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//  出力を 4 倍にアップサンプリングするクラス
//  補間処理で使うフィルタとして，直線位相 FIR フィルタを使用
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//  2020/06/18, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
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#include "MultirateLiPh.hpp"

namespace Mikami
{
    // コンストラクタ（デフォルトの補間フィルタの係数を使う場合）
    MultirateLiPh::MultirateLiPh(float fSampling,
                                 PinName pin, ADC_TypeDef* const adc)
        : indexW_(0), FIR_LOOP_(ORDER_/4), CENTER_(ORDER_/(FACTOR_*2)),
          un_(ORDER_/4, 0.0f),
          h1_(ORDER_/4, HK1_), h2_(ORDER_/4, HK2_), h3_(ORDER_/4, HK3_)
    {   Init(fSampling, pin, adc); }

    // コンストラクタ（デフォルト以外の補間フィルタの係数を使う場合）
    MultirateLiPh::MultirateLiPh(float fSampling, int order,
                                 const float hk1[], const float hk2[],
                                 const float hk3[],
                                 PinName pin, ADC_TypeDef* const adc)
        : indexW_(0), FIR_LOOP_(order/4), CENTER_(order/(FACTOR_*2)),
          un_(order/4, 0.0f),
          h1_(order/4, hk1), h2_(order/4, hk2), h3_(order/4, hk3)
    {   Init(fSampling, pin, adc); }

    // 標本化の実行開始
    void MultirateLiPh::Start(void (*Func)())
    {
        // CAN2_TX によるソフトウェア割り込みに対応する設定
        NVIC_SetVector(CAN2_TX_IRQn, (uint32_t)Func);
        NVIC_EnableIRQ(CAN2_TX_IRQn);       

        // AD 変換器を使うための準備
        wait_us(1000);    // ある程度の待ち時間が必要
        adc_->SetIntrVec(&MultirateLiPh::AdcIsr);  // AD 変換終了に対応する ISR の設定
    }

    // 補間用フィルタを実行し，処理結果を出力用バッファへ書き込む
    void MultirateLiPh::Output(float yn)
    {
        un_[0] = yn;    // 補間フィルタ用バッファの先頭に書き込む

        buf_[ModIndex(indexW_)] = un_[CENTER_];
        buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h1_);
        buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h2_);
        buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h3_);

        for (int k=FIR_LOOP_-1; k>0; k--) un_[k] = un_[k-1];
    }

    // ADC 変換終了割り込みに対する割り込みサービス･ルーチン
    void MultirateLiPh::AdcIsr()
    {
        static int count = 0;

        xn_ = adc_->Read();     // AD変換器の値を読み込む
        dac_.Write(buf_[ModIndex(indexR_)]);  // 出力バッファの内容を DAC へ書き込む

        if (count == 0)                 // AD変換器からの入力信号は４回に１回使う
            NVIC->STIR = CAN2_TX_IRQn;  // ソフトウェア割込み発生，信号処理を起動
        count = ++count & MASK_FACTOR_; // 入力を４回に１回行うための処理
    }

    // 補間用 FIR フィルタ
    float MultirateLiPh::Interpolator(const float hk[]) const
    {
        float y = 0;
        for (int n=0; n<FIR_LOOP_; n++) y += un_[n]*hk[n];
        return y;
    }

    // ADC の初期化と割込み優先順位の設定
    void MultirateLiPh::Init(float fSampling, PinName pin, ADC_TypeDef* const adc)
    {
        NVIC_SetPriority(ADC_IRQn, 0);      // ADC 終了割り込み：最優先
        NVIC_SetPriority(CAN2_TX_IRQn, 1);  // ソフトウェア割り込みで使用：２番目に優先

        adc_ = new DspAdc_Intr(fSampling*FACTOR_, pin, adc);
    }

    // static メンバの実体の宣言/初期化
    DspAdc_Intr *MultirateLiPh::adc_;    // AD変換器のオブジェクトのポインタ
    DspDac MultirateLiPh::dac_;          // DA変換器のオブジェクト
    Array<float> MultirateLiPh::buf_(2*FACTOR_, 0.0f);
    int MultirateLiPh::indexR_ = FACTOR_;
    float MultirateLiPh::xn_;
}