2020年7月31日、ポジティブワン株式会社（本社・東京都渋谷区）は、計測器メーカーや計測機能としてほしかった追加機能対応IoTシリアル（SPI、I2C、UART）小型モジュールの販売を開始いたします。シリアルインターフェイスは、標準のUSB-シリアルアダプタよりもはるかに多くのことができます。よく知られていない機能の1つは、メッセージ間の時間間隔を含む、通信を記録する機能です。最大限に活用できるように、これらのデバイスのユーザーインターフェースを改善しました。
これらの改善の恩恵を受けるデバイスは次のとおりです。
・ 最も一般的なRS232標準のために使用
https://www.positive-one.com/products/Yocto-RS232.html
・ 3Vまたは5Vのレベルで動作することが可能
https://www.positive-one.com/products/board-computer/Yocto-Serial.html
・ 独立したクロックラインとのSPI通信が可能
https://www.positive-one.com/products/Yocto-SPI.html
・ I2CおよびSMBus通信が可能
https://www.positive-one.com/products/board-computer/Yocto-I2C.html
◆ コミュニケーション分析ユーザーインターフェイス
新しいユーザーインターフェースウィジェットを使用すると、メッセージ交換をより簡単に探索できます。ウィンドウが開くとすぐに、デバイスのメモリで見つかった最後の4KBのメッセージが表示されます。メッセージが交換されている限り、メッセージはリストに追加されます。拡大鏡アイコンの横にキーワードを入力すると、選択したキーワードを含むメッセージに表示を制限できます。必要に応じて、ボタンの一時停止ボタンを使用して、表示の更新を一時停止できます。ユーザーインターフェイスは、100分の1のメッセージを処理できます。数千後、Webブラウザーの速度が低下する可能性がありますが、いつでもクリアボタンを使用して、表示履歴とデバイスのメモリを空にすることができます。
各メッセージの先頭には、最初のメッセージに対するタイムスタンプと、送信の方向（送信または受信）が付加されます。読みやすくするために、方向の1つも強調表示されています。メッセージのタイムスタンプは、メッセージが検出された正確な時刻に、デバイスによって直接記録されます。したがって、ミリ秒単位の精度で、非常に正確です。
選択したプロトコルタイプに関係なく、ボタンhex/view ASCIIを使用して、ASCIIモードと16進モードの間で表示を切り替えることができます。但し、キャプチャがテキストベースのプロトコル（ラインベースのASCIIプロトコル、STX / ETXベースのASCIIプロトコル、または汎用のASCIIストリーム）を使用して行われる場合、すべての非テキスト制御コードは自動的にフィルタリングされるため、表示されません。したがって、制御コードをチェックする必要がある場合は、バイナリモードプロトコルを使用します。
多くのメッセージを含むコミュニケーションを調査または比較する必要がある場合は、ボタンのエクスポートを使用して、メッセージのセット全体を大きなウィンドウで開きます。エクスポートされたビューには、同時に16バイトの16進コードと、読みやすいようにテキスト行としてフォーマットされた対応するASCII文字が同時に含まれます。このビューは、必要に応じて[ 保存 ]ボタンを使用してスタンドアロンのHTMLファイルに保存し、後で任意のWebブラウザを使用して再び開くことができます。
◆ ユースケース
通信ユーザーインターフェースは、すべてがうまくいったことを確認するのに非常に役立ちます。実際、デバイスが内部メモリに送信したメッセージと受信したメッセージを記録しますので、ソフトウェアを実行した後でこのインターフェイスを開くだけで、ソフトウェアが通信をどのように処理していたかを確認できます。オリジナルHubソフトウェアを介して、シリアルインターフェースと通信するようにソフトウェアを構成すると、ソフトウェアと機器間の通信をリアルタイムで監視することもできます。 最終的に、このユーザーインターフェイスを使用して、スヌーピング機能を使用して、非シリアルインターフェイスで処理される通信プロトコルを分析することもできます。
◆メッセージの識別
シリアルデータストリームをメッセージに分割することは、通信を正しく読んで理解するために非常に重要です。この目的のために、シリアルインターフェイスには、メッセージの開始と終了を最もよく認識できるプロトコルをいくつかのプロトコルから選択するオプションがあります。これにより、各メッセージにリアルタイムでタイムスタンプを割り当てることができます。
メッセージを識別する最も簡単な方法は、通信の方向に依存することです。明らかに、通信の方向が変わると、前のメッセージが終了し、新しいメッセージが始まります。これは、プロトコルGeneric Byte streamおよびGeneric ASCII streamで使用される方法です。これは、要求/応答の厳密な代替が使用される多くの一般的なシナリオでかなり機能します。すべてのメッセージの後に応答がない場合、または両側が同時にメッセージを送信する場合を処理するには、エミッター自体によって制御されるメッセージ区切り文字が必要です。
テキストメッセージの場合、最も一般的なメッセージ区切り文字は行末（CRおよび/またはLFコード）です。そのソリューションを使用する場合は、ラインベースのASCIIプロトコルを選択できます。一部のセンサーで使用されているように、STXおよびETXコードでフレーム化されたテキストメッセージを使用する機能も最近追加されました。このオプションを使用する場合は、[ STX / ETXベースのASCIIプロトコル ]を選択します。メッセージには、STXコードとETXコードの間で送信される文字のみが含まれます。
バイナリメッセージの場合、データストリームからのメッセージを認識するには、基になるプロトコルの深い知識が必要になる場合があります。しかし、これらのシリアルモジュールのシリアルインターフェイスはメッセージをリアルタイムで分析できるため、バイトフレーム間の時間間隔の測定値を活用できます。これは、多くの場合、メッセージ区切り文字として非常によく機能します。MODBUSなどの一部のプロトコルでは、フレーム間の時間間隔も仕様の一部です。このため、不明なプロトコルを処理する場合、一般に、たとえばフレーム間隔が3msまたは5msのフレームベースのバイナリプロトコルを選択することをお勧めします。
◆スヌーピング：外部からのシリアル通信の分析
通信プロトコルの開発に取り組む場合、計測器メーカーが提供する参照ツールによって生成されるメッセージ交換を調査すると役立つことがよくあります。シリアルバスのタイプに応じて、多少の労力が必要です。 RS485規格は、RS485バス上で並列に複数のインタフェースを追加することを可能にするように、スヌーピングは自明です。そのため、RS485バスに追加のモジュールを接続すると、バスで送信されたすべてのメッセージのトレースを簡単に取得できます。適切なビットレートとパリティを見つけ、必要に応じてD +とD-を切り替えるだけです。ただし、両方の当事者が同じデータ回線を使用して通信するため、スヌーピングデバイスは、どちらの当事者がどのメッセージを送信したかを知ることができません。
スヌーピングはより複雑になる可能性がありますが、2つのDB9コネクタの間に挿入して,RS232モジュールをラインに並列に接続できるRS232-Snooping-Adapterを作成しました。スヌーピングモードで設定すると、RS232モジュールは、メッセージの方向を含め、両方に対して送信されたメッセージの詳細を表示できます。 TTL / CMOS 3Vまたは5Vシリアルライン、同じソリューションは、同様に使用することができます。単に接続することができシリアルモジュールで行われ、同じようにRS232-スヌーピング・アダプタへの通信回線の接続できます。
SPIモジュールは、デバイスの電気レベルチェンジャーは完全に双方向なので、スヌーピングモードで構成すると、SPIバスのすべてのラインと並列に接続するだけで、デバイスは通信に干渉することなくそれらすべてを監視します。SDIとSDOの両方のデータラインが同時にキャプチャ、個別に表示されます。SPIバスにSSラインが含まれている場合、このラインを接続してスヌーピングを行うことが重要です。このラインは、バイト転送の開始を同期するのに役立ちます。SSなし特に、SPIモード0および2でデータをスヌーピングすると、ビットシフトが簡単に発生し、メッセージのデコードが非常に退屈な作業になります。ただ、I2Cについては、スヌーピング機能はまだありません。将来的にはサポートすることを検討しております。
【ポジティブワン株式会社について】
社名 ポジティブワン株式会社（POSITIVE ONE CORPORATION）
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ＵＲＬ https://www.positive-one.com
ポジティブワン株式会社は、2004年の設立以来、世界の半導体メーカーと最先端技術を利用した製品開発に携わっています。世界の半導体メーカーの動向に合わせて、３つの事業を展開しています。海外の半導体関連製品（基板、開発～検証認証ツール、ミドルウエア）の輸入販売サポート、ODM・OEM向け製造サービス（仕様設計、回路設計、基板設計、ソフトウエア開発、筐体設計、信頼性試験）、EMV・CANopen・車載ネット―ワーク等の標準安全試験認証を行う第三者検査機関サービスを行っています。ハードウエアは高速デジタル回路設計、 3Dセンサー、ニューラルネットワークと深層学習の開発、ネットワーク・ソフトウェア・ハードウェアがクロスボーダーするような領域での開発を強みとしています。
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