2010/03/12-
このモードを使用することによりシリアル通信（I2C、SPI、JTAG等）をエミュレートし、通信することが可能です。
UTL-015で使用しているSMBus通信温度センサIC TMP401(TI)とUSB-101を通信させてみました。
USB-102やUSB-103でも同様の実験が可能です。
とても単純です。USB-101とUTL-015を直接接続しています。
UTL-015への3.3VはUSB-101から供給しています。
USB-101とUTL-015は以下のように接続されています。他は未接続です。
| USB-101(FT2232H) | 方向 | UTL-015 (TMP401) | ||
|---|---|---|---|---|
| ピン名 | ピン番号 | ピン名 | ピン番号 | |
| ADBUS0 (TCK) | 3 | ---> | SCL | 13 |
| ADBUS1 (TDI) | 4 | <---> | SDA | 15 |
| ADBUS2 (TDO) | 5 | |||
| ADBUS3 (TMS) | 6 | -- | -- | |
| ADBUS4 (GPIOL0) | 7 | -- | -- | |
| ADBUS5 (GPIOL1) | 8 | <--- | ALERT#/THERM2# | 11 |
| ADBUS6 (GPIOL2) | 9 | -- | -- | |
| ADBUS7 (GPIOL3) | 10 | <--- | THERM# | 9 |
| 3.3V出力 （JP2をショートして出力） |
21, 22 | ---> | V33 | 1, 2 |
| GND | 1, 2 | <---> | GND | 5, 6 |
SMBus (System Management Bus)はI2Cが発展した規格ですので、I2Cインタフェースとして通信できます。
今回の実験ではI2Cとして通信しています。SMBusとして扱ってはおりませんのでご了承ください。
SMBusの詳細は省略致します。詳しくは参考サイト（こちらなど）をご参照ください。
単純なものは、以下のような手順で通信を行います。
「START」 「デバイスアドレス+(W/R#)」 「レジスタアドレス」 「データ」 「STOP」
>>-------------------------------------------------------------->>
SDAの遷移は、SCLがLowのときに行われる必要があります。
SDAの遷移が、SCLがHighのときに行われると、「START/STOP」シーケンスとなります。
通信波形の例を下図に示します
STARTシーケンスの位置を拡大してみました。SCLがHのときにSDAがLになっているのがわかります。
STOPシーケンスでは逆に、クロックが先にHに上がり、そのあとSDAがHになります。
間に挟まれたデータ8bit毎に、ACKが返ったきたり、ACKを返したりします。
（クリックして拡大）
詳細はTMP401のデータシートや、他参考サイトをご覧になってください。
MPSSEモードではコマンドとデータを送信して動作させます。
VCPモードで0x86, 0x01, 0x00をFT_Write()すると、３Byteのデータがポートから出力されますが、
MPSSEモードでは、クロックレート(0x86)を0x0001に変更する、という動作になります。
0x2C, 0x10, 0x00ならばTDOポートから16Byte取得します。
サンプルプロジェクトよりコードを一部抜粋しました。（ここをクリック
）合わせてご覧ください。
まずはじめにUSB-101をMPSSEモードに切り替えます。
MPSSEへの切り替えはFT_SetBitMode関数で行います。APIのみで移行できますので、EEPROMに特別な設定は必要ありません。
第３引数の0x02でMPSSEモードに切り替わります。第2引数はポートの方向で１：OUTPUT、０：INPUTです。
FT_SetBitMode(ftHandle, (UCHAR)0xFB, (UCHAR)0x02);
動作設定は以下の配列内容で行います。
BYTE outBuffer[] = {
0x85, //Disconnect TDI to TDO LoopBack
0x97, //Turn off Adaptive clocking
0x8C, //Enable 3 Phase Data Clocking
0x86, 0x13, 0x00, //Set TCK Divisor
};
0x86, 0x13, 0x00 にてSCLのレートを設定します。
今回は300kHzを使用します。outBuffer[]はFT_Write()でまとめて送信できます
I2Cの波形とするために「3 Phase Data Clocking （0x8C）」の設定が必要です。
このモードにより、3段階のクロックでデータを出力できます。
「I2C通信規格」でもご説明したように、SDAはSCLがHのときに遷移してもらっては困りますので、このモードが必要となります。
下図に参考波形を示します。
下の波形では、SCLがHのときにデータが遷移してしまっています。（赤線部）
上の波形では、データ遷移用に半周期分のSCLが追加されおり、遷移はこの領域で行われていることがわかります。
ということは実際のレートは2/3と言うことになりそうです。（200kHz)
（クリックして拡大）
クロックエッジに対するデータの出力タイミングは
・MSBから
・立ち下がりエッジで更新
・バイト単位で出力
という条件から0x11となります。下記は「data」１バイト分の出力コードです。
BYTE outBuffer[] = {
0x11, 0x00, 0x00, data,
・・・
｝；
８bitのデータ送信毎にACKが返ってきます。（もしくは返します）
FT2232H側のDOとDIをショートしていますので、DOを一時的に入力として、LowByteを読み込みます。
BYTE outBuffer[] = {
・・・
//Get Ack
SET_DATA_BITS_LOW_BYTE, 0x00, 0x01, //SCLK:out, DO:in, DI:in
MSB_RISING_EDGE_CLOCK_BIT_IN, 0x00, //Get 1 Byte
0x87, //Send Immediate
SET_DATA_BITS_LOW_BYTE, 0x00, 0x03, //SCLK:out, DO:out, DI:in
};
FT_Write(ftHandle, outBuffer, sizeof(outBuffer), &dwByteWritten);
FT_Read(ftHandle, &ret, 1, &dwByteRead);
retの2bit目が０であれば、ACKが返っているということになります。
TMP401のManufacture IDを読み出してみました。
（クリックして拡大）
① スタートシーケンス
② スレーブアドレス＋Write、Ack応答
③ ポインタレジスタバイト
④ スタートシーケンス
⑤ スレーブアドレス＋Read、Ack送信
⑥ Manufacture ID、Ack送信
⑦ エンドシーケンス
今回は読み出しコマンドですので、まず読み出しアドレスをWriteして、返答データをReadします。
その際スタートシーケンスを再発行する必要があります（４）。
２や５ではスレーブアドレスの後の1bitでWrite/Read#を指定します。
TMP401のスレーブアドレスは0x1001100ですので、Writeの場合0をLSBに付加し0x10011000（0x98)となります。
今回の実験で作成したサンプルアプリケーションを配布しております。
UTL-015の製品ページよりダウンロードしてご利用ください。
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