }
|
|---|
| 271 | inline UInt64 NbPaqLost() { return lostframes; }
|
|---|
| 272 | inline UInt64 NbGaps() { return cnt_saut; }
|
|---|
| 273 | inline UInt64 LastFrameNum() { return lastframenum; }
|
|---|
| 274 |
|
|---|
| 275 | protected:
|
|---|
| 276 | UInt64 totnframes; // Nombre totale de frames/paquets traites
|
|---|
| 277 | UInt64 nframeok; // Nombre totale de frames/paquets avec HDR/TRL OK
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|---|
| 278 | UInt64 lostframes; // Nombre totale de frames/paquets perdus
|
|---|
| 279 | UInt16 frclst; // derniere valeur du frame-counter
|
|---|
| 280 | UInt64 lastframenum; // Dernier numero de frame(=frame-counter, sans modulo 65535)
|
|---|
| 281 |
|
|---|
| 282 | bool cktrl_; // Verifie aussi le trailer si true
|
|---|
| 283 | UInt64 cnt_saut; // Nb de fois ou DeltaFrameCounter>1
|
|---|
| 284 | UInt32 maxprt_; // Nb maxi de print paquets perdus / probleme
|
|---|
| 285 |
|
|---|
| 286 | UInt64 hdrtag_;
|
|---|
| 287 | UInt64 trltag_;
|
|---|
| 288 | };
|
|---|
| 289 |
|
|---|
| 290 | // Definition de l'operator << overloading - Appel de Print()
|
|---|
| 291 | inline ostream& operator << (ostream& s, BRPaqChecker const & chk)
|
|---|
| 292 | { return chk.Print(s); }
|
|---|
| 293 |
|
|---|
| 294 | #endif
|
|---|
| 295 |
|
|---|
| 296 |
|
|---|
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