AKM AK1595 仕様

[AK1595]

200400127-J-00 - 1 - 2020/5

1. 概要

AK1595 は、Bluetooth

®

Low Energy(以下 BLE) に準拠した送信 IC です。BLE のアドバタイズに必要な機

能を内蔵しています。汎用インタフェースである UART または I

2

C を用いて IC の設定や送信データをレジス

タに書き込むだけで、BLE のアドバタイズ送信を簡単に実現することが出来ます。既存のマイコンを用いた

デバイスに、BLE Beacon 機能を追加する用途に最適です。

2. 特徴

・ Bluetooth

®

5.2準拠

➢ Bluetooth

®

5.2に準拠しています。

➢ 最大31 octetsのAdvertising data lengthに対応しています。

➢ 送信周波数は2402MHz, 2426MHz, 2480MHzの3chに対応しています。

➢ LE 1M PHY (1Mbps)に対応しています。

➢ Bluetooth

®

認証試験用のインタフェースとテスト回路を搭載しています。

*Extended advertising PDU, Secondary Advertising, LE 2M,AoA, AoD には対応しておりません。

・インタフェース

➢ UART, I

2

Cに対応しています。

➢ UARTのBaud RateはSET0 pinの切り替えにより9600bps, 115200bpsに対応可能です。

・ RF送信

➢ 最大0dBm(typ.)で出力可能です。送信パワーは0dBm ~ -32dBmまでの間で調整可能です。

➢ レジスタの所定のアドレスへの書き込み、またはTXON pinの入力によりRF送信を開始することが

できます。

・ Whitening, CRC, GFSK

➢ 所定のレジスタに書き込むことで送信データを設定できます。BLEに準拠したCRC計算とホワイ

トニング処理はチップ内部で自動的に実行されるため、書き込む送信データに特別な処理は必要

ありません。

➢ GFSK(1Mbps)に対応しています。

・電源電圧

➢ 2.0V ~ 3.7Vに対応しています。

・パッケージ

➢ 20-pin HWQFN (3mm x 3mm, 0.4mm pitch)

・システムBOMコストを抑え、シンプルな基板デザインが可能です。

すべての商標および登録商標は、それぞれの所有者に帰属します。

Bluetooth

®

は，Bluetooth SIG, Inc.の登録商標です。

AK1595

Bluetooth

®

Low Energy transmitter

    [AK1595] 
200400127-J-00  -  2  -  2020/5 
 
 
 目次 
 
 概要 ............................................................................................................................................................. 1 
 特徴 ............................................................................................................................................................. 1 
 目次 ............................................................................................................................................................. 2 
 表記法 .......................................................................................................................................................... 4 
 ブロック図と機能説明................................................................................................................................. 5 
1.  ブロック図 .......................................................................................................................................... 5 
2.  機能説明 ............................................................................................................................................. 5 
 Pin 配置と機能 ............................................................................................................................................ 6 
1.  Pin 配置 .............................................................................................................................................. 6 
2.  機能説明 ............................................................................................................................................. 7 
 絶対最大定格 ............................................................................................................................................... 8 
 推奨動作条件 ............................................................................................................................................... 8 
 電気的特性 ................................................................................................................................................... 9 
1.  RF 特性 ............................................................................................................................................... 9 
2.  消費電流 ............................................................................................................................................. 9 
3.  水晶発振器特性  32MHz ................................................................................................................... 10 
4.  Timer 特性 ........................................................................................................................................ 10 
 インタフェース特性 .................................................................................................................................. 11 
1.  デジタル DC 特性 ......................................................................................................................... 11 
2.  デジタル  AC  特性 ........................................................................................................................ 12 
2.1.  システムリセット ......................................................................................................................... 12 
2.1.1.  ハードウェアリセット .............................................................................................................. 12 
2.1.2.  ソフトウェアリセット .............................................................................................................. 12 
2.1.3.  UART  インタフェースリセット  (UENABLE) ......................................................................... 12 
2.2.  TXON ............................................................................................................................................ 13 
2.3.  UART シリアルインタフェースタイミング ................................................................................. 13 
2.4.  I
2
C シリアルインタフェースタイミング ...................................................................................... 14 
 シリアルインタフェース ........................................................................................................................... 15 
1.  UART  インタフェース ................................................................................................................. 15 
1.1.  Pin Conditon ................................................................................................................................. 15 
1.2.  UART  フォーマット..................................................................................................................... 15 
1.3.  Write アクセス ............................................................................................................................. 16 
1.4.  Read アクセス .............................................................................................................................. 17 
1.5.  コマンド失敗 ................................................................................................................................ 18 
1.6.  コマンド・イベントタイミング ................................................................................................... 18 
2.  I
2
C  インタフェース ...................................................................................................................... 19 
2.1.  Pin  コンディション...................................................................................................................... 19 
2.2.  データ転送 .................................................................................................................................... 19 
2.2.1.  データ変更 ................................................................................................................................ 19 
2.2.2.  スタート  /  ストップ  コンディション .................................................................................... 20 
2.2.3.  アクノリッジ ............................................................................................................................ 20 
2.2.4.  ファーストバイト ..................................................................................................................... 21 
2.3.  Write 命令 ..................................................................................................................................... 21 
2.4.  Read アクセス .............................................................................................................................. 22 
2.4.1.  カレントアドレス Read ............................................................................................................ 22 
2.4.2.  ランダム Read .......................................................................................................................... 22 
 オペレーションステート ........................................................................................................................... 23 
 Power-up Flow ........................................................................................................................................... 24 
1.  Power-up Flow .............................................................................................................................. 24 
1.1.  Power-up Flow (UART Interface) ................................................................................................. 24 
1.2.  Power-up Flow (I
2
C Interface) ...................................................................................................... 26 
2.  UART power up sequence ........................................................................................................... 28 

    [AK1595] 
200400127-J-00  -  3  -  2020/5 
 
3.  I
2
C power up sequence ................................................................................................................ 29 
 TX Block .................................................................................................................................................... 30 
1.  RF Transmitter .............................................................................................................................. 30 
2.  PLL Synthesizer ............................................................................................................................ 30 
3.  PLL TX Modulator ......................................................................................................................... 30 
 Start of Transmission................................................................................................................................. 30 
 Advertising Event....................................................................................................................................... 30 
 Bluetooth Test Specification ...................................................................................................................... 31 
1.  Bluetooth Test    Circuit ................................................................................................................. 31 
2.  Test Plan ....................................................................................................................................... 31 
3.  Register Setting for Bluetoth test .................................................................................................. 32 
4.  Timing Chart of Bluetooth Specification Test Mode ..................................................................... 33 
4.1.  Bluetooth Specification Test Mode using UART Interface ........................................................... 33 
4.2.  Bluetooth Specification Test Mode using I
2
C Interface ................................................................ 34 
 Register Function ...................................................................................................................................... 35 
1.  Register Map ................................................................................................................................ 35 
1.1.  <0x01> Setting1 ............................................................................................................................ 39 
1.1.1.  ADVCH1[1:0] ............................................................................................................................ 39 
1.1.2.  ADVCH2[1:0] ............................................................................................................................ 39 
1.1.3.  ADVCH3[1:0] ............................................................................................................................ 39 
1.2.  <0x02> Setting2 ............................................................................................................................ 39 
1.2.1.  POWERD[2:0] ........................................................................................................................... 39 
1.2.2.  <0x03> Setting3TXDATA_LOOP ............................................................................................. 40 
1.2.3.  TXDATA_CW ............................................................................................................................ 40 
1.2.4.  EVENTNUM[2:0] ....................................................................................................................... 40 
1.3.  <0x04~0x05> Setting4, 5 .............................................................................................................. 41 
1.3.1.  ADVDELAY_ENB ..................................................................................................................... 41 
1.3.2.  AVDINTVL[14:0] ....................................................................................................................... 41 
1.4.  <0x06> Settings6 .......................................................................................................................... 42 
1.4.1.  CRC_ENB ................................................................................................................................. 42 
1.4.2.  WHITE_ENB ............................................................................................................................. 42 
1.4.3.  PDULEN[5:0] ............................................................................................................................ 42 
1.5.  <0x07~0x35> TX Data .................................................................................................................. 43 
1.5.1.  <0x08> PRAMBL[7:0] ............................................................................................................... 43 
1.5.2.  <0x08~0x0B> ACCS_ADRS1[7:0]~ACCS_ADRS4[7:0] .......................................................... 43 
1.5.3.  <0x0C~0x32> PDU1[7:0]~PDU39[7:0] ..................................................................................... 43 
1.5.4.  <0x33~0x35> CRC1[7:0]~CRC3[7:0] ....................................................................................... 43 
1.6.  <0x36> MODE .............................................................................................................................. 44 
1.6.1.  TX_START ................................................................................................................................ 44 
1.6.2.  BLE_TEST_ENB, TX_ENB ...................................................................................................... 44 
1.7.  <0x3F> SOFTRST ........................................................................................................................ 45 
1.7.1.  SOFTRST[7:0] .......................................................................................................................... 45 
 IC  インタフェース回路 ............................................................................................................................. 46 
 外部接続回路例 ......................................................................................................................................... 48 
1.  外部接続回路例 ............................................................................................................................. 48 
2.  部品リスト .................................................................................................................................... 49 
 パッケージ ................................................................................................................................................. 50 
1.  外形寸法図 .................................................................................................................................... 50 
2.  マーキング .................................................................................................................................... 51 
 オーダリングガイド .................................................................................................................................. 52 
 改訂履歴 .................................................................................................................................................... 52 
重要な注意事項 ................................................................................................................................................. 53 
 
   

[AK1595]

200400127-J-00 - 4 - 2020/5

4. 表記法

下記表記は特定の信号やレジスタ名に対して使われています。

• [名前]: 内部信号、あるいは内部状態

• <名前>: Register アドレス

• {名前}: Register ビット名

数値の表記

• 0x4D2: 16 進数を表します。

• 0d1234 or 1234: 10 進数を表します。

• 0b100 1101 0010: 2 進数を表します。

ビット数と数値を合わせた表記

• 8’hAB: 8bit の 16 進数表記データです。

• 8’b1010 1011: 8bit の 2 進数表記データです。

ex)

6’h12 = 6’b010002

8’h12 = 8’00010002

略語および頭字語は下記の通りです。

• AdvA Advertiser’s Device Address

• BLE Bluetooth

®

Low Energy

• CRC Cyclic Redundancy Check

• GFSK Gaussian Frequency Shift Keying

• I

2

C Inter-Integrated Circuit

• LDO Low Drop Out

• LSB Least Significant Bit

• MCU Micro Controller Unit

• MSB Most Significant Bit

• PDU Protocol Data Unit

• PLL Phase Locked Loop

• PPM Part Per Million

• RF Radio Frequency

• SW Switch

• TX Transmit

• UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter

下記の用語は Bluetooth® Low Energy の Advertising Channel のデータの一部を示します。

詳細は下図を参照してください。

・Payload

・AdvA

・AdvData

LSB MSB

AdvA

1octet

4octets

2octets

6octets

3octets

0 to

31octets

CRC

Preamble

Access

Address

PDU

Header

Payload

AdvData

Figure 1 Bluetooth

®

Low Energy Advertising Channel packet format

[AK1595]

200400127-J-00 - 5 - 2020/5

5. ブロック図と機能説明

5.1. ブロック図

ブロック図を以下に示します。電源供給 pin とグラウンド pin は含まれていません。

Figure 2. Overall Block Diagram

5.2. 機能説明

-Digital Block

UART または I

2

C インタフェースによるレジスタの書き込み／読み出しや、パワーダウン制御、送信データ

の生成、CRC、ホワイトニング処理、タイミング管理、Bluetooth 認証試験のコマンド処理を行います。

-Clock Generator

外付けの水晶振動子と接続して、基準発振周波数である 32MHz のクロックを生成します。

-LDO

AVDD 電源から、デジタル部および TX Block に供給する電源を生成します。

- TX Block

PLL と RFAMP により TX Block を構成します。外付けの水晶振動子と ClockGenerator で生成した 32MHz

のクロックを基準に、BLE のアドバタイズチャネルである 2402MHz、2426MHz、2480MHz の周波数を生成

します。デジタル部で生成した送信データをもとに GFSK 変調を行います。RFAMP は、PLL 部で生成した

信号を増幅して出力します。出力電力はレジスタにて 0dBm ~ -32dBm typ.の間で調整が可能です。

TX Block

CRC

Generator

Whitening

Generator

Clock

Generator

32MHz

Digital Block

TXON

IF1

OSC1

OSC2

LPFO

RFOUT

PALDOC

TEST0

RSTN

PLL

Synthesize

r

Bluetooth®

Low Energy

Controller

Register

UART

TEST1

UARTHI2CL

IF2

SET0

SET1

I

2

C

TXDBT

RXDBT

LDO

LDOC

[AK1595]

200400127-J-00 - 6 - 2020/5

6. Pin 配置と機能

6.1. Pin 配置

LPFO

TXDBT

RXDBT

TXON

RSTN

15

14

13

12

11

RFVSS

16

10

IF2

RFOUT

17

9

IF1

PALDOC

18

8

TEST1

LDOC

19

7

TEST0

VSS

20

6

OSC2

1

2

3

4

5

AVDD

SET0

SET1

UARTH

I2CL

OSC1

Figure 3. Pin configurations (Top view)

[AK1595]

200400127-J-00 - 7 - 2020/5

6.2. 機能説明

No.

Pin name

I/O

Pin Functions

State after

reset

Max. load

capacitance

Pull-up/

Pull-down

Remarks

TX Section

17

RFOUT

AO

RF 送信出力 pin

18

PALDOC

AO

RF 送信出力調整用電圧の出力 pin

インダクタを介して RFOUTpinに接続

してください

External Interface

11

RSTN

DI

リセット pin

9

IF1

DI

インタフェース入力 pin

UART: RXD

I

2

C: SCL

Note2

10

IF2

DIO

インタフェース入出力 pin

UART: TXD

I

2

C: SDA

UART：H

I

2

C：Hi-Z

UART: 15pF

I

2

C: 400pF

Note2

2

SET0

DI

インタフェース設定 pin

UART: UART Baud Rate 設定

L: 9,600bps

H: 115,200bps

I

2

C: I

2

C スレーブアドレス設定

3

SET1

DI

インタフェース設定 pin

UART: UART インタフェース Enable

I

2

C: I

2

C スレーブアドレス設定

13

RXDBT

DI

Bluetooth 認証試験用入力 pin

Pull-up

Note3

14

TXDBT

DO

Bluetooth 認証試験用出力 pin

L

15pF

4

UARTHI2

CL

DI

インタフェース選択 pin

H: UART

L: I

2

C

12

TXON

DI

RF 送信トリガ pin

Note1

7

TEST0

DI

テスト pin

Pull-down

Note1

8

TEST1

DI

テスト pin

Pull-down

Note1

Common Section

19

LDOC

AO

LDO 用コンデンサ接続 pin

キャパシタを接続してください。

Note4

5

OSC1

AI

32MHz 水晶振動子接続 pin

6

OSC2

AO

32MHz 水晶振動子接続 pin

15

LPFO

AIO

ループフィルタ用コンデンサ接続 pin

Power supply

1

AVDD

P

電源供給 pin

16

RFVSS

G

RFAMP グラウンド

20

VSS

G

電源グラウンド

Note1 使用しない場合は VSS に接続して下さい。

Note2 I

2

C インタフェースで使用する場合、プルアップする電圧は本 IC の電源電圧と同じにしてください。

Note3 Bluetoth 認証試験を行うとき以外は Open にしてください。

Note4 LDOC pin はキャパシタのみ接続してください。他のデバイスに接続しないでください。

Note5 パッケージ裏面中央の露出パッド（Exposed Pad）はオープンとしてください。

AI: Analog input pin

AO: Analog output pin

AIO: Analog I/O pin

DI: Digital input pins

DO: Digital output pin

DIO: Digital I/O pin

P: Power supply pin

G: Ground pin

[AK1595]

200400127-J-00 - 8 - 2020/5

7. 絶対最大定格

Parameter

Symbol

min.

max.

Unit

Remarks

Supply Voltage

VDD

-0.3

6.0

V

Note 1

Ground Level

VSS

0

V

Input Voltage1

Vin1

VSS-0.3

VDD+0.3

V

Note 1, Note2

Input Voltage2

Vin2

VSS-0.3

2.5

V

Note3

Input Current

Iin

-50

+50

mA

Output Current

Iout

-50

+50

mA

Storage Temperature

Tstg

-55

+125

deg.

Note 1 電圧は全て VSS＝0V に対する値です。

Note 2 LPFO pin と RFOUT pin を除きます。

Note 3 LPFO pin と RFOUT pin です。

注意: この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊する事があります。

また通常の動作は保証されません。

8. 推奨動作条件

下記の仕様は、推奨動作条件(供給電圧/動作温度)の範囲内で適用されます。

Parameter

Symbol

Voltage

Ground pin

Remarks

Ground pin

VSS

0V

VSS, RFVSS

Parameter

Symbol

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

Operating

Temperature

Ta

-40

85

deg.

Supply

Voltage

VDD

2.0

3.0

3.7

V

AVDD pin

Note 1 電圧は全て VSS に対する値です。

Note 2 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては当社では責任を負いません。

[AK1595]

200400127-J-00 - 9 - 2020/5

9. 電気的特性

下記の仕様は、推奨動作条件(供給電圧/動作温度)の範囲内で、且つ 20 外部接続回路例に示す外付け整合回路

が接続されている状態で適用されます。

9.1. RF 特性

Parameter

Min.

Typ.

Max.

Unit

Remarks

中心

周波数

Note1

周波数帯 1

-

2402

-

MHz

周波数帯 2

-

2426

-

MHz

周波数帯 3

-

2480

-

MHz

出力電力

パワー設定 1

0

dBm

パワー設定 2

-32

dBm

出力電力調整ステップ幅

0

-

dB

Note 3

GFSK

Note2

00001111パターンの平均周

波数偏移量(Δf)

(()

±225

±250

±275

kHz

1010 パターンの

00001111パターンに対する

周波数偏移比

80

-

%

最小周波数偏移(Δfmin)

±185

-

kHz

伝送速度(bit rate)

-

1.0

-

Mbps

BT(Bandwidth-Time)

-

0.5

-

変調指数(m)

0.45

0.50

0.55

m=(2*|Δf|) / (bit rate)

In-band Spurious Emission

-20

-30

dBm

1MHzBW @2MHz offset

1MHzBW @>3MHz offset

Note 1 中心周波数は周波数偏移の中心値を示します。

Note 2 GFSK 特性は BLE テスト規格(RF-PHY)に準拠します。

Note 3 参考値です。特性を保証するものではありません。

9.2. 消費電流

下記の仕様は、推奨動作条件(供給電圧/動作温度)の範囲内で、且つ 20 外部接続回路例に示す外付け整合回路

が接続されている状態で適用されます。

Parameter

Symbol

Condition

min.

typ.

max.

Unit

Full Power Down

SIDD1

Note 1

-

15

nA

Advertising

IDD1

Note 2

-

8

mA

Intermisson

IDD2

Note3

-

0.9

mA

Note 1 VDD=3.0V, Room Temperature (25deg.).

Note 2 VDD=2.0～3.7V, Temperature range = -40～85deg, TX_ch:2426MHz, RFOUT:0dBm

Note 3 VDD=2.0～3.7V, Temperature range = -40～85deg, <Address 0x03> EVENTNUM[2:0] bits ≠ 3’d1

[AK1595]

200400127-J-00 - 10 - 2020/5

9.3. 水晶発振器特性 32MHz

Parameter

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

発振周波数

32.000

MHz

Note1

起動安定時間

2

msec

Note2

Note1 周波数精度は、外付け部品を含めて±50ppm 以内にしてください。

Note2 EPSON 社製「FA-128 負荷容量 6pF 品」を使用した場合の参考値です。特性を保証するものでは

ありません。

Note3 水晶を含めた発振特性は、実装回路上での評価を水晶メーカに依頼し，発振特性を確認してからご使

用ください。

9.4. Timer 特性

送信インターバル

Parameter

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

Tch_int

(8+PDULEN[5:0]) * 8 + 30

sec

Note1

advInterval

0.02

10.24

sec

15bit 制御

レジスタにて設定

Note2

advDelay

0

10

msec

疑似ランダムで発生

Note2

Note1 Bluetooth 認証試験の RF-PHY のとき、Tch_int = 625 μsec です。

Note2 <Address 0x03> EVENTNUM[2:0] bits ≠ 3’d1 の場合

RFOUT

1st

2nd

3rd

1st

2nd

3rd

Tch_int

Advertising Event

Tch_int

T_advEvent = advInterval + advDelay

Figure 4. Interval of Advertising Event

[AK1595]

200400127-J-00 - 11 - 2020/5

10. インタフェース特性

下記の仕様は、推奨動作条件(供給電圧/動作温度)の範囲内で適用されます。

10.1. デジタル DC 特性

Parameter

Symbol

Conditions

min.

typ.

max.

Unit

High level input voltage

Vih

Note 1

0.7VDD

-

V

Low level input voltage

Vil

Note 1

-

0.3VDD

V

High level input current

Iih1

Note 2

Note 3

Vih = VDD

-10

-

+10

A

Low level input current

Iil1

Note 2

Note 4

Vil = VSS

-10

-

+10

A

High level input current

Iih2

Note 4

Vih = VDD

40

100

170

A

Low level input current

Iil2

Note 3

Vil = VSS

-170

-100

-40

A

High level output voltage

Voh

Note 5

Ioh = -100A

0.8VDD

-

V

Low level output voltage

(except SDA pin)

Vol1

Note 5

Iol = 100A

-

0.2VDD

V

Low level output voltage

for SDA pin

Vol2

Note 6

Iol = 3mA

-

0.4

V

Note 1 Digital input pins：RSTN, IF1, IF2, SET0, SET1, RXDBT, UARTHI2CL, TXON pins

Note 2 Digital input pins：RSTN, IF1, IF2, SET0, SET1, UARTHI2CL, TXON pins

Note 3 Digital input pin：RXDBT pin

Note 4 Digital input pins：TEST0, TEST1 pins

Note 5 Digital output pins：TXDBT, IF2(TXD) pins

Note 6 Digital output pin：IF2(SDA) pin

[AK1595]

200400127-J-00 - 12 - 2020/5

10.2. デジタル AC 特性

特記無き場合、デジタル AC 特性の切り替えタイミングは 1/2VDD の電圧レベルに規定されます。

10.2.1. システムリセット

10.2.1.1. ハードウェアリセット

RSTN pin に 1μsec 以上の区間“L”レベルを入力すると、ハードウェアリセットが実行されます。ハードウ

ェアリセットでは、すべての内部状態が初期化されます。確実にハードウェアリセットを行う為に、リセッ

ト区間中およびリセット解除のタイミングでは、AK1595 の pin は下記の状態にしてください。

UART を選択している場合：IF1 pin を“H”、TXON pin を”L”に固定してください。

I

2

C を選択している場合：IF1 pin を“H”、IF2 pin を“Hi-Z”、 TXON pin を”L”に固定してください。

Parameter

Symbol

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

リセットパルス幅

tRSTN

1

-

μsec

RST_N

tRSTN

50%

Figure 5. AC Timing of Hardware Reset

10.2.1.2. ソフトウェアリセット

<Address 0x3F> SOFTRST[7:0] bits = 8’b1010_1010 を書き込むと、ソフトウェアリセットが実行されま

す。ソフトウェアリセットでは、Digital Block の内部状態が初期化されます。I

2

C インタフェースでソフト

ウェアリセットを行った場合はスリープに、UART インタフェースでソフトウェアリセットを行った場合

はスタンバイ状態に移行します。そのためソフトウェアリセット実施後は、最初からすべての動作設定を行

う必要があります。<Address 0x3F> SOFTRST[7:0] bits は、ソフトウェアリセット完了後に自動で

8’b0000_0000 に戻ります。確実にソフトウェアリセットを行う為に、TXON pin を”L”に固定してくださ

い。

10.2.1.3. UART インタフェースリセット (UENABLE)

UART インタフェースを選択しているとき、SET1 pin(UENABLE)に 1μsec 以上の区間“L”レベルを入力す

ると、UART I/F コントロール部は初期化されます。確実にリセットを行う為に、リセット区間中およびリ

セット解除のタイミングでは、UARTHI2CL pin を“H”、IF1 pin を“H”に固定してください。

Parameter

Symbol

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

UART リセットパルス幅

tURSTN

1

-

μsec

SET1(UENABLE)

tURSTN

50%

Figure 6. AC Timing of UART Interface Reset

[AK1595]

200400127-J-00 - 13 - 2020/5

10.2.2. TXON

リセット解除状態で TXON pin の“H”レベルを検出すると、RF 送信を開始します。TXON pin を“H”にして

送信を開始した後、<Address 0x03> EVENTNUM[2:0] bits ≠ 3’d0 のときに指定した回数のアドバタイジン

グイベントが終了した場合、TXON pin が“H”のままであっても再度送信を行いません。TXON pin を 10

μsec 以上“L”にした後、TXON pin を再び“H”にすることで再度送信を開始することができます。

Parameter

Symbol

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

TXON “L”パルス幅

tTXONL

10

-

μsec

TXON

tTXONL

50%

Figure 7. AC Timing of TXON

10.2.3. UART シリアルインタフェースタイミング

UARTHI2CL pin が”H”の場合、IF1 pin および IF2 pin は UART インタフェースとして動作します。

Parameter

Symbol

min.

typ.

max.

Unit

Remarks

Baud Rate1

rBAUD

-

9,600

-

bps

SET0 pin：“L”

Baud Rate2

rBAUD

-

115,200

-

bps

SET0 pin：“H”

Baud Rate Accuracy

bERR

-

±2.5

%

Note1

Byte Data Send Wait Time

tMIN

0

-

msec

Command Turnaround Time

tTURN

0

-

msec

Note1 参考値です。特性を保証するものではありません。

Note2 IF1(RXD)からデータを受信中は、IF2(TXD)からデータを送信しません。

Note3 IF2(TXD)からデータを送信中は、IF1(RXD)へのデータ送信は行わないでください。

1/rBAUD

50%

Start

Data[0]

Data[7]

Stop

IF1(RXD)

IF2(TXD)

IF1

tMIN

Start

8 bits

Command

Stop

IF2

Start

8 bits

Event

Stop

Start

8 bits

Command

Stop

1/rBAUD

Start

8 bits

Event

Stop

Start

8 bits

Command

Stop

tMIN

tTURN

(RXD)

(TXD)

Figure 8. AC Timing of UART

[AK1595]

200400127-J-00 - 14 - 2020/5

10.2.4. I

2

C シリアルインタフェースタイミング

UARTHI2CL pin が”L”の場合、IF1 pin および IF2 pin は I

2

C のインタフェースとして動作します。本 IC

の I

2

C は、ファストモード(max:400kHz)に対応しています。

項目

Symbol

Min

Typ

Max

単位

SCL Clock Frequency

fSCL

-

400

kHz

Bus Free Time Between Transmissions

tBUF

1.3

-

μsec

Start Condition Hold Time (prior to first clock pulse)

tHD:STA

0.6

-

μsec

Clock Low Time

tLOW

1.3

-

μsec

Clock High Time

tHIGH

0.6

-

μsec

Setup Time for Repeated Start Condition

tSU:STA

0.6

-

μsec

SDA Hold Time from SCL Falling

tHD:DAT

0

-

μsec

SDA Setup Time from SCL Rising

tSU:DAT

0.1

-

μsec

Rise Time of Both SDA and SCL Lines

tR

-

0.3

μsec

Fall Time of Both SDA and SCL Lines

tF

-

0.3

μsec

Setup Time for Stop Condition

tSU:STO

0.6

-

μsec

Capacitive load on bus

Cb

-

400

pF

Pulse Width of Spike Noise Suppressed by Input Filter

tSP

50

nsec

tHIGH

SCL

SDA

VIH

tLOW

tBUF

tHD:STA

tR

tF

tHD:DAT

tSU:DAT

tSU:STA

Stop

Start

Stop

tSU:STO

VIL

VIH

VIL

tSP

Figure 9. AC Timing of I

2

C

[AK1595]

200400127-J-00 - 15 - 2020/5

11. シリアルインタフェース

UART インタフェースおよび I

2

C インタフェースのファストモードに対応しています。インタフェースは

UARTHI2CL pin、SET1 pin、SET0 pin によって設定を変更できます。各 pin の対応を以下に示します。

UARTHI2CL pin

Interface

SET1 pin

SET0 pin

L

I

2

C

I

2

C スレーブアドレス設定

(CAD1)

I

2

C スレーブアドレス設定

(CAD0)

H

UART

UART インタフェース Enable

(UENABLE)

UART Baud Rate 設定

(BRATE)

11.1. UART インタフェース

11.1.1. Pin Conditon

UART インタフェースを用いる場合、UARTHI2CL pin を VDD に接続してください。

IF1 pin = RX data (RXD)

IF2 pin = TX data (TXD)

になります。フロー制御はありません。

Baud rate は SET0 pin(BRATE)で変えることが可能です。

SET0 pin = “L”のとき、Baud rate = 9600bps

SET0 pin = “H”のとき、Baud rate = 115200bps

SET1 pin (UENABLE)が“L”の場合、UART インタフェースは Disable となり UART I/F コントロール部は初期

化されるため、RXD からのデータ受信および TXD からのデータ送信はできません。UART インタフェースで

通信を行うときは、UENABLE を“L”から“H”に切り替えて UART インタフェースを Enable としてください。

UART による通信は UENABLE を“L”から“H”に切り替えてから 3msec 以上経過してから行ってください。

UARTHI2CL pin および BRATE は、リセット解除後の設定切り替えは禁止です。設定を切り替える場合、リ

セットをかけた状態で行ってください。

11.1.2. UART フォーマット

スタートビットは 1bit で“0”です。データは 8bit で、パリティはありません。ストップビットは 1bit で“1”で

す。8bit のデータは LSB (Least Significant Bit)ファーストで通信を行います。UART インタフェースで IF1 pin

が受信するデータをコマンド、IF2 pin が送信するデータをイベントと定義します。コマンドおよびイベント

フォーマットは下記の通りです。

IF1/IF2

S

T

S

P

Type

(4bit)

OpCode

(4bit)

S

T

S

P

Length

(8bit)

S

T

S

P

Data

(8bit)

S

T

S

P

Data

(8bit)

ST : Start bit

SP : Stop bit

Data : Length Byte

Figure 10. UART コマンド/イベントフォーマット

Type は 4bit で構成されます。RXD からコマンドを入力する場合、Type = 4’b0001 に設定してください。

TXD から出力されるイベントは、Type = 4’b0100 となります。

Type

Function

4’b0001

コマンド

4’b0100

イベント

上記以外

禁止

[AK1595]

200400127-J-00 - 16 - 2020/5

OpCode は 4bit で構成されます。レジスタに Write または Read アクセスを行う場合、4’b0001 または

4’b0010 の OpCode を指定してください。

OpCode

Function

4’b0001

レジスタ Write

4’b0010

レジスタ Read

上記以外

禁止

Length は、Length 以降に続くコマンドまたはイベントの Data のバイト長を示しています。Data は、11.1.3

Write アクセスおよび 11.1.4 Read アクセスで規定されたフォーマットで通信することが可能です。

11.1.3. Write アクセス

レジスタへの Write アクセスは、Figure 11 に示したフォーマットで行うことができます。

Type = 4’b0001

OpCode = 4’b0001

です。Length は書き込む Start Adress と Data の合計バイト長です。LSB の 6bit で合計バイト長を指定して

ください。MSB の 2bit は Don’t Care です。Start Address は書き込み開始のレジスタアドレスを指定するバ

イトです。LSB の 6bit でレジスタのアドレスを指定してください。MSB の 1bit 目は Don’t Care で、MSB の

2bit 目は 0 を書き込んでください。Data はレジスタに書き込むデータを指定してください。本 IC は複数バイ

トのデータを一度に書き込むことができます。Length を 3 以上に設定し、Data を 1 バイト送った後に更にデ

ータを送ると、内部アドレスカウンタは自動的にインクリメントし、データは次のアドレスに格納されます。

内部アドレスカウンタのインクリメントは 6’h37 で停止します。最終データ受信時のカウンタ値が 6’h37 に

なる Length および Start Address の設定は禁止です。また、<Address 0x3F> SOFTRST[7:0]にはカウンタイ

ンクリメントによる Write はできません。<Address 0x3F> SOFTRST[7:0]にアクセスする場合は Length を

6’h02、Start Address の A[5:0]を 6’h3F に設定してください。

RXD

S

T

S

P

S

T

S

P

S

T

S

P

Type

OpCode

Length

Start Address (n)

S

T

S

P

Data (n)

S

T

S

P

Data (n+1)

S

T

S

P

Data (n+Length-2)

Length Byte

L

0

L

1

L

2

L

3

L

4

L

5

A

0

A

1

A

2

A

3

A

4

A

5

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

0

X

Figure 11. Write アクセスコマンド(RXD)

上記 Write アクセスコマンドの受信が完了した場合、TXD から 2msec 以内にイベントを出力します。イベ

ントは以下のフォーマットとなります。

Type = 4’b0100

OpCode = 4’b0001

Length=8’b0000_0001

TXD

S

T

S

P

S

T

S

P

S

T

S

P

Type

OpCode

Length

Parameter

P

0

P

1

P

2

P

3

P

4

P

5

P

6

P

7

1Byte

Figure 12. Write アクセスイベント(TXD)

Parameter は以下の通りです。コマンドがエラーの場合、Parameter は 8’b0000 0001(コマンド失敗)とし

て TXD から出力します。コマンドがエラーとなる条件は 11.1.5 コマンド失敗を参照してください。

Parameter

Function

8’b0001_0000

コマンド成功

上記以外

コマンド失敗

[AK1595]

200400127-J-00 - 17 - 2020/5

11.1.4. Read アクセス

レジスタへの Read アクセスは Figure 13 に示したフォーマットで行うことができます。Type = 4’b0001

OpCode = 4’b0010 です。Length は Start Address と Stop Address の合計バイト長です。LSB の 6bit で合計

バイト長を指定してください。MSB の 2bit は Don’t Care です。Length は 6’h02 を設定してください。ただ

し、単一アドレスの読み出しを行う場合、Length を 6’h01 に設定することで Stop Address の設定を省略する

ことが可能です。Start Address および Stop Address は読み出し開始と終了のレジスタアドレスを指定するバ

イトです。LSB の 6bit でレジスタのアドレスを指定してください。 MSB の 1bit 目は Don’t Care で、MSB

の 2bit 目は 0 を書き込んでください。Start Address および Stop Address に同じ値を設定した場合、単一ア

ドレスの読み出しとなります。Start Address および Stop Address を異なる値にすることで、本 IC は複数の

バイトのデータを一度に読み出すことができます。Stop Address は Start Address 以上の値を設定してくださ

い。

RXD

S

T

S

P

S

T

S

P

S

T

S

P

Type

OpCode

Length

(1 or 2)

Start Address

(n)

Length Byte

L

0

L

1

L

2

L

3

L

4

L

5

A

0

A

1

A

2

A

3

A

4

A

5

0

X

S

T

S

P

Stop Address

(m)

A

0

A

1

A

2

A

3

A

4

A

5

X

Optional

(Length = 1)

X

0

Figure 13. Read アクセスコマンド(RXD)

上記 Read アクセスコマンドの受信が完了した場合、TXD から 2msec 以内にイベントを出力します。イベ

ントは以下のフォーマットとなります。

Type = 4’b0100

OpCode = 4’b0010

Length は Start Address から Stop Address までのデータの合計バイト長となります。

TXD

S

T

S

P

S

T

S

P

Type

OpCode

Length

S

T

S

P

Data (n)

S

T

S

P

Data (n+1)

S

T

S

P

Data (n+Length-2)

Length Byte

L

0

L

1

L

2

L

3

L

4

L

5

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

D

0

D

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

7

L

6

S

T

S

P

Parameter

P

0

P

1

P

2

P

3

P

4

P

5

P

6

P

7

L

7

Figure 14. Read アクセスイベント(TXD)

Parameter は以下の通りです。コマンドがエラーの場合、 Length は 8’b0000_0001、Parameter は

8’b0000_0001(コマンド失敗)として TXD から出力します。Parameter までを出力し、Data は出力しません。

コマンドがエラーとなる条件は 11.1.5 コマンド失敗を参照してください。

Parameter

Function

8’b0001_0000

コマンド成功

上記以外

コマンド失敗

コマンド成功の場合、Data は Start Address で指定されたアドレスのデータから Stop Address で指定され

たアドレスのデータまでを読み出すことが可能です。Data を 1 バイト送った後、内部アドレスカウンタは自

動的にインクリメントし、次のアドレスのデータを読み出すことができます。ただし、内部アドレスカウンタ

のインクリメントは 6’h3F で停止します。レジスタマップに存在しないアドレスや書き込み専用のアドレス

の読み出しはデータ“0”が読み出されます。

[AK1595]

200400127-J-00 - 18 - 2020/5

11.1.5. コマンド失敗

レジスタの Write または Read アクセス時、下記の条件を満たした場合、コマンドはエラーとなります。コ

マンドがエラーの場合、イベントの Parameter は 8’b0000_0001(コマンド失敗)として TXDから出力します。

OpCodeによってエラーとなった場合、TXDから出力されるイベントは OpCodeを 4’b0000として返します。

エラー判定項目

Write コマンドのエラー条件

Read コマンドのエラー条件

Type

4'b0001 以外

OpCode

4'b0001、4'b0010 以外

Length

6’h00, 6’h01 の時、

または 8’h39 以上

6’h01, 6’h02 以外

Start Address と Stop Address の関係

-

Start Address > Stop Address

内部アドレスカウンタの最終値

6’h37 の時

-

11.1.6. コマンド・イベントタイミング

RXD へ入力されるコマンドおよび TXD から出力されるイベントは下図のように通信を行うことができま

す。RXD からデータを受信中は、TXD からデータを送信しません。TXD からデータを送信中は、RXD への

データ送信は行わないでください。

RXD へ入力するコマンドは、Length で指定したバイト長分のデータを必ず入力してください。コマンドの

受信が完了しないと、TXD からイベントは出力されません。Length で指定したバイト長分のコマンドをすべ

て受信した場合、TXD から 2msec 以内にイベントを出力します。

RXD

S

T

S

P

Type

(4bit)

OpCode

(4bit)

S

T

S

P

Length

(8bit)

S

T

S

P

Data

(8bit)

S

T

S

P

Type

(4bit)

OpCode

(4bit)

S

T

S

P

Length

(8bit)

S

T

S

P

Data

(8bit)

TXD

S

T

S

P

Type

(4bit)

OpCode

(4bit)

< 2msec

Figure 15. UART Command and Event Timing

TXDから送信されるイベントで、Length分のバイトデータの送信が完了していないときに、(1/rBAUD*10)sec

以上 TXD からスタートビットを検出できない場合は下記を実施してください

UENABLE を“L”にして I/F コントロール部を初期化する

UENABLE を“H”にする

3msec 以上待機する

コマンドを再送

または

ハードウェアリセット実行してすべての内部状態を初期化した後、初めから設定をやり直す。

[AK1595]

200400127-J-00 - 19 - 2020/5

11.2. I

2

C インタフェース

11.2.1. Pin コンディション

I

2

C インタフェースを用いる場合、UARTHI2CL pin を VSS に接続してください。I

2

C インタフェースの場

合、IF1 pin がクロック(SCL), IF2 pin がデータ(SDA)に対応します。SET1, SET0 pin で本 IC の I

2

C スレーブ

アドレスの下位 2bit を切り替えることができます。SET1 pin が CAD1、SET0 pin が CAD0 に対応していま

す。スレーブアドレスは下記の通りです。

CAD1

(SET1 pin)

CAD0

(SET0 pin)

I

2

C スレーブアドレス

0

7’b01010_00

0

1

7’b01010_01

1

0

7’b01010_10

1

7’b01010_11

UARTHI2CL pin および CAD1, CAD0 は、リセット解除後の設定切り替えは禁止です。設定を切り替える場

合、ハードウェアリセットをかけた状態で行ってください。

11.2.2. データ転送

バス上の IC へのアクセスには、最初にスタート·コンディションを入力します。次に、1 バイトで構成され

るデバイスのアドレスを含んだスレーブ·アドレスを入力します。この時、バス上の IC はこのアドレスと自

分自身のアドレスを比較し、アドレスが一致した IC はアクノリッジを生成します。アドレスが一致した IC

は、この後 Read 又は Write を実行します。命令終了時には、ストップ·コンディションを入力して下さい。

11.2.2.1. データ変更

SDA ラインのデータ変更は SCL ラインが“L”の間に行って下さい。クロックが“H”の間には SDA ラインの

状態は一定でなければなりません。データラインが“H”と“L”の間で状態を変更できるのは SCL ラインのクロ

ック信号が“L”の時に限られます。SCL ラインが“H”の時に SDA ラインを変更するのは、スタート·コンディシ

ョン、ストップ·コンディションを入力するときのみです。

SCL

SDA

DATA LINE

STABLE :

DATA VALID

CHANGE

OF DATA

ALLOWED

Figure 16. データの変更

[AK1595]

200400127-J-00 - 20 - 2020/5

11.2.2.2. スタート / ストップコンディション

SCL ラインが“H”の時に SDA ラインを“H”から“L”にすると、スタート·コンディションが作られます。すべ

ての命令は、スタート·コンディションから始まります。

SCL ラインが“H”の時に SDA ラインを“L”から“H”にすると、ストップ·コンディションが作られます。すべて

の命令は、ストップ·コンディションにより終了します。

SCL

SDA

STOP CONDITION

START CONDITION

Figure 17. スタート·コンディションとストップ·コンディション

11.2.2.3. アクノリッジ

データを送出している ICは、1バイトのデータを送出した後 SDAラインを解放します（“H”の状態にする）。

データを受信した IC は次のクロックで SDA ラインを“L”にします。この動作はアクノリッジと呼ばれ、この

動作により正しくデータ転送が行われた事を確認することができます。

本 ICはスタート·コンディションとスレーブアドレスを受け取るとアクノリッジを生成します。また、Write

命令の場合には各バイトの受信を完了する度にアクノリッジを生成します。Read 命令の場合には、本 IC は

アクノリッジ生成に続いて指定されたアドレスのデータを出力した後 SDA ラインを解放し、SDAラインをモ

ニターします。マスターがストップ·コンディションを送らずアクノリッジを生成した場合、本 IC は次のア

ドレスのデータを出力します。アクノリッジが生成されなかった場合、本 IC はデータ出力を終了します。

SCL FROM

MASTER

acknowledge

DATA

OUTPUT BY

TRANSMITTER

DATA

OUTPUT BY

RECEIVER

1

9

8

START

CONDITION

Clock pulse

for acknowledge

not acknowledge

Figure 18. アクノリッジの生成

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AKM AK1595 仕様

AKM AK1595 仕様

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