アプリケーション・ノート使用上の注意

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なお、日本語版のアプリケーションノートは基本的に「Rev.0」（リビジョン0）で作成されています。

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アプリケーション・ノート使用上の注意

AN-891: ADuC703xシリーズのLINボーレート計算

Aude Richard 著者 PDFをダウンロード

はじめに

このアプリケーション・ノートの目的は、アナログ・デバイセズが発売するADuC703xシリーズのUARTで使用するデバイザ値（COMDIV0、COMDIV1、COMDIV2）の計算に習熟していただくことです。このアプリケーション・ノートでは、読者がLocal Interconnect Network（LIN）2.0仕様に精通しているものと想定します。

本書は、以下の3つの節で構成されます。

  • LINフレームヘッダ：LINフレームヘッダとSyncバイトについて説明します。
  • LINボーレート計算：LIN Hardware Synchronization（LHS）機能を使用してUARTの分周値を計算する方法について説明します。
  • LINボーレート計算のCコード例：「LINボーレート計算」で説明した計算のCコードによる実装例を示します。

LINフレームヘッダ

図1は、標準のLIN通信フレームを示します。このフレームは、ブレイクシンボル、Syncバイト、プロテクトID、データ、チェックサムで構成されます。

  • ブレイクシンボルは、LINパケットの先頭を表します。
  • Syncバイトは、スレーブのボーレートをキャリブレーションします。
  • プロテクトIDは、スレーブを識別します。
  • チェックサムは、送信データについて計算される標準チェックサム、またはプロテクトIDとデータについて計算される拡張チェックサムです。
Figure 1. LIN frame 図1. LINフレーム
図1. LINフレーム

図2は、Syncバイトの詳細を示します。Syncバイトは、マスターの所望のボーレートで送信される0xAAです。マスターのビットレートを判断する標準的な方法としては、最初の立下がりエッジから5番目の立下がりエッジまでの時間を測定します。この値を8で割ると、所望のビットレートが得られます。その後、この値はUARTの分周値の計算に使用されます。計算の詳細は、以降の節で説明します。このアプリケーション・ノートでは、Syncバイトの全8ビットのタイミングをとるために、LHS MMRが設定されているものと想定します（LHSCON1＝0x62）。

Figure 2. LIN sync byte 図2. LIN Syncバイト
図2. LIN Syncバイト

LINボーレート計算

LHSシステムを使用すると、Syncバイトの受信後にLHSVAL0から値が得られます。LHSVAL0には8つのTBITに相当する値が含まれています。この値はUARTのデバイダCOMDIV0とCOMDIV1、およびフラクショナル・デバイダCOMDIV2の値の生成に使用されます。UARTの詳細については関連するADuC703xのデータシートを参照してください。

標準のボーレート・ジェネレータを使用してCOMDIV0/COMDIV1の値を計算するには、次の基本UART式を使用します。

DL  =  20.48 MHz
ボーレート×2CD×16×2

ここで、

DLはCOMDIV0とCOMDIV1の値です。
CDはクロック・デバイダです。

LHSVAL0に基づいて、所望のボーレートは次のようになります。

所望のボーレート  =  5.12 MHz x 8
LHSVAL0

（LHSVAL0は内部の5.12MHzクロックから駆動されます。LHSCON1は8つのTBITを測定するように設定されていると想定します。）

標準のボーレート式と所望のボーレート式を組み合わせた場合、

DL  =  20.48 MHz x LHSVAL0
5.12 MHz x 2CD x 16 x 2 x 8
DL  =  LHSVAL0
2CD×16×2×2
DL  =  LHSVAL0
2CD + 6

標準のボーレート・ジェネレータ式だけを使用すると、COMDIV0/COMDIV1の必要な値が得られます。

精度を高めるには、DL値（COMDIV0/COMDIV1）を標準のボーレート・ジェネレータ向けにあらかじめ計算して、ADuC703xフラクショナル・デバイダを使用します。フラクショナル・デバイダを使用する式は、次のようになります。

ボーレート  =  20.48 MHz
DL x 2CD x 16 x 2 x ( M + N⁄2048)

ここで、MとNはCOMDIV2の値です。

M + N⁄2048  =  20.48 MHz
ボーレート×DL×2CD×16×2

ボーレートを置き換えると、

M + N⁄2048  =  20.48 MHz x LHSVAL0
5.12 MHz x 8 x DL x 2CD x 16 x 2

これは次のように簡略化されます。

M + N⁄2048  =  LHSVAL0
DL x 2CD x 2 x 16 x 2
M + N⁄2048  =  LHSVAL0
DL x 2CD + 6

フラクショナル・デバイダの計算に使用される複雑な数値演算を簡略化するため、DL (COMDIV0/COMDIV1)の値を2のべき乗に制限します。たとえば、DL＝17の場合、Nの計算でDL＝16＝24を使用します。これによりDLの変更による誤差を補償するようにNの値が自動的に調整されます。

DL  =  2DL_Power
M + N⁄2048  =  LHSVAL0
2DL_Power x 2CD + 6
M + N⁄2048  =  LHSVAL0
2DL_Power + CD + 6

M＝1に設定された場合は、

N  =  211 x LHSVAL0  − 2048
2DL_Power + CD + 6
N  =  25 − DL_Power − CD x LHSVAL0 − 2048

たとえば、19,200bpsのボーレートで、CD＝0、DL＝33、LHSVAL0＝2133の場合、N＝21でボーレートは19,197bpsです。DL＝32とN＝85を使用した場合、ボーレートは19,203bpsとなります。

LINボーレート計算のCコード例

Cでプログラミングするときは、シフト・コマンド<<and>>を使用して前述の式を簡単に記述できます。

// DL = LHSVAL0 >> CD_Bits + 6 
iDL = LHSVAL0 >> (( POWCON & 0x7)+6);

// writing DL as 2^iDL_Power 
iDL_Power = 0; 
iDL_temp = iDL; 
while(iDL >> (iDL_Power +1 )) 
{
     iDL_Power++;
}

// Configuration of the fractional divider: 
// M = 1 
// N = LHSVAL0 × 2 ^ (5 – (iDL_Power + CD)) - 2048 
iDL_temp = iDL_Power + (POWCON & 0x7); 
if (iDL_temp > 5) 
{ 
     iDL_temp = (LHSVAL0 >> (iDL_temp -5)) - 2048; 
} 
else 
{ 
     iDL_temp= (LHSVAL0 << (5 - iDL_temp)) - 2048; 
} 

COMDIV2 = 0x8800 + iDL_temp;

COMCON0 = 0x080;   // Setting DLAB 
// Setting DIV0 and DIV1 to DL calculated 
COMDIV0 = (1<< iDL_Power) & 0xff; 
COMDIV1 = (1<< iDL_Power) & 0xff00; 
COMCON0 = 0x03;   // Setting DLAB 
COMIEN0 = 0x1;    // Enable RX interrupt

 

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Aude Richard