GoVNA - Multi-Protocol NanoVNA Library for Go

GoVNA is a high-performance, thread-safe, and extensible library in Go for working with various families of NanoVNA vector network analyzers.

The project is built on a driver-based architecture (the "Bridge" design pattern), which allows for the easy addition of new device support without altering the main API.

Features

• Multi-Protocol Support: Features implemented support for both the text-based protocol of NanoVNA V1 and the binary protocol of NanoVNA V2/LiteVNA.
• Automatic Device Detection: The library automatically identifies the connected device type and selects the appropriate driver.
• Thread Safety: Safe for use in multi-threaded applications, featuring a device pool and mutexes for synchronization.
• Ease of Use: A unified API for working with any supported device.
• Extensibility: New drivers for future devices can be added with ease.
• Performance: Optimized to handle a large number of concurrent connections. For V2, an efficient mode is used to read all data points in a single request.
• Touchstone Export & VSWR: Provides utilities to export sweeps in Touchstone format and compute VSWR values.
• Monitoring: The example HTTP server exposes Prometheus metrics for scan durations.

Supported Devices

Device Family / Model	Support Status	Comment
NanoVNA V1 (H, H4, and high-quality clones)	✅ Full Support	The text-based protocol is implemented.
NanoVNA V2 (V2, Plus4, Plus4 Pro) / LiteVNA (64)	✅ Full Support	The binary protocol is implemented with a dedicated parser tailored to the device format.
Clones	✅ Partial Support	The device will work if its protocol is compatible with V1 or V2.

• VNA devices might use NanoVNA-X firmware for supported hardware. It is prefferable.

Comparative Analysis

Criterion	GoVNA (Go)	PyVNA (Python)	pynanovna (Python)
Driver Architecture	Cleanly separated: Driver interface, V1Driver, V2Driver, driver factory, and device pool.	Similar to GoVNA, using ABCs and Python's dynamic typing.	Less modular; drivers are not always clearly separated, often resulting in monolithic code.
Protocol Handling	V1 is text-based; V2 is binary with precise parsing, optimized for speed.	A full port of GoVNA, preserving both binary parsing and the text-based protocol.	Primarily uses the text-based protocol; binary parsing is partially implemented and less optimized.
Error Handling and Security	Validates device responses and wraps driver errors; rate limiting and privilege isolation are delegated to the surrounding infrastructure.	Implements similar security measures adapted for Python.	Lacks explicit protection against DoS, errors, and input validation; oriented toward local use.
Concurrency and Scalability	Utilizes goroutines and a device pool for high scalability.	Employs threads and locks, with concurrency limited by the GIL, resulting in moderate scalability.	Limited scalability; not optimized for multi-threaded operation.
Integration	Easily integrates with cloud services, microservices, and Prometheus.	Integrates excellently with the Python scientific stack (NumPy, SciPy, Pandas).	Offers broad support for visualization and calibration but is less focused on server-side scenarios.
Documentation and Support	Detailed, with in-code comments and examples.	Detailed, with in-code comments and examples; well-documented.	Good documentation with many examples, but features a less formalized architecture.

Installation

Install the module in your project:

go get github.com/momentics/govna

To run the demo HTTP server that exposes Prometheus metrics:

go run ./cmd/server

---

GoVNA — это высокопроизводительная, потокобезопасная и расширяемая библиотека на Go для работы с различными семействами векторных анализаторов цепей NanoVNA.

Проект построен на основе драйверной архитектуры (паттерн "Мост"), что позволяет легко добавлять поддержку новых устройств, не изменяя основной API.

Установка

Добавьте модуль в проект:

go get github.com/momentics/govna

Для запуска демонстрационного HTTP-сервера с метриками Prometheus выполните:

go run ./cmd/server

Основные возможности

• Мультипротокольная поддержка: Реализована поддержка как текстового протокола NanoVNA V1, так и бинарного протокола NanoVNA V2/LiteVNA.
• Автоматическое определение устройства: Библиотека самостоятельно определяет тип подключенного устройства и выбирает нужный драйвер.
• Потокобезопасность: Безопасное использование в многопоточных приложениях благодаря пулу устройств и мьютексам.
• Простота использования: Единый API для работы с любым поддерживаемым устройством.
• Расширяемость: Легкое добавление новых драйверов для поддержки будущих устройств.
• Производительность: Оптимизировано для работы с большим количеством одновременных подключений. Для V2 используется эффективный режим чтения всех точек за один запрос.
• Экспорт Touchstone и VSWR: Предоставляет утилиты для экспорта свипов в формат Touchstone и расчета коэффициента стоячей волны (VSWR).
• Мониторинг: Пример HTTP-сервера публикует метрики Prometheus о длительности сканирования.
• Документация и тесты: Подробные комментарии в коде и модульные тесты демонстрируют работу драйверов и калибровки.

Поддерживаемые устройства

Семейство/Устройство	Статус поддержки	Комментарий
NanoVNA V1 (H, H4, качественные клоны)	✅ Полная поддержка	Реализован текстовый протокол.
NanoVNA V2 (V2, Plus4, Plus4 Pro) / LiteVNA (64)	✅ Полная поддержка	Бинарный протокол реализован собственным парсером под формат устройства.
Клоны	✅ Частичная поддержка	Устройство будет работать, если его протокол совместим с V1 или V2.

• Для поддерживаемых устройств VNA рекомендуется использовать прошивку NanoVNA-X.

Сравнительный анализ

Аспект	GoVNA (Go)	PyVNA (Python)	pynanovna (Python)
Архитектура драйверов	Четко разделена: Driver interface, V1Driver, V2Driver, фабрика драйверов, пул устройств.	Аналогично GoVNA, с использованием ABC и динамической типизации Python.	Меньше модульности, драйверы не всегда четко отделены, часто монолитный код.
Обработка протоколов	V1 — текстовый, V2 — бинарный с точным парсингом, оптимизировано для скорости.	Полный порт GoVNA с сохранением бинарного парсинга и текстового протокола.	В основном текстовый протокол, бинарный парсинг реализован частично, с меньшей оптимизацией.
Обработка ошибок и безопасность	Проверяет ответы устройств и оборачивает ошибки драйверов; ограничения скорости и права пользователя настраиваются внешними средствами.	Аналогичные меры безопасности, адаптированные под Python.	Без явной защиты от DoS, ошибок и валидации, ориентирован на локальное использование.
Обработка ошибок и безопасность	Строгая валидация, маскировка ошибок, rate limiting, запуск от непривилегированного пользователя.	Аналогичные меры безопасности, адаптированные под Python.	Без явной защиты от DoS, ошибок и валидации, ориентирован на локальное использование.
Параллелизм и масштабируемость	Использование горутин, пул устройств, высокая масштабируемость.	Использование потоков и блокировок, ограниченный параллелизм из-за GIL, умеренная масштабируемость.	Ограниченная масштабируемость, не оптимизирован для многопоточной работы.
Интеграция	Легко интегрируется в облачные сервисы, микросервисы, Prometheus.	Отлично интегрируется с научным стеком Python (NumPy, SciPy, Pandas).	Широкая поддержка визуализации, калибровки, но менее ориентирована на серверные сценарии.
Документация и поддержка	Подробная, с комментариями и примерами.	Подробная, с комментариями и примерами, хорошо документирована.	Хорошая документация, много примеров, но менее формализованная архитектура.