JAJSD64C april   2017  – february 2023 PGA460

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1  絶対最大定格
    2. 6.2  ESD 定格
    3. 6.3  推奨動作条件
    4. 6.4  熱に関する情報
    5. 6.5  内部電源レギュレータの特性
    6. 6.6  トランスデューサ・ドライバ特性
    7. 6.7  トランスデューサ・レシーバ特性
    8. 6.8  A/D コンバータの特性
    9. 6.9  デジタル信号処理特性
    10. 6.10 温度センサの特性
    11. 6.11 高電圧 I/O 特性
    12. 6.12 デジタル I/O 特性
    13. 6.13 EEPROM の特性
    14. 6.14 タイミング要件
    15. 6.15 スイッチング特性
    16. 6.16 代表的な特性
  7. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  電源ブロック
      2. 7.3.2  バースト生成
        1. 7.3.2.1 センタータップ・トランスの使用
        2. 7.3.2.2 直接駆動
        3. 7.3.2.3 その他の構成
      3. 7.3.3  アナログ・フロントエンド
      4. 7.3.4  デジタル・シグナル・プロセッサ
        1. 7.3.4.1 超音波エコー - バンドパス・フィルタ
        2. 7.3.4.2 超音波エコー – 整流器、ピーク・ホールド、ローパス・フィルタ、データ選択
        3. 7.3.4.3 超音波エコー - 非線形スケーリング
        4. 7.3.4.4 超音波エコー — スレッショルド・データの割り当て
        5. 7.3.4.5 デジタル・ゲイン
      5. 7.3.5  システム診断
        1. 7.3.5.1 デバイス内部診断
      6. 7.3.6  インターフェイスの説明
        1. 7.3.6.1 時間コマンド・インターフェイス
          1. 7.3.6.1.1 実行コマンド
          2. 7.3.6.1.2 構成 / ステータス・コマンド
        2. 7.3.6.2 USART インターフェイス
          1. 7.3.6.2.1 USART 非同期モード
            1. 7.3.6.2.1.1 同期フィールド
            2. 7.3.6.2.1.2 コマンド・フィールド
            3. 7.3.6.2.1.3 データ・フィールド
            4. 7.3.6.2.1.4 チェックサム・フィールド
            5. 7.3.6.2.1.5 PGA460 UART コマンド
            6. 7.3.6.2.1.6 UARTの動作
              1. 7.3.6.2.1.6.1 無応答動作
              2. 7.3.6.2.1.6.2 応答動作 (レジスタ読み取りを除くすべて)
              3. 7.3.6.2.1.6.3 応答動作 (レジスタ読み取り)
            7. 7.3.6.2.1.7 診断フィールド
            8. 7.3.6.2.1.8 USART 同期モード
          2. 7.3.6.2.2 1 線式 UART インターフェイス
          3. 7.3.6.2.3 UART動作による超音波物体検出
        3. 7.3.6.3 イン・システム IO ピン・インターフェイスの選択
      7. 7.3.7  エコー・データ・ダンプ
        1. 7.3.7.1 オンボード・メモリ・データ保存
        2. 7.3.7.2 USART 同期モードによるダイレクト・データ・バースト
      8. 7.3.8  低消費電力モード
        1. 7.3.8.1 時間コマンド・インターフェイス
        2. 7.3.8.2 UART インターフェイス
      9. 7.3.9  トランスデューサの時間および温度デカップリング
        1. 7.3.9.1 時間デカップリング
        2. 7.3.9.2 温度デカップリング
      10. 7.3.10 メモリ CRC 計算
      11. 7.3.11 温度センサと温度データパス
      12. 7.3.12 TEST ピンの機能
    4. 7.4 デバイスの機能モード
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 UART および USART 通信の例
    6. 7.6 レジスタ・マップ
      1. 7.6.1 EEPROM のプログラミング
      2. 7.6.2 レジスタ・マップ・パーティショニングとデフォルト値
      3. 7.6.3 REGMAP レジスタ
  8. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
      1. 8.1.1 トランスデューサのタイプ
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 トランス駆動方式
        1. 8.2.1.1 設計要件
        2. 8.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 8.2.1.2.1 トランスデューサ駆動電圧
          2. 8.2.1.2.2 トランスデューサ駆動周波数
          3. 8.2.1.2.3 トランスデューサのパルス数
          4. 8.2.1.2.4 トランスの巻線比
          5. 8.2.1.2.5 トランスの飽和電流と電源電圧定格
        3. 8.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 8.2.2 直接駆動 (トランスレス) 方式
        1. 8.2.2.1 設計要件
        2. 8.2.2.2 詳細な設計手順
        3. 8.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 電源に関する推奨事項
    4. 8.4 レイアウト
      1. 8.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 8.4.2 レイアウト例
  9. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 ドキュメントのサポート
      1. 9.1.1 関連資料
    2. 9.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 9.3 サポート・リソース
    4. 9.4 商標
    5. 9.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 9.6 用語集
  10. 10メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報
7.3.6.1.2 構成 / ステータス・コマンド

構成 / ステータス・コマンドは、以下の目的で使用します。

  • PGA460 内部パラメータ構成
  • 時変ゲインとスレッショルドの設定
  • EEPROM のプログラミング
  • 診断と温度測定
  • エコー・データ・ダンプ機能

構成 / ステータス・コマンドが発行される場合には、残りのデータは、ビット的な通信を使って転送されます。このデータには、論理 1 と論理 0 がエンコードされています (図 7-11を参照)。図 7-15 および 図 7-16 に、構成 / ステータス・コマンドの全体を示します。

GUID-FD6A4050-03DB-4CF7-9617-1C78A5C12053-low.svg図 7-15 時間コマンド・インターフェイスの構成 / ステータス・コマンド—書き込み
GUID-8FE80004-316B-4E23-8682-0229240E7E0F-low.svg図 7-16 時間コマンド・インターフェイスの構成 / ステータス・コマンド—読み取り

ここに示すように、それぞれの構成 / ステータス・コマンド・フレームは、サブコマンド・フィールド、データ・フィールド、フレーム・チェックサムという 3 つのデータ・セグメントで構成されています。サブコマンドは、4 ビットのインデックス・フィールドによって定義されており、順序が決まっています。それぞれのサブコマンドごとに、フレームのデータ・セグメントにおけるデータ長が異なる可能性があります。表 7-2に、すべての PGA460 サブコマンドをインデックス順に示します。

表 7-2 時間コマンド・インターフェイス・サブコマンドの説明(4)
インデックス説明データ長 (ビット)アクセスEE
0温度の値8RN
1トランスデューサの周波数診断値824RN
減衰時間の診断値8
ノイズ・レベルの診断値8
2ドライバ周波数 (FREQ)8R/WY
3プリセット 1 バースト・パルス数 (P1_PULSE)518R/WY
プリセット 2 バースト・パルス数 (P2_PULSE)5
スレッショルド・コンパレータ・デグリッチ (THR_CMP_DEG)4
バースト・パルスのデッドタイム (PULSE_DT)4
4プリセット 1 記録時間の長さ (P1_REC)48R/WY
プリセット 2 記録時間の長さ (P2_REC)4
5プリセット 1 スレッショルド割り当て (P1_THR_0～P1_THR_15)(1)124R/WN
6プリセット 2 スレッショルド割り当て (P2_THR_0～P2_THR_15)(1)124R/WN
7バンドパス・フィルタ帯域幅 (BPF_BW) 242R/WY
初期 AFE ゲイン (GAIN_INIT)6
ローパス・フィルタのカットオフ周波数 (LPF_CO)2
非線形スケーリング・ノイズ・レベル (NOISE_LVL)5
非線形スケーリング指数 (SCALE_K)1
非線形スケーリング時間オフセット (SCALE_N)2
温度スケール・ゲイン (TEMP_GAIN)4
温度スケール・オフセット (TEMP_OFF)4
P1 デジタル・ゲイン開始スレッショルド (P1_DIG_GAIN_LR_ST)2
P1 デジタル長距離ゲイン (P1_DIG_GAIN_LR)3
P1 デジタル短距離ゲイン (P1_DIG_GAIN_SR)3
P2 デジタル・ゲイン開始スレッショルド (P2_DIG_GAIN_LR_ST)2
P2 デジタル長距離ゲイン (P2_DIG_GAIN_LR)3
P2 デジタル短距離ゲイン (P2_DIG_GAIN_SR)3
8時変ゲイン割り当て (TV_GAIN0～TV_GAIN6)56R/WY
9ユーザー・データ・メモリ (USER_1～USER_20)160R/WY
10周波数診断ウィンドウ長 (FDIAG_LEN)446R/WY
周波数診断開始時間 (FDIAG_START)4
周波数診断エラー時間スレッショルド (FDIAG_ERR_TH)3
飽和診断レベル (SAT_TH)4
P1 非線形スケーリング (P1_NLS_EN)1
P2 非線形スケーリング (P2_NLS_EN)1
電源過電圧シャットダウン・スレッショルド (VPWR_OV_TH)2
スリープ・モード・タイマ (LPM_TMR)2
電圧診断スレッショルド (FVOLT_ERR_TH)3
AFEゲイン範囲 (AFE_GAIN_RNG)2
低消費電力モード・イネーブル (LPM_EN)1
時間および温度のデカップリング選択 (DECPL_TEMP_SEL)1
時間および温度のデカップリング値 (DECPL_T)4
電流制限ディセーブル (DIS_CL)1
予約済み1
プリセット 1 ドライバ電流制限 (CURRENT_LIM1)6
プリセット 2 ドライバ電流制限 (CURRENT_LIM2)6
11エコー・データ・ダンプ・イネーブル (DATADUMP_EN)18R/WN
EEPROM プログラミング・パスワード (0xD)4
EEPROM プログラミング成功 (EE_PRGM_OK)1
EEPROM 再ロード (EE_RLOAD)1
EEPROM プログラム (EE_PRGM)1
12エコー・データ・ダンプ値(2)1024RN
13EEPROM ユーザー・バルク・コマンド (0x00～0x2B)(3)352R/WY
14予約済み
15EEPROM CRC 値 (EE_CRC)
THR_CRC 値 (THR_CC)		16RY
(1) スレッショルド・レベルのオフセット・パラメータ (TH_Px_OFF) を含みます。
(2) エコー・ダンプ・メモリは、128 サンプル、8 ビット/サンプルの配列です。
(3) インデックス 13 については、バイト 0x2B は読み取り専用です。インデックス 13 書き込みコマンドを送信する場合、バイト 2B のデータ・フィールドは、EE_CRC 値に影響を与えません。
(4) この表で使用されている略語 (たとえば、CURR_LIM1) は、レジスタ・マップレジスタ・マップレジスタ・マップ セクションで使用されている略語と同じです。

フレーム・チェックサム値は、コントローラ・デバイスでもペリフェラル・デバイスでも生成され、データ・フィールドの後に追加されます。この値は、フレーム内のすべてのビットに対するキャリーオーバー (桁上がり) を伴う 8 ビット合計を反転したものです。チェックサム計算は、最上位ビット (MSB) からバイト単位で実行されます。この MSB は、PGA460 書き込み動作時には読み取り-書き込み (R/W) ビットであり、PGA460 読み取り動作時にはデータ・フィールドの MSB です。チェックサム・フィールドの計算対象となるビット数が 8 の倍数でない場合、最も近い 8 の倍数になるまで、後にゼロ・パディング (ゼロ埋め) してチェックサム演算を行います。ゼロ・パディングは、チェックサム計算にのみ必要とされるものです。ゼロ・パディングのビットは、IO-TCI インターフェイス経由で実際には送信しないでください。

次の例は、サブコマンド・インデックス 7 (42 データ・ビット) の PGA460 書き込み動作を示すフレーム・チェックサム計算の 1 つの例です。

  • チェックサム生成対象の合計ビット数：1 R/W ビット、4 ビット・インデックス値、42 ビット・データ値。合計ビット数は 47 です。
  • チェックサムはバイト単位で計算されるため、6 フル・バイトを実現するために、末尾に 1 個のゼロが追加されます。
  • 図 7-17 に、加算によるチェックサム計算を示します。

次の例は、サブコマンド・インデックス 8 の PGA460 読み取り動作を示すフレーム・チェックサム計算の 2 番目の例です。

  • PGA460 デバイスによるチェックサム生成対象の合計ビット数：56 ビット・データ値＋8 コマンド・ビット。合計ビット数は 64 です。
  • 8 コマンド・ビットは、4 ゼロ・ビット＋インデックス[3:0] = 8 コマンド・ビットであり、チェックサム計算で使用される最初のバイトです。
  • ビット数がすでに 56であり、すなわち 7 バイトであるため、後続のゼロは追加されません。
  • 図 7-17 に、加算によるチェックサム計算を示します。

GUID-5C813DFD-B8DD-48FD-B190-8AD7FB1E826E-low.gif図 7-17 チェックサム計算

さらに、PGA460デバイスは、PGA460 書き込み動作が発行されたときに、正しいデータ転送が行われたことを示すアクノリッジ・ビット応答を実装しています。この場合、構成 / ステータス・コマンドの期間が正しく検出されないと、PGA460デバイスは、アクノリッジ・ビットを発行します。構成 / ステータス・コマンドの期間が正しく検出されたにもかかわらず、転送されたフレームのチェックサムが正しくない場合、PGA460デバイスは、論理 0 アクノリッジを送信します。構成 / ステータス・コマンドの期間が正しく検出されて、チェックサム値が正しいチェックサムと一致した場合、PGA460 デバイスは、論理 1 アクノリッジを送信します。

ビット的な通信を実施しているとき (PGA460 が構成 / ステータス・コマンドをアクティブに処理中) に、ビット・ストリームが別の時間コマンド (実行または構成のいずれか) によって中断されると、PGA460 デバイスは、このイベントをビット時間イベントとしてデコードします。この場合、元の構成 / ステータス・コマンドの実行は、タイムアウト・エラー・イベントに達するまで継続されます。または、連続データ転送の場合には、誤って転送されたフレームが PGA460 フレーム・チェックサムによって無効になります。ビット・ストリームが有効であるが想定よりも長い場合、PGA460 は、正しく転送されたフレームに基づいて実行し、残りのビット・ストリームは無視されます。

PGA460 アイドル状態のとき、パルス持続時間がいずれかのコマンドの制限値を外れた時間コマンドを受信した場合、この条件は無視されて、PGA460 デバイスは、有効な時間コマンドを受信するまでアイドル状態を維持します。この場合、PGA460 は、論理 0 アクノリッジを返しません。