AKM AK1595 仕様

ブランド
AKM
モデル
AK1595
タイプ
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 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 octetsAdvertising data lengthに対応しています。
送信周波数は2402MHz, 2426MHz, 2480MHz3ch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。
UARTBaud RateSET0 pin切り替えにより9600bps, 115200bps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)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
3. 目次
1. 概要 ............................................................................................................................................................. 1
2. 特徴 ............................................................................................................................................................. 1
3. 目次 ............................................................................................................................................................. 2
4. 表記法 .......................................................................................................................................................... 4
5. ブロック図と機能説明................................................................................................................................. 5
5.1. ブロック図 .......................................................................................................................................... 5
5.2. 機能説明 ............................................................................................................................................. 5
6. Pin 配置と機能 ............................................................................................................................................ 6
6.1. Pin 配置 .............................................................................................................................................. 6
6.2. 機能説明 ............................................................................................................................................. 7
7. 絶対最大定格 ............................................................................................................................................... 8
8. 推奨動作条件 ............................................................................................................................................... 8
9. 電気的特性 ................................................................................................................................................... 9
9.1. RF 特性 ............................................................................................................................................... 9
9.2. 消費電流 ............................................................................................................................................. 9
9.3. 水晶発振器特性 32MHz ................................................................................................................... 10
9.4. Timer 特性 ........................................................................................................................................ 10
10. ンタフェース特性 .................................................................................................................................. 11
10.1. デジタル DC 特性 ......................................................................................................................... 11
10.2. デジタル AC 特性 ........................................................................................................................ 12
10.2.1. システムリセッ ......................................................................................................................... 12
10.2.1.1. ハードウェアリセット .............................................................................................................. 12
10.2.1.2. ソフトウェアリセット .............................................................................................................. 12
10.2.1.3. UART インタフェースリセット (UENABLE) ......................................................................... 12
10.2.2. TXON ............................................................................................................................................ 13
10.2.3. UART シリアルインタフェースタイミング ................................................................................. 13
10.2.4. I
2
C シリアルインタフェースタイミング ...................................................................................... 14
11. リアルインタフェー ........................................................................................................................... 15
11.1. UART インタフェース ................................................................................................................. 15
11.1.1. Pin Conditon ................................................................................................................................. 15
11.1.2. UART フォーマッ..................................................................................................................... 15
11.1.3. Write アクセス ............................................................................................................................. 16
11.1.4. Read クセス .............................................................................................................................. 17
11.1.5. コマンド失敗 ................................................................................................................................ 18
11.1.6. コマンド・イベントタイミン ................................................................................................... 18
11.2. I
2
C インタフェー ...................................................................................................................... 19
11.2.1. Pin ンディショ...................................................................................................................... 19
11.2.2. データ転送 .................................................................................................................................... 19
11.2.2.1. データ変更 ................................................................................................................................ 19
11.2.2.2. スタート / ストップ コンディション .................................................................................... 20
11.2.2.3. アクノリッジ ............................................................................................................................ 20
11.2.2.4. ファーストバイ ..................................................................................................................... 21
11.2.3. Write 命令 ..................................................................................................................................... 21
11.2.4. Read クセス .............................................................................................................................. 22
11.2.4.1. カレントアドレ Read ............................................................................................................ 22
11.2.4.2. ランダム Read .......................................................................................................................... 22
12. ペレーションステー ........................................................................................................................... 23
13. Power-up Flow ........................................................................................................................................... 24
13.1. Power-up Flow .............................................................................................................................. 24
13.1.1. Power-up Flow (UART Interface) ................................................................................................. 24
13.1.2. Power-up Flow (I
2
C Interface) ...................................................................................................... 26
13.2. UART power up sequence ........................................................................................................... 28
[AK1595]
200400127-J-00 - 3 - 2020/5
13.3. I
2
C power up sequence ................................................................................................................ 29
14. TX Block .................................................................................................................................................... 30
14.1. RF Transmitter .............................................................................................................................. 30
14.2. PLL Synthesizer ............................................................................................................................ 30
14.3. PLL TX Modulator ......................................................................................................................... 30
15. Start of Transmission................................................................................................................................. 30
16. Advertising Event....................................................................................................................................... 30
17. Bluetooth Test Specification ...................................................................................................................... 31
17.1. Bluetooth Test Circuit ................................................................................................................. 31
17.2. Test Plan ....................................................................................................................................... 31
17.3. Register Setting for Bluetoth test .................................................................................................. 32
17.4. Timing Chart of Bluetooth Specification Test Mode ..................................................................... 33
17.4.1. Bluetooth Specification Test Mode using UART Interface ........................................................... 33
17.4.2. Bluetooth Specification Test Mode using I
2
C Interface ................................................................ 34
18. Register Function ...................................................................................................................................... 35
18.1. Register Map ................................................................................................................................ 35
18.1.1. <0x01> Setting1 ............................................................................................................................ 39
18.1.1.1. ADVCH1[1:0] ............................................................................................................................ 39
18.1.1.2. ADVCH2[1:0] ............................................................................................................................ 39
18.1.1.3. ADVCH3[1:0] ............................................................................................................................ 39
18.1.2. <0x02> Setting2 ............................................................................................................................ 39
18.1.2.1. POWERD[2:0] ........................................................................................................................... 39
18.1.2.2. <0x03> Setting3TXDATA_LOOP ............................................................................................. 40
18.1.2.3. TXDATA_CW ............................................................................................................................ 40
18.1.2.4. EVENTNUM[2:0] ....................................................................................................................... 40
18.1.3. <0x04~0x05> Setting4, 5 .............................................................................................................. 41
18.1.3.1. ADVDELAY_ENB ..................................................................................................................... 41
18.1.3.2. AVDINTVL[14:0] ....................................................................................................................... 41
18.1.4. <0x06> Settings6 .......................................................................................................................... 42
18.1.4.1. CRC_ENB ................................................................................................................................. 42
18.1.4.2. WHITE_ENB ............................................................................................................................. 42
18.1.4.3. PDULEN[5:0] ............................................................................................................................ 42
18.1.5. <0x07~0x35> TX Data .................................................................................................................. 43
18.1.5.1. <0x08> PRAMBL[7:0] ............................................................................................................... 43
18.1.5.2. <0x08~0x0B> ACCS_ADRS1[7:0]~ACCS_ADRS4[7:0] .......................................................... 43
18.1.5.3. <0x0C~0x32> PDU1[7:0]~PDU39[7:0] ..................................................................................... 43
18.1.5.4. <0x33~0x35> CRC1[7:0]~CRC3[7:0] ....................................................................................... 43
18.1.6. <0x36> MODE .............................................................................................................................. 44
18.1.6.1. TX_START ................................................................................................................................ 44
18.1.6.2. BLE_TEST_ENB, TX_ENB ...................................................................................................... 44
18.1.7. <0x3F> SOFTRST ........................................................................................................................ 45
18.1.7.1. SOFTRST[7:0] .......................................................................................................................... 45
19. IC ンタフェース回路 ............................................................................................................................. 46
20. 部接続回路例 ......................................................................................................................................... 48
20.1. 外部接続回路例 ............................................................................................................................. 48
20.2. 部品リスト .................................................................................................................................... 49
21. ッケージ ................................................................................................................................................. 50
21.1. 外形寸法図 .................................................................................................................................... 50
21.2. マーキング .................................................................................................................................... 51
22. ーダリングガイド .................................................................................................................................. 52
23. 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 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 16 進数表記データです。
8’b1010 1011: 8bit 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 Advertisers 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 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
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 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 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 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 2402MHz2426MHz2480MHz 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
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
<The meaning of abbreviations used in the “I/O” column of the pin table below>
Pin
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
UARTH
I
2
CHi-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 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 晶振動子接続 pin
6
OSC2
AO
32MHz 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
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 VSS0V に対する値です。
Note 2 LPFO pin RFOUT pin を除きます。
Note 3 LPFO pin RFOUT pin 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
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=2.03.7V, Temperature range = -4085deg, TX_ch:2426MHz, RFOUT:0dBm
Note 3 VDD=2.03.7V, Temperature range = -4085deg, <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
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 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. 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
Pin
Conditions
min.
typ.
max.
Unit
High level input voltage
Vih
Note 1
0.7VDD
-
-
V
Low level input voltage
Vil
Note 1
-
-
0.3VDD
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 = -100A
0.8VDD
-
-
V
Low level output voltage
(except SDA pin)
Vol1
Note 5
Iol = 100A
-
-
0.2VDD
V
Low level output voltage
for SDA pin
Vol2
Note 6
Iol = 3mA
-
-
0.4
V
Note 1 Digital input pinsRSTN, IF1, IF2, SET0, SET1, RXDBT, UARTHI2CL, TXON pins
Note 2 Digital input pinsRSTN, IF1, IF2, SET0, SET1, UARTHI2CL, TXON pins
Note 3 Digital input pinRXDBT pin
Note 4 Digital input pinsTEST0, TEST1 pins
Note 5 Digital output pinsTXDBT, IF2(TXD) pins
Note 6 Digital output pinIF2(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 性の切り替えタイミングは 1/2VDD 電圧レベルに規定されます。
10.2.1. ステムリセット
10.2.1.1. ハードウェアリセット
RSTN pin 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 pin 下記の状態にしてください。
UART を選択している場合IF1 pin HTXON pin ”L”に固定してください。
I
2
C を選択している場合:IF1 pin “HIF2 pin “Hi-Z TXON pin ”L”に固定してください
Parameter
Symbol
min.
typ.
max.
Unit
Remarks
リセットパルス
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 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) 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 “H”IF1 pin “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 “H”ベルを検出するとRF 送信を開始します。TXON pin H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 Hのままであっても再度送信を行いません。TXON pin 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 リアルインタフェースタイミン
UARTHI2CL pin Hの場合IF1 pin およ IF2 pin UART 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 pinL”
Baud Rate2
rBAUD
-
115,200
-
bps
SET0 pinH”
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%
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 I
2
C のインタフェースとして動作します。本 IC
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
Start
Stop
tSU:STO
VIL
VIH
VIL
tSP
Figure 9. AC Timing of I
2
C
[AK1595]
200400127-J-00 - 15 - 2020/5
11. リアルインタフェース
UART インタフェースおよ 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 pinSET1 pinSET0 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 ンタフェース Enable
(UENABLE)
UART Baud Rate 設定
(BRATE)
11.1. UART 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 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 SET0 pin(BRATE)変えることが可能です
SET0 pin = “L”とき、Baud rate = 9600bps
SET0 pin = “H”とき、Baud rate = 115200bps
SET1 pin (UENABLE)L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
化されるため、RXD からのデータ受信およ 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 Lから“H”に切り替えて UART インタフェース Enable としてください。
UART による通信 UENABLE 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 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、
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 “0”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 “1”
す。8bit 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 4bit で構成されます。RXD からコマンドを入力する場合、Type = 4b0001 に設定してください。
TXD から出力されるイベントは、Type = 4b0100 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 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 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 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 示したフォーマットで行うことができます。
Type = 4b0001
OpCode = 4b0001
です。Length は書き込む Start Adress Data の合計バイト長です。LSB 6bit 合計バイト長を指定して
ください。MSB 2bit Dont 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 6bit でレジスタのアドレスを指定してください。MSB 1bit Dont Care で、MSB
2bit 目は 0 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。 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 3 以上に設定し、Data 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、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
なる Length および Start Address の設定は禁止です。また、<Address 0x3F> SOFTRST[7:0]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
6’h02Start Address A[5:0] 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
X
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 = 4b0100
OpCode = 4b0001
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 8’b0000 0001(コマンド失敗)とし
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 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 = 4b0001
OpCode = 4b0010 です。Length Start Address Stop Address の合計バイト長です。LSB 6bit 合計
バイト長を指定してください。MSB 2bit Dont Care す。Length 6h02 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 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 6bit でレジスタのアドレスを指定してください。 MSB 1bit 目は Dont Care で、MSB
2bit 目は 0 を書き込んでください。Start Address および Stop Address 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 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
X
X
X
X
X
X
X
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
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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 = 4b0100
OpCode = 4b0010
Length 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 Length 8’b0000_0001Parameter
8’b0000_0001(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 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 Start Address 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 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. マンド失
レジスタの Write または Read アクセス時、記の条件を満たした場合、コマンドはエラーとなります。
マンドがエラーの場合、イベントの Parameter 8’b0000_0001(コマンド失敗)として TXDから出力します。
OpCode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 4b0000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 マンドのエラー条件
Type
4'b0001 以外
OpCode
4'b00014'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 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. 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 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から送信されるイントで、Length分のバ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
UENABLE “L”にして I/F コントロール部を初期化する
UENABLE 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 ンディション
I
2
C インタフェースを用いる場合、UARTHI2CL pin 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 クロック(SCL), IF2 pin データ(SDA)対応します。SET1, SET0 pin で本 IC 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 CAD1SET0 pin 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
0
7’b01010_00
0
1
7’b01010_01
1
0
7’b01010_10
1
1
7’b01010_11
UARTHI2CL pin および CAD1, CAD0 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。に、1 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 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 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HL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 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 インがH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
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 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。
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、 IC
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
/