hobbylab.jp 部品オペアンプ_関係 Si4735 マニュアル CmdNote

いろいろ失敗しましたが、ようやくSSBを聞けるようになりましたので、実際を記載します。
Si4735/32などのカスタムファームウェア（主にSSBパッチ）で使われるパッチファイル(C言語の配列に落とし込んだ形式)における、0x15（PATCH_ARGS）と0x16（PATCH_DATA）について解説します。
結論から言うと、パッチファイルは「最初に数行の0x15（初期化・領域確保）が走り、その後に膨大な0x16（データ本体）の塊が続き、セクションの節目や最後に再び0x15（インデックス更新や確定）が挟まる」という構成（サンドイッチ構造）を採っています。
以下に、標準的なSSBパッチファイル領域構成のパターンを解説します。

1-2 ファイル構造概要

1行＝8バイト（コマンド1バイト＋引数7バイト）のデータが並ぶ中、領域は大きく分けて4つのフェーズに分かれています。下記は patch_full.h に記載されているものを記載します。(パッチNoは 9D_29です。)

[ファイル先頭]
│
├── ① 【導入・初期化領域】 (0x15 が1行)
│　　　└─ デバイスへのパッチ適用宣言、書き込み開始アドレスの指定など
│　　　　　　0x15, 0x00, 0x0F, 0xE0, 0xF2, 0x73, 0x76, 0x2F
│
├── ② 【データ転送メイン領域】 (0x16 が連続、数百〜1000行以上)
│　　　└─ ファームウェアバイナリの本体。ひたすら0x16が続く
│
├── ③ 【セクション切り替え領域】 (0x15 が挟まる)
│　　　└─ 次のメモリブロックへのポインタ移動（ページ切り替え）
│
├── ④ 【データ転送再開領域】 (再び 0x16 が連続)
│
├── ⑤ 【確定・実行領域】 (最後に 0x15 が1行)
│　　　└─ 転送完了通知、チェックサム検証のトリガー、パッチの有効化
│　　　　　　0x15, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x9D, 0x29
│
[ファイル末尾]

2 パッチの使用方法

2-1 Si4735の回路

今回作成した回路の概要は
・MCUはCH30V203C8T6
・I2Cで接続した EEPROM 24C512(容量的には24C256でも良い)
・I2Cで接続した Si4735
・Si4735のRSTは MCUのPB5に接続
・Si4735のGPO2/INTはMCUのPB9に接続

2-2 パッチを外付けEEPROMへ書き込み

プログラムからパッチのデータ配列が記載されている patch_full.h から読み出し EEPROM へ書き込みを行った。
patch_full.h はプログラムが入っている User ディレクトリー内に入れ、プログラムには
#include "patch_full.h"
と記載する
EEPROMの書き込み回数を削減するためページ書込を行った。(1回のページ書込で128バイト書込できるので通常使用しているバイト書込に比べてEEPROMの書き込み寿命を128倍長持ちできる。)
Fast_Write_Patch_To_EEPROM()を実行することでSi4735へ書き込みを行います。
I/Oの設定は別に記載する。

以下プログラムは patch_full.hのバッチを24C512にブロック転送するものです
// １〜3項目で構成されています。
//プログラムで patch_full.h をinclude するので15〜16Kbyteのエリアを消費しますので常時コメントアウトして下さい。
#define d_EEPROM_ADDRESS   0xA0      // A0,A1,A2ピンが全てGND時の7bitアドレス(0x50)の左シフト値
#include "patch_full.h" // パッチ配列をインクルード EEPROMにコピー下ので

#define I2C_TIMEOUT_MAX   10000
// ====================================================================
// 1. 1バイト読み込み関数（アドレス指定を 0xA0 シフトなしに修正）
// ====================================================================
uint8_t EEPROM_ReadByte(uint16_t mem_addr, uint8_t *data) {
    uint32_t timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

// ★ (d_EEPROM_ADDRESS << 1) から、シフト無しの d_EEPROM_ADDRESS に統一
    I2C_Send7bitAddress(I2C2, d_EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(mem_addr >> 8));
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(mem_addr & 0xFF));
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

// ★ ここもシフト無しの d_EEPROM_ADDRESS に統一
    I2C_Send7bitAddress(I2C2, d_EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);
    I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);

timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

*data = I2C_ReceiveData(I2C2);
    I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);

return 1;
}

// ====================================================================
// 2. ページ書き込み関数（128バイト一括転送・アドレス 0xA0 統一版）
// ====================================================================
uint8_t EEPROM_WritePage(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr, uint8_t NumByteToWrite) {
    uint32_t timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

// ★ シフト無しの d_EEPROM_ADDRESS (0xA0) を使用
    I2C_Send7bitAddress(I2C2, d_EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(WriteAddr >> 8));
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(WriteAddr & 0xFF));
    timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if(--timeout == 0) return 0;
    }

while(NumByteToWrite--) {
        I2C_SendData(I2C2, *pBuffer);
        pBuffer++;
        timeout = I2C_TIMEOUT_MAX;
        while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
            if(--timeout == 0) return 0;
        }
    }

I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
    Delay_Ms(5);

return 1;
}

// ====================================================================
// 3. パッチ一括書き込み＆検証関数（メイン処理）
// ====================================================================
void Fast_Write_Patch_To_EEPROM(void) {
    uint32_t patch_size = sizeof(ssb_patch_content);
    uint32_t current_addr = 0;
    uint8_t write_len;
    uint8_t verify_data;
    uint32_t i;

printf("\r\n--- EEPROM SSB Patch Page-Writer Start ---\r\n");
    printf("Patch Size: %d bytes\r\n", patch_size);

while(current_addr < patch_size) {
        uint16_t bytes_to_page_boundary = 128 - (current_addr % 128);
        uint32_t bytes_left_in_patch = patch_size - current_addr;

if (bytes_left_in_patch < bytes_to_page_boundary) {
            write_len = (uint8_t)bytes_left_in_patch;
        } else {
            write_len = (uint8_t)bytes_to_page_boundary;
        }

if (!EEPROM_WritePage((uint8_t*)&ssb_patch_content[current_addr], (uint16_t)current_addr, write_len)) {
            printf("\r\n[ERROR] Page Write failed at Address: 0x%04X\r\n", (uint16_t)current_addr);
            return;
        }

current_addr += write_len;
        printf("Writing Progress: %d / %d bytes...\r\n", current_addr, patch_size);
    }

printf("Writing Complete! Starting Verification...\r\n");

for (i = 0; i < patch_size; i++) {
        if (!EEPROM_ReadByte((uint16_t)i, &verify_data)) {
            printf("[ERROR] Read failed at Address: 0x%04X\r\n", (uint16_t)i);
            return;
        }

if (verify_data != ssb_patch_content[i]) {
            printf("\r\n[MISMATCH] At 0x%04X | Exp: 0x%02X, Got: 0x%02X\r\n", (uint16_t)i, ssb_patch_content[i], verify_data);
            return;
        }
    }

printf("\r\n>> SUCCESS! SSB Patch successfully saved to EEPROM (Page Mode)! <<\r\n");
}

2-3 外付けEEPROMからSi4735へ書き込み

2-3-1 0x01. POWER_UPについて

SSBを受信する場合はその都度 0x01コマンドでSi4725にパッチを書込む必要がある。
パッチを書き込む場合は 0x01 の PATCH(ARG1,5)を 1 にする必要がある。
また FUNC(ARG1,3:0)を 1 にする必要があるので注意すること。( 15 では応答パラメータのSTATUSで ERR がでて書込できない。)
上記三行が判るまで4週間かかりました。

2-3-2 書き込み

書込は外付けのEEPROM 24C512から 8 byte ずつ読み取り、先頭の 1 Byteをコマンドとし、そのた 7 ByteをデータとしてSi4735へ渡します。

void Si4735_Reset(void){
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); // Si4735 RESET
    Delay_Ms(1);
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);   // Si4735 RESET
    Delay_Ms(10); // 外部クロックが安定するまで十分に待つ
}

/**
 * @brief  Si4735へコマンドと可変長のパラメータを送信し、応答を取得する（CTS同期付き）
 */
//　関数引数: コマンド,パラメータ数,応答変数名,応答Byte数,パラメータ,,,,)
// Si4735_Send_Cmd( 6, respar, 1,0x12, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0xC1);
void Si4735_Send_Cmd(uint8_t param_cnt, uint8_t *res_buf, int res_cnt, ...) {
    uint8_t tx_buf[8]; // 最大コマンド1バイト + パラメータ7バイト = 計8バイト
    // 可変長引数からパラメータを取り出してパケットを構成
    if (param_cnt > 0 && param_cnt < 9) {
        va_list args;
        va_start(args, res_cnt); // res_cntがint型になったため、環境の波線警告は完全に消えます
        for (uint8_t i = 0; i < param_cnt; i++) {
            tx_buf[i] = (uint8_t)va_arg(args, int);
        }
        va_end(args);
    }
    // 1. I2Cマスター送信処理
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C2, I2C_FLAG_BUSY));
    I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

I2C_Send7bitAddress(I2C2, (d_SI4735_ADDRESS << 1), I2C_Direction_Transmitter);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

//    uint8_t total_tx = param_cnt + 1;
//    for (uint8_t i = 0; i < total_tx; i++) {

for (uint8_t i = 0; i < param_cnt; i++) {
        I2C_SendData(I2C2, tx_buf[i]);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
    }
    I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
    // 2. コマンド送信直後の同期処理（★POWER_DOWN対策を追加）
    if (tx_buf[0] == 0x11) {// POWER_DOWN コマンドの場合は割り込みが出ないため、固定ディレイで待ちます。
        Delay_Ms(10);
        Si4735_Reset();    //Si4735 Reset
        cts_ready_flag = 0;
        cts_start_flag = 0;//
    } else {
        Inline_Wait_For_CTS();// 通常のコマンド（POWER_UP、SET_PROPERTY、TUNE等）はこれまで通りCTS割り込みを待つ
    }
    // 3. I2Cマスター受信処理（レスポンス要求がある場合）
        Delay_Us(10); // 内部処理開始のためのわずかな待ち

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

I2C_Send7bitAddress(I2C2, (d_SI4735_ADDRESS << 1), I2C_Direction_Receiver);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));

for (uint8_t i = 0; i < res_cnt; i++) {
            if (i == res_cnt - 1) {
                I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE); // 最後のバイトはNACK
                I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
            }
            while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
            res_buf[i] = I2C_ReceiveData(I2C2);
        }
        I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE); // ACKに戻す
}

/**
 * @brief  EEPROM(24C512)からデータを連続して読み出す
 */
void EEPROM_Read_Buffer(uint16_t mem_addr, uint8_t *buffer, uint16_t length) {
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C2, I2C_FLAG_BUSY));
    I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

I2C_Send7bitAddress(I2C2, d_EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(mem_addr >> 8));
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
    I2C_SendData(I2C2, (uint8_t)(mem_addr & 0xFF));
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

I2C_Send7bitAddress(I2C2, d_EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
    while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));

for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
        if (i == length - 1) {
            I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);
            I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
        }
        while(!I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
        buffer[i] = I2C_ReceiveData(I2C2);
    }
    I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);
}

/**
 * @brief  Si4735 SSB初期化・高速パッチ転送・受信開始
 */
void Si4735_Initialize_SSB(void) {
    uint16_t eeprom_offset = 0;
    uint8_t patch_chunk[9];
    if(SSBF==0){
        Si4735_Send_Cmd( 3, respar,1 , 0x01, 0xF1, 0x05);
printf("EEPROM START \r\n");
        while (eeprom_offset < d_PATCH_TOTAL_SIZE) {
            EEPROM_Read_Buffer(eeprom_offset, patch_chunk, 8); // EEPROMから8バイト読み出し
            Si4735_Send_Cmd( 8, respar, 1, patch_chunk[0] ,patch_chunk[1] ,patch_chunk[2] ,patch_chunk[3],patch_chunk[4] ,patch_chunk[5] ,patch_chunk[6] ,patch_chunk[7]);
            eeprom_offset += 8;
        }

2-3-3 書込タイムチャート

(1)全体

0x01によるPOWER_UPコマンド実行からパッチ書込までの時間は約 1.95(s)

(2)0x01コマンド実行部の詳細

POWER_UPコマンドで CTSIEN 割込有効、GPO2OEN 出力有効で実行してから
10.3(ms)でGPO2の電圧が立上り、
51,5(ms)でCTS割込がかかり、応答内容の紹介は記載ないが、STATUS は正常を示す 0x80が帰ってきた。
その後の A 部は(3)で確認する。

(3)EEPROMから読込、Si4735へパッチを書込

・0x50,0x00,0x00でEEPROMのアドレス0x0000からSTOP信号を出す( 8 Byte読み出し)まで読み出し
　(0x15, 0x00, 0x0F, 0xE0, 0xF2, 0x73, 0x76, 0x2Fの信号を得る)
・0x11,0x15,0x00, 0x0F, 0xE0, 0xF2, 0x73, 0x76, 0x2F の信号をSi4735へ描き込む。
・CTS割込信号でたので、応答信号を確認 0x80=OK
パッチのデータをEEPROMから全て読み出すまで上記を繰り返す。

パッチの書込が終わり、周波数設定コマンド 0x40 の
USBLSB(ARG1,7:6)でLSB=b01またはUSB=b10を設定し
FREQH(ARG2,7:0)、FREQL(ARG3:7:0)を設定してSi4735へ送信すれば SSB が受信できる。

2-4 私が勘違いしていた事項

色々な間違いを重ねて、コマンドの使用方法がわかった。

Si4735に書込だパッチは 0x11 POWER_DOWN で消去される。
0x40 TUNE_FREQコマンドの USBLSB(ARG1,7:6)をb00としても復調モードは AM にならない。
SSBを受信する場合に 0x01. POWER_UP コマンドの FUNC(ARG1,3:0)を0xFにして実行した場合, 0x15 又は 0x16 コマンドを使用してもエラーになる。
以上から 0x01. POWER_UP は受信する電波形式により 3種類あることになる。
　FM なら 0x01, 0xD0, 0x05
　AM なら 0x01, 0xD1, 0x05
　SSBなら 0x01, 0xF1, 0x05

更新日 2026/08/28 21:05　　管理者　平林　剛Hirabayashi Takeshi　