目次 1 本アプリケーションノートの目的送信手順基本的な送信方法キャリアセンスなし送信キャリアセンスあり送信 ACK 期待送信フレームメモリへのデータの設定 INFO

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まともこのえ
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1 フレーム送受信方法パナソニック ( 株 ) AIS 社セミコンダクター事業部 1 AP-MN87400_

2 目次 1 本アプリケーションノートの目的送信手順基本的な送信方法キャリアセンスなし送信キャリアセンスあり送信 ACK 期待送信フレームメモリへのデータの設定 INFO データの設定 SFD データ設定 PHR データ設定 MACBODY 設定 ACK 期待設定送信開始送信完了と失敗受信手順基本的な受信方法受信開始割り込み受信完了割り込み受信失敗割り込みフレームメモリからのフレーム読み出しバッファクリア処理 ACK 自動応答 AP-MN87400_

3 1 本アプリケーションノートの目的 MN87400 および MN87401 にてフレームを送受信する際に必要な設定やシーケンスをまとめたものである送受信する際の初期設定は別アプリケーションノート (AP_MN87400_004_ 基本設定例 ) の 920MHz の基本設定がされているものとする設定内容は下記の通りである SFD 長 =2 バイト PHR 長 =2 バイト CRC 長 =4 バイト ( ハードで自動付加 ) 2 送信手順 2.1 基本的な送信方法キャリアセンスなし送信フレームを送信する際には送信するフレームの INFO,SFD,PHR フレーム本体を送信用のフレームメモリに書き込んだ後 TXFRMCTR レジスタ (004h) の ISSUE_TX ビットに 1 を書き込むことでフレーム送信が行われるフレーム送信完了時に送信完了割り込みが発生する ( 失敗の場合も割り込みが発生する ) uc MN87400//401 対向相手 INFO 書き込み SFD 書き込み PHR 書き込み MACBODY 書き込み送信設定 (TXFRMCTR.ISSUE_TX) 送信完了 ISSUE INTR TX Frame 図 2-1 送信シーケンス ( キャリアセンスなし ) 3 AP-MN87400_

4 送信で使用する割り込みは送信完了送信失敗の 2 種類である割り込みの内容は INTEVENT レジスタで確認可能であるキャリアセンスあり送信キャリアセンスありでフレームを送信する際には送信するフレームの INFO,SFD,PHR フレーム本体を送信用のフレームメモリに書き込んだ後キャリアセンスを行う ( キャリアセンス方法についてはアプリケーションノート AP_MN87400_003_RSSI+ キャリアセンス方法参照 ) キャリアセンス成功時はフレーム送信を行う TXFRMCTR レジスタ (004h) の ISSUE_TX ビットに 1 を書き込むことでフレーム送信が行われるフレーム送信完了時に送信完了割り込みが発生する ( 失敗の場合も割り込みが発生する ) uc MN87400//401 対向相手 INFO 書き込み SFD 書き込み PHR 書き込み MACBOODY 書き込みキャリアセンス設定 (TXFRMCTR.BKOFF_REQ) キャリアセンス完了結果読み出し BKOFF_REQ INTR RR キャリアセンス成功時送信設定 (TXFRMCTR.ISSUE_TX) ISSUE TX Frame 送信完了 INTR 図 2-2 送信シーケンス ( キャリアセンスあり ) ACK 期待送信送信フレームに対し ACK 期待をする場合フレーム送信前に TXFRMCTR レジスタ (004h) の ACKREQ_TX ビットを 1 に設定する送信手順は節もしくは節に従うただし ACK 期待送信の場合はフレーム送信後 ACK 待ちを行い一定時間で ACK フレームを受信完了しなかった場合には再送を行う ACK を受信するか 3 回再送を繰り返しても ACK を受信しなかった場合に送信完了割り込みが発生する再送回数は BKOFF_CTR レジスタ (007h) で変更可能 4 AP-MN87400_

5 uc MN87400//401 対向相手 ACK 期待設定 (TXFRMCTR.ACKREQ_TX) INFO 書き込み SFD 書き込み PHR 書き込み MACBOODY 書き込み送信設定 (TXFRMCTR.ISSUE_TX) ISSUE TX Frame TX Frame ( 再送 ) ACK 送信完了 INTR 図 2-3 送信シーケンス (ACK 要求あり再送で送信成功 ) 2.2 フレームメモリへのデータの設定フレームメモリは TX frame buffer1 と TX frame buffer2 の 2 面が用意されているここでは TX frame buffer1 を使用して送信データを設定する方法を説明する TX frame buffer2 もアドレスが異なるだけで設定内容は全く同じである 000h TX frame buffer 1 (256Bytes) info SFD PHR MHR 3bytes 0-3bytes 0-7bytes 100h 110h 120h 220h 240h ACK(16bytes) RESERVED(16bytes) TX frame buffer 2 (256Bytes) Reserved(32bytes) AUX CoM flag Payload Nonce MAC frame (exclude CRC) 340h 380h 3FFh (1024bytes) RX frame buffer (256Bytes) Reserved(64bytes) RFparams(128Bytes) info SFD PHR FC SQN 図 2-4 Frame Buffer の構成 3bytes 0-3bytes 0-7bytes 2bytes 1bytes 5 AP-MN87400_

6 TX frame buffer1 はアドレス 000h から始まり INFO 情報をアドレス 000h~002h に書き込み SFD 情報をアドレス 003h~004h に書き込み PHR 情報をアドレス 005h~006h に書き込み MACBODY をアドレス 007h から順番に必要バイト数書き込む a INFO SFD PHR MAC BODY 図 2-5 TX Frame Buffer1 の設定フォーマット INFOデータの設定 INFOフィールドは 3 バイトで構成されていて送信アンテナ情報の設定とフレーム長の設定を行うこのINFOフィールドには SFDの長さ PHRの長さを除くフレーム長 (MACBODY 長 ) を設定するハードウェアでCRCを付加する場合にはCRCを含む長さを設定する INFO SFD PHR MAC BODY CRC 図 2-6 INFO フィールドの示す長さ Attached by hardware INFOフィールドのフォーマットは図 2-7 に示すように INFO0(000h) でアンテナ情報を設定し INFO1(001h) INFO2(002h) でMACBODY+CRC 長を 11 ビットで格納する INFO フィールドで設定したデータは AIR 上には出力されない 6 AP-MN87400_

7 INFO0 ANT Reserved INFO1 Reserved PSDULen[10:8] INFO2 PSDULen[7:0] 図 2-7 INFO フィールドフォーマット SFDデータ設定 SFD データからは実際に AIR 上に出力されるデータとなる送信データは TX frame buffer1 のアドレス 003h から順番にバイトごとに読み出され AIR 上に出力される SFD の前にプリアンブル出力がされるが TX frame buffer1 にプリアンブルデータを設定する必要はない SFD のように複数バイトで示されるデータ ( アドレスなど ) は下位バイトから順番に TX frame buffer1 に格納する IEEE g では SFD=7209h と定義されているこの場合下位バイトから AIR 上に出力するためには TX frame buffer1(003h) = 09h TX frame buffer1(004h) = 72h と格納する PHRデータ設定 PHR データは SFD に続いて TX frame buffer1 に格納する PHR のフォーマットは図 2-8 に示すとおりであり 2 バイトで構成される PHR[15:8] Length[7:0] R R PHR[7:0] C R C L D 1 W 0 L 0 9 L 0 8 Data Whitening On(1)/Off(0) CRC Len 2Octet(1)/4Octet(0) 図 2-8 PHR 長 2 オクテット時の PHR フォーマット PHR も TX frame buffer1 に格納する際には下位バイト上位バイトの順に行う例えば Length=9 オクテット (= バイト ) DataWhitening=OFF CRCLEN=4 オクテットと設定する場 7 AP-MN87400_

8 合には PHR[15:0]=0900h となり TX frame buffer1(005h) = 00h ( PHR[7:0] ) TX frame buffer1(006h) = 09h (PHR[15:8]) と設定する MACBODY 設定 MACBODY はフレーム本体であり INFO の Length で設定したバイト数分のデータを TX frame buffer1 に書き込む CRC をハードウェアで自動計算する場合には INFO フィールドで示される Length から CRC 長分を引いた長さが送信データとして使用可能である INFO の Length に設定した値が 9 の場合 CRC を 4 バイトで自動計算させると有効な MACBODY 長は 5 バイトになる IEEE g では MACBODY の最初の 2byte は FC 部と呼ばれる FC 部には ID 長や ACK 要求の有無などそのフレームの情報を付加する特に情報付加の必要のない場合は 00h, 00h を格納すればよい ACK 期待する場合は FC 部に ACK 要求情報を含める必要がある ACK 期待する場合 TYPE を 001 もしくは 011 かつ AR を 1に設定することその他の bit は 0 にすればよい BEACON/DATA/ACK/COM FRAME (TYPE= ) FC part bit position SRC ADDR MODE VER DEST ADDR MODE IE PRESENT SQN Suppression PANID COMPRESS RESERVED AR PENDING SEC TYPE DATA FRAME (TYPE=101) FC part bit position IE PRESENT AR VER PENDING SQN Suppression SEC PANID PRESENT SRC ADDR MODE DEST ADDR MODE TYPE 図 2-9 FC 部フォーマット 8 AP-MN87400_

9 FC 部を除く MACBODY を仮に 11h 22h 33h の順番に送信したいとすると TX frame buffer1 に格納するデータはアドレス 000h から順番に ACK 期待なし時のフレーム例 ----INFO SFD--- --PHR MACBODY CRC FC--- 00h 00h 09h 09h 72h 00h 09h 00h 00h 11h 22h 33h 00h 00h 00h 00h ACK 期待時のフレーム例 ----INFO SFD--- --PHR MACBODY CRC FC h 00h 09h 09h 72h 00h 09h 21h 00h 11h 22h 33h 00h 00h 00h 00h と言う順番に格納する CRC 部分はハードで自動計算するためデータを設定する必要はないここでは見やすくするため CRC 部分を 00h で埋めてある 2.3 ACK 期待設定 TXFRMCTR レジスタ (004h) の ACKREQ_TX0( もしくは ACKREQ_TX1) に ACK 期待設定を行うここでは TX frame buffer1 にデータを格納したのでこのフレームに対し ACK 期待する場合 ACKREQ_TX0 を 1 にセットする RegisterName Address RW Default TXFRMCTR 004h RW 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 Reserved REST_CAL SYMCLK _STP bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 BKOFF_ BKOFF_ TX_FRM_PROP ACKREQ_ ACKREQ_ ISSUE_ ISSUE RESULT REQ TX1 TX0 TX1 _TX0 (Read Only) 9 AP-MN87400_

10 2.4 送信開始送信開始は TXFRMCTR レジスタ (004h) の ISSUE_TX0( もしくは ISSUE_TX1) によりフレーム送信を行うここでは TX frame buffer1 にデータを格納したので ISSUE_TX0 を使用する RegisterName Address RW Default TXFRMCTR 004h RW 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 Reserved REST_CAL SYMCLK _STP bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 BKOFF_ BKOFF_ TX_FRM_PROP ACKREQ_ ACKREQ_ ISSUE_ ISSUE RESULT REQ TX1 TX0 TX1 _TX0 (Read Only) ISSUE_TX0 ビット =1 にするとプリアンブルに続き TX frame buffer1 の内容が順次 AIR に送信される 2.5 送信完了と失敗送信が完了 / 失敗すると ISSUE_TX0 ビットは自動的に 0 にクリアされると同時に割り込みが発生する割り込み要因は INTEVENT レジスタを読み出すことで確認する RegisterName Address RW Default INTEVENT 003h R 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 UNLOCK BUFEMP DETPRE SSLOT INACT CAPEND BKOFF MISC bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 BEALOS GTS BEACON TXFAIL TXEND RXFAIL RXEND RXST 成功時は TXEND 割り込みが発生する INTEVENT レジスタを読み出して割り込み要因を確認して TXEND( ビット 3) が 1 になっていれば次回の送信に備えてこの割り込み要因をクリアする失敗時は TXFAIL 割り込みが発生する 10 AP-MN87400_

11 INTEVENT レジスタを読み出して割り込み要因を確認して TXFAIL( ビット 4) が 1 になっていれば送信失敗である失敗要因を調べるには STATUS レジスタの TXFAIL_INFO( ビット 2:0) を読み出す RegisterName Address RW Default STATUS 006h R 0180h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 VER bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 CAP CUR_SLOT TXFAIL_INFO 失敗要因は以下の 4 種類である. 000: バックオフ失敗 001: 再送上限回数オーバー 010: コンテンションアクセス期間外 011: パラメータ異常 11 AP-MN87400_

12 3 受信手順 3.1 基本的な受信方法フレームを受信開始した時に受信開始割り込みが発生しフレームを受信し終わった時に受信完了割り込みが発生する受信されたフレームは RX frame buffer に格納されるのでこの内容を読み出すことでフレーム受信が可能である uc MN87400 対向相手 RX Frame 受信開始 INT 受信完了フレーム読み出しバッファクリア ( RXFRMCTR.RX_BUF_CLR) INT MR RX BUFF Clr 図 3-1 受信シーケンス受信したフレームを読み出し終わったら RX frame buffer のクリアを行うフレーム受信で使用する割り込みは受信開始受信完了受信失敗の 3 種類である割り込みの内容は INTEVENT レジスタで確認可能である RegisterName Address RW Default INTEVENT 003h R 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 UNLOCK BUFEMP DETPRE SSLOT INACT CAPEND BKOFF MISC bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 BEALOS GTS BEACON TXFAIL TXEND RXFAIL RXEND RXST 12 AP-MN87400_

13 3.2 受信開始割り込みプリアンブル検出後フレームの SFD コードを検出すると受信開始割り込みが発生するマイコンに対して受信処理が始まったことを通知する目的であり受信開始時にマイコン側で処理が不要であれば未使用でもかまわない SFD コードの後には PHR が受信されるためこの割り込みを使用して PHR の読み出しを行い受信するフレーム長を確認することが出来るこの際に PHR が RX frame buffer に格納され終わるまで待ってから読み出しを行うこと待ち時間はデータレートから計算してマイコン側のタイマなどで設定すること 3.3 受信完了割り込み受信成功した場合フレームデータが格納され終わったタイミングで受信完了割り込みが発生するまたデータの上書き防止のために RX_BUF_COND ビットが自動的に 1 になる (ACK 自動応答する場合の割り込み発生タイミングは 3.7 節参照 ) 3.4 受信失敗割り込み受信が失敗すると RX frame buffer にはエラーが発生した時点までのデータが格納されている失敗要因は STAT_RXFAIL レジスタの RXFAIL_INFO(bit[15:14]) に格納されている RegisterName Address RW Default STAT_RXFAIL 036h R 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 RXFAIL_INFO[1:0] STAT_CRCERR[13:8] bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 STAT_CRCERR[7:0] 失敗理由 00: 受信フレームバッファがビジー状態 (RX_BUF_COND ビット =1) で受信開始した 01: MAC ヘッダフィルタリングで破棄された 10: CRC エラーを検出した 11: キャリアロスト (PHR が異常なフレーム長を示している ) 受信失敗時にもデータの上書き防止のために RX_BUF_COND ビットが自動的に 1 になる 13 AP-MN87400_

14 3.5 フレームメモリからのフレーム読み出しフレーム受信の際プリアンブル SFD は格納されず PHR 以降が受信フレームデータとして RX frame buffer に格納されるまた MAC frame の後ろには LQI が格納されダイバシティモードで動作している場合さらにその後ろに受信アンテナ情報 (RXANT) が格納される 000h 100h 110h 120h TX frame buffer 1 (256Bytes) ACK(16bytes) RESERVED(16bytes) PHR MHR 0-7bytes 220h 240h TX frame buffer 2 (256Bytes) Reserved(32bytes) RX frame buffer (256Bytes) AUX CoM flag Nonce Payload MAC frame 340h Reserved(64bytes) CRC LQI RXANT 380h 3FFh RFparams(128Bytes) (1024bytes) 図 3-2 RX frame buffer メモリマップ送信の例では ----INFO SFD--- --PHR MACBODY CRC h 00h 09h 09h 72h 00h 09h 00h 00h 11h 22h 33h 00h 00h 00h 00h のデータを送ったがこのデータを受信した際には RX frame buffer には --PHR MACBODY CRC LQI- -ANT- 00h 09h 00h 00h11h 22h 33h xxh xxh xxh xxh 30h 00h と格納されている LQI はプリアンブル検出時の RSSI 値である 14 AP-MN87400_

15 3.6 バッファクリア処理受信終了時には結果が成功失敗のどちらの場合でもバッファクリア処理が必要である受信終了時には RX_BUF_COND ビットが 1 になる RF_BUF_COND ビットが 1 の間は新たなフレーム受信によって RX frame buffer が上書きされないよう保護がかかっている RegisterName Address RW Default RXFRMCTR 005h RW 0000h Validation bit bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 RSSI (Read Only) bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Reserved SENSE_ RSSI_ SENSE_ RX_BUF_ RX_BUF_ RESULT REQ REQ CLR COND (Read Only) (Read Only) マイコンは新たなフレーム受信を許可するため RX frame buffer の内容を読み出した後に RX_BUF_CLR ビットに 1 を書き込むことで RX_BUF_COND ビットをクリアしなければならないなお RX_BUF_CLR ビットに 1 を書き込んでも RX frame buffer の内容はクリアされない RX_BUF_COND ビット =1 の間に受信された新たなフレームは受信失敗と判断される 15 AP-MN87400_

16 3.7 ACK 自動応答フレームを受信した際に FC 部のデータが TYPE = 001 もしくは 011, かつ AR = 1 の場合受信成功した時点でフレームメモリの ACK frame buff に格納されたデータを送信するこの場合受信完了割り込みは ACK 送信完了時に発生する uc MN87400 対向相手 RX Frame 受信開始 INT 受信完了フレーム読み出しバッファクリア ( RXFRMCTR.RX_BUF_CLR) INT MR RX BUFF Clr ACK 図 3-3 受信シーケンス (ACK 自動応答あり ) ACK 自動応答に備え予め ACK フレームの INFO,SFD,PHR フレーム本体をフレームメモリに書き込む必要がある ACK frame buff は 100h アドレスから始まる ( 図 2-4 参照 ) ACK フレームの MACBODY 長は 3byte とし FC 部は TYPE = 010 に設定する必要がある ACK フレーム例 ----INFO SFD--- --PHR-- -MACBODY CRC FC h 00h 07h 09h 72h 00h 07h 02h 00h 00h 00h 00h 00h 00h CRC 部分はハードで自動計算するためデータを設定する必要はないここでは見やすくするため CRC 部分を 00h で埋めてある 16 AP-MN87400_

アナログ・接点変換器

アナログ・接点変換器 LoRa/ 通信変換器 HLR-RS485 通信仕様書 (Modbus) インターフェース 2019 年 02 月 19 日改訂履歴日付改訂者改訂内容 2018/09/14 野村初版 2019/02/19 山下改訂 1 P12 説明文修正レジスタ割付修正 P13 キャリアセンス異常エラー追加承認確認作成 ( 3 ) 目次 1 概要... 4 2 基本仕様... 4 3 通信モードについて...

目次 1 本アプリケーションノートの目的 送信手順 基本的な送信方法 キャリアセンスなし送信 キャリアセンスあり送信 ACK 期待送信 フレームメモリへのデータの設定 INFO

目次 1 本アプリケーションノートの目的送信手順基本的な送信方法キャリアセンスなし送信キャリアセンスあり送信 ACK 期待送信フレームメモリへのデータの設定 INFO