init
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// Created by bruno on 13. 7. 2026.
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#include "encoder.h"
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#include <SDL.h>
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#include <SDL_audio.h>
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#include <SDL_stdinc.h>
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#include "goertzel.h"
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SDL_AudioDeviceID dev;
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AudioData encodedAudioData;
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Encoder encoder;
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// Internal audio bus
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float internalBusSamples[INTERNAL_BUFFER_SIZE] = {0};
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volatile uint32_t internalBusWrite = 0;
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volatile uint32_t internalBusRead = 0;
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#define PREAMBLE_SYMBOLS 128
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const uint8_t syncBytes[4] =
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{
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'B',
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'R',
|
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'N',
|
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'Q'
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};
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static void encoder_set_bit(
|
||||
AudioData *audio,
|
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Encoder *enc,
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unsigned bitIndex,
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int bit)
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{
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/*
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float spacing =
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(float)(enc->endFreq - enc->startFreq) /
|
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(enc->bitCount * 2 - 1);
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*/
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||||
uint16_t freq =
|
||||
enc->startFreq +
|
||||
enc->dataSpacing * (bitIndex * 2 + bit);
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||||
freq = goertzel_bin_freq(
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freq,
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SAMPLE_RATE,
|
||||
enc->symbolSamples
|
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);
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SynthVoice *v =
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&audio->synthVoices[bitIndex + 1];
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||||
v->frequency = freq;
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||||
v->phaseStep =
|
||||
((uint64_t)freq << 32) / SAMPLE_RATE;
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||||
v->volume = 255;
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}
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static int encoder_get_bit(Encoder *enc) {
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if (enc->byteIndex >= enc->bufferSize)
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return -1;
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int bit = (enc->buffer[enc->byteIndex] >> enc->bitIndex) & 1;
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||||
enc->bitIndex++;
|
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||||
if (enc->bitIndex == 8) {
|
||||
enc->bitIndex = 0;
|
||||
enc->byteIndex++;
|
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}
|
||||
|
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return bit;
|
||||
}
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||||
static void encoder_clock(
|
||||
Encoder *enc,
|
||||
AudioData *audio)
|
||||
{
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||||
enc->clockState ^= 1;
|
||||
|
||||
SynthVoice *clock =
|
||||
&audio->synthVoices[0];
|
||||
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||||
uint16_t freq =
|
||||
enc->clockState ?
|
||||
enc->clock1 :
|
||||
enc->clock0;
|
||||
|
||||
clock->frequency = freq;
|
||||
clock->phaseStep =
|
||||
((uint64_t)freq << 32) /
|
||||
SAMPLE_RATE;
|
||||
clock->volume = 255;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void encoder_next_symbol(
|
||||
Encoder *enc,
|
||||
AudioData *audio)
|
||||
{
|
||||
encoder_clock(enc, audio);
|
||||
|
||||
switch(enc->state)
|
||||
{
|
||||
case TX_PREAMBLE:
|
||||
|
||||
/* transmit all-zero symbol */
|
||||
|
||||
for(unsigned i=0;i<enc->bitCount;i++)
|
||||
encoder_set_bit(audio,enc,i,0);
|
||||
|
||||
enc->preambleSymbols++;
|
||||
|
||||
if(enc->preambleSymbols >= PREAMBLE_SYMBOLS)
|
||||
{
|
||||
enc->syncIndex = 0;
|
||||
enc->bitIndex = 0;
|
||||
enc->state = TX_SYNC;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case TX_SYNC:
|
||||
{
|
||||
uint8_t byte =
|
||||
syncBytes[enc->syncIndex];
|
||||
|
||||
for(unsigned i=0;i<enc->bitCount;i++)
|
||||
{
|
||||
encoder_set_bit(
|
||||
audio,
|
||||
enc,
|
||||
i,
|
||||
(byte >> i) & 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
enc->syncIndex++;
|
||||
|
||||
if(enc->syncIndex ==
|
||||
sizeof(syncBytes))
|
||||
{
|
||||
enc->state = TX_DATA;
|
||||
enc->byteIndex = 0;
|
||||
enc->bitIndex = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
case TX_DATA:
|
||||
{
|
||||
int finished = 0;
|
||||
|
||||
for(unsigned i=0;i<enc->bitCount;i++)
|
||||
{
|
||||
int bit =
|
||||
encoder_get_bit(enc);
|
||||
|
||||
if(bit < 0)
|
||||
{
|
||||
bit = 0;
|
||||
finished++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
encoder_set_bit(
|
||||
audio,
|
||||
enc,
|
||||
i,
|
||||
bit);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if(finished ==
|
||||
enc->bitCount)
|
||||
{
|
||||
enc->state = TX_END;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
case TX_END:
|
||||
|
||||
stopEncoder(enc);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
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||||
enc->samplesRemaining =
|
||||
enc->symbolSamples;
|
||||
}
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||||
void startEncoder(Encoder *enc)
|
||||
{
|
||||
enc->state = TX_PREAMBLE;
|
||||
enc->transmitting = true;
|
||||
|
||||
enc->byteIndex = 0;
|
||||
enc->bitIndex = 0;
|
||||
enc->samplesRemaining = 0;
|
||||
enc->clockState = false;
|
||||
|
||||
enc->preambleSymbols = 0;
|
||||
enc->syncIndex = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void stopEncoder(Encoder *enc)
|
||||
{
|
||||
enc->transmitting=false;
|
||||
enc->state=TX_IDLE;
|
||||
|
||||
for(int i=0;i<MAX_BITS+1;i++)
|
||||
{
|
||||
encodedAudioData.synthVoices[i].volume=0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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||||
void audio_callback(void *userdata, Uint8 *stream, int len) {
|
||||
AudioData *audio = userdata;
|
||||
|
||||
Encoder *enc = audio->encoder;
|
||||
|
||||
if (enc->state == TX_END ||!enc->transmitting) {
|
||||
memset(stream, 0, len);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float *out = (float *) stream;
|
||||
int samples = len / sizeof(float);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < samples; i++) {
|
||||
if (enc->samplesRemaining == 0)
|
||||
encoder_next_symbol(enc, audio);
|
||||
|
||||
enc->samplesRemaining--;
|
||||
|
||||
float mix = 0.0f;
|
||||
int active = 0;
|
||||
|
||||
for (unsigned v = 0; v < enc->bitCount + 1; v++) {
|
||||
SynthVoice *voice = &audio->synthVoices[v];
|
||||
|
||||
if (voice->volume == 0)
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
voice->phase += voice->phaseStep;
|
||||
|
||||
float sample = sinf(
|
||||
((double) voice->phase / 4294967296.0) *
|
||||
(2.0 * M_PI));
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||||
|
||||
mix += sample * (voice->volume / 255.0f);
|
||||
|
||||
active++;
|
||||
}
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||||
float output = active ? mix / (active + 1) : 0.0f;
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||||
out[i] = output;
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||||
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||||
// Write to internal bus for loopback
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||||
internalBusSamples[internalBusWrite] = output;
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||||
internalBusWrite = (internalBusWrite + 1) % INTERNAL_BUFFER_SIZE;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
void initEncoder()
|
||||
{
|
||||
memset(&encoder,0,sizeof(Encoder));
|
||||
|
||||
encoder.bufferSize = 0;
|
||||
encoder.bitCount = 8;
|
||||
encoder.byteIndex = 0;
|
||||
|
||||
encoder.startFreq = 1000;
|
||||
encoder.endFreq = 5000;
|
||||
encoder.dataSpacing = 250;
|
||||
encoder.symbolSamples = SAMPLE_RATE / 50;
|
||||
|
||||
encoder.clock0 = goertzel_bin_freq(
|
||||
6000,
|
||||
SAMPLE_RATE,
|
||||
encoder.symbolSamples
|
||||
);
|
||||
|
||||
encoder.clock1 = goertzel_bin_freq(
|
||||
6300,
|
||||
SAMPLE_RATE,
|
||||
encoder.symbolSamples
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
encoder.state = TX_IDLE;
|
||||
encoder.transmitting = false;
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
void initAudioEncoder() {
|
||||
memset(&encodedAudioData, 0, sizeof(AudioData));
|
||||
initEncoder();
|
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||||
SDL_AudioSpec spec = {0};
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||||
spec.freq = SAMPLE_RATE;
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||||
spec.format = AUDIO_F32SYS;
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||||
spec.channels = 1;
|
||||
spec.samples = 4096;
|
||||
spec.callback = audio_callback;
|
||||
encodedAudioData.encoder = &encoder;
|
||||
spec.userdata = &encodedAudioData;
|
||||
|
||||
dev = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &spec, NULL, 0);
|
||||
printf("Encoder device opened: dev=%u\n", dev);
|
||||
if (dev == 0) {
|
||||
printf("Failed to open audio encoder: %s\n", SDL_GetError());
|
||||
SDL_Quit();
|
||||
}
|
||||
SDL_PauseAudioDevice(dev, 0);
|
||||
}
|
||||
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