RF ツール

[アーティクル]
08/09/2023

無線周波数 (RF) ツールを使用すると、Azure Sphere に基づくハードウェアの設計検証と製造時に必要に応じて、無線を低レベルで制御できます。ツールには、RF 設定を制御および表示するための対話型アプリケーションが含まれています。

MT3620 チップを組み込んだボードまたはモジュールを設計する場合は、ボードまたはモジュールを出荷する前に無線をテストして調整する必要があります。別のサプライヤーのボードまたはモジュールを含む接続デバイスを製造している場合、サプライヤーは既に RF テストを実行している必要があります。ご質問がある場合は、サプライヤーにチェックしてください。

製造接続デバイスには、RF テストが製造ワークフローにどのように適合するかに関する情報が含まれています。

大事な

RF ツールには、 RF テストモードを有効にする 機能が必要です。この機能は、既定では空白の製造状態にあるボードに存在しますが、 Module1Complete または DeviceComplete 状態では使用できません。

az sphere device capability show-attached コマンドを使用して、この機能がデバイスに存在するかどうかを判断します。この機能を持たないデバイスで RF ツールを実行する必要がある場合は、「 RF ツールを要求して Microsoft に問い合わせる」の手順に従ってください。

RF ツールでは、PC の USB ポートに接続する必要がある Service UART ポートのみが使用されます。 RF ツールでは、UART を Future Technology Devices International (FTDI) FT4232HQ UART-to-USB インターフェイスチップによって公開する必要があります。サービス UART ポートの詳細については、「 MCU プログラミングとデバッグインターフェイス」を参照してください。

RF ツールを要求する

Microsoft は、顧客、パートナー、およびセキュリティ研究者に要求に応じて RF ツールパッケージを提供します。テクニカルセールスプロフェッショナル (TSP) に依頼できます。 TSP をお持ちでない場合は、次の情報を含むメール azcommunity@microsoft.com を送信してください。

名前、organization、連絡先情報。
Microsoft アカウントチームまたは TSP の連絡先情報 (お持ちの場合)。
モジュール (MT3620 チップを直接使用するデバイスではなく) を構築する場合、RF ツールを必要とする理由。
ツールを使用して実行する予定のテストの種類。
製造のための予測タイムライン (デバイスを製造または認定する必要がある場合)。

Microsoft の担当者が協力して、適切な配布チャネルを決定します。

セットアップとインストール

RF ツールを実行するには、次のセクションで説明するように、PC と MT3620 デバイスを最新のソフトウェアでセットアップし、ツールを解凍する必要があります。

PC のセットアップ

現在の Azure Sphere SDK を使用して PC を設定します。

MT3620 デバイスのセットアップ

PC を設定したら、MT3620 デバイスで最新の Azure Sphere OS が実行されていることを確認します。現在のリリースのリリースノートの手順に従います。

RF ツールのインストール

RF ツールパッケージを PC 上のディレクトリに解凍します。結果のフォルダーには、次の 3 つのサブフォルダーが含まれます。

無線構成設定を容易にするファイルを含む構成
RF テストを実行するための C ライブラリを含むライブラリ
RfToolCli。対話型のコマンドライン RfToolCli と読み取り専用 RfSettingsTool が含まれています

MT3620 RF の構成と調整

MT3620は限られた回数プログラムすることができる電子ヒューズの無線構成そして口径測定データを貯える。このデータには、チップがサポートする必要がある無線帯域 (2.4GHz や 5GHz など)、送信電力の調整、デバイス上のアンテナ構成が含まれます。電子ヒューズの構成の詳細については、MediaTek から入手できる MT3620 N9 E ヒューズコンテンツガイドラインを参照してください。

アンテナの多様性

無線信号は環境内のオブジェクトから跳ね返ります。その結果、1つの無線信号は送信機から受信機への複数の経路を取る。これらの無線信号は異なる距離を移動するため、異なる時刻に受信機に到着します。場合によっては、到着する信号が破壊的に干渉し、アンテナに信号が表示されないことがあります。この問題に対処する方法の 1 つは、 アンテナの多様性です。アンテナの多様性を提供するために、向きが異なる 2 つ目のアンテナは、1 つ目から短い距離 (少なくとも 4 分の 1 の波長) に配置されます。

MT3620は、無線電子ヒューズを使用して構成された2つのアンテナダイバーシティ構成をサポートしています。この図は、2 つの構成を示しています。

アンテナの多様性

左側の構成は、 受信ダイバーシティ (RX ダイバーシティ) を示しています。この構成では、第2のアンテナが補助アンテナポートに取り付けられる。メインアンテナポートの受信信号レベルが一定のしきい値を下回ると、MT3620はデータを受信するときに自動的に2番目のアンテナに切り替わる。この構成では、伝送では引き続きプライマリアンテナを使用する必要があります。

右側の構成は 、送信と受信の多様性 (TX と RX の多様性) を示し、セカンダリアンテナを使用して送受信します。 MT3620は、外部の二極二重投げ(DPDT)スイッチを使用してこれを実現します。これにより、信号をいずれかのアンテナにルーティングできます。送受信ダイバーシティ構成では、補助アンテナポートは使用されません。 MT3620には、この外部スイッチを制御するための2つの専用アンテナ選択ピンがあります。

バッファービン

RFテスト中、MT3620は永続的な電子ヒューズの代わりに揮発性メモリの値を使用できるため、テストオペレーターや機器は電子ヒューズを永続的に変更することなくこれらの設定を調整できます。これらの設定を格納するために使用される揮発性メモリは、"バッファービン" と呼ばれます。テストオペレーターまたは機器がバッファービン内の値が正しいことを確認した後、バッファビンの状態をeヒューズに永続的に書き込むことができます。

RF テストモードに入るときに、"既定のバッファービン" ファイルを読み込むことで、バッファービンの内容を既知の事前設定値に設定できます。その後、テストオペレーターまたは機器は、必要に応じて追加の構成または調整値を設定できます。

RF Tools パッケージには、Configurations\MT3620 ディレクトリに既定のバッファービンファイルがいくつか用意されています。これらのファイルを使用すると、デバイスを事前に構成済みの状態に初期化したり、以前にテスト対象デバイス (DUT) の永続的な電子ヒューズにプログラムされていた調整設定をオーバーライドしたりできます。

次のバッファービンファイルでは、メインアンテナを使用した伝送がサポートされています。

MT3620_eFuse_N9_V5_20180321_24G_5G_NoDpdt.bin は、2.4GHz と 5GHz の両方の動作をサポートするように無線を設定します。
MT3620_eFuse_N9_V5_20180321_24G_Only_NoDpdt.bin は、2.4 GHz の操作のみをサポートするように無線を設定します。

次のバッファービンファイルは、補助アンテナを使用した送信をサポートしています。

MT3620_eFuse_N9_V5_20180321_24G_5G_Dpdt.bin では、DPDT スイッチで 2.4GHz および 5GHz の操作がサポートされます。
MT3620_eFuse_N9_V5_20180321_24G_Only_Dpdt.bin では、DPDT スイッチでの 2.4 GHz 操作がサポートされます。

既定のバッファービンファイルは、特定のデバイスアプリケーションに合わせてさらにカスタマイズできます。その他のカスタマイズオプションについては、MediaTek または Microsoft にお問い合わせください。

RF ツールの使用完了後

製造されたデバイスで RF テストとキャリブレーションが完了したら、 rftest_server.imagepackage をデバイスから取り外し、RF 設定の変更を防ぐためにデバイスの製造状態を設定する必要があります。

rftest_server.imagepackage の削除

RF ツールを使用した後、 rftest_server.imagepackage という名前のパッケージをデバイスに残す場合があります。この OS パッケージを使用すると、FTDI インターフェイス経由で低レベルの RF 構成にアクセスできます。デバイスが次に AS3 に接続すると、このパッケージは AS3 によって自動的に削除されます。ただし、RF ツールを使用している製造元は、RF テストが完了したら、このパッケージを削除する必要があります。

パッケージを削除するには:

az sphere device image コマンドを次のように実行します。
```
az sphere device image list-installed --full
```
rftest_server という名前のコンポーネントがインストールされているかどうかを確認します。その場合は、 az sphere device sideload コマンドを実行し、az sphere device image コマンドを次のように実行します。
```
az sphere device sideload delete -component-id <component ID of rftest_server>
```
このコマンドを実行すると、デバイスが再起動します。
```
az sphere device image list-installed --full
```
このコマンドを実行した後、 rftest_server imagepackage が存在しなくなったことを確認します。

RF 設定の変更を防ぐ

RF 設定の変更を防ぐには、デバイスの製造状態をModule1Complete に設定する必要があります。

デバイスがすぐにアプリケーションを読み込む (たとえば、RF テストとデバイスソフトウェアの読み込みが 1 つの生産ラインで行われるチップダウン設計) に移行した場合、この手順はスキップできます。アプリケーションの読み込みとテストプロセスの終了時に、デバイスは DeviceComplete 状態に移動され、RF 設定の変更も防止されます。

RfToolCli

RfToolCli は、テストと診断のために MT3620 無線を低レベルで制御できる対話型のコマンドラインツールです。このツールを実行する前に、テスト対象のデバイス (DUT) が接続され、最新の Azure Sphere OS が実行されていることを確認してください。

ツールを使用するには、 コマンドプロンプト ウィンドウを開き、RfToolCli.exe を含むディレクトリに移動し、RfToolCli を実行します。コマンドには、次の 2 つの起動オプションがあります。

rftoolcli [-BufferBin <filename>] [-Image <filename>]

-BufferBin オプションは、カスタムの既定の buffer-bin 構成ファイルへのパスを渡します。既定では、RfToolCli はデバイスにプログラムされた無線設定を使用します。これらの設定には、送信電力の調整、許可される周波数帯域、およびアンテナ構成が含まれます。別の設定ファイルを使用するには、-BufferBin オプションを使用してファイルへのパスを指定します。

-Image オプションは、rftest-server.imagepackage ファイルへのパスを渡します。デバイスを RF テストモードにするには、このイメージパッケージファイルを DUT に読み込む必要があります。 rftest-server は RfToolCli 実行可能ファイルと同じフォルダーに用意されており、ほとんどの場合、RfToolCli はこのファイルを見つけることができます。別の場所から RfToolCli を実行している場合は、-Image オプションを使用して、このファイルへのパスを渡す必要がある場合があります。

起動時に、RfToolCli によってデバイスが準備され、対話型プロンプトが表示されます。

C:\Rf\RfToolCli> .\RfToolCli.exe
Preparing DUT...
>

RFToolCli には、次の表に示すコマンドが用意されています。

コマンド (省略形) オプション	説明
antenna {aux \|メイン}	補助アンテナまたはメインアンテナを選択します。
チャネル番号	チャネルを選択します。
config read {macaddress \| data}	デバイス MAC アドレスとバッファービンデータを取得します。
config write {macaddress \| data}	デバイス MAC アドレスとバッファービンデータを設定します。
config save	MAC アドレスまたはバッファービンデータの変更を永続的な電子ヒューズに保存します。
終了	プログラムから終了します。
helpcommand-name	コマンドのヘルプを表示します。
receive (rx) {start \| stop \| stats}	受信を開始または停止するか、受信したパケットに関する統計情報を表示します。
設定	現在のラジオ設定を表示します。
showchannel (sc)	デバイスがサポートするチャネルを一覧表示します。
transmit (tx) {frame \| mode \| power \| rate \| start}	パケットを構成して送信します。フレーム、モード、電源、レートの各オプションによってパケットが構成されます。それぞれに、関連する構成設定を定義するパラメーターがあります。 start オプションは転送を開始します。

ヘルプを入力し、コマンド名とオプション (該当する場合) を入力することで、任意のコマンドのヘルプを取得できます。例えば：

help transmit frame
Usage:
Transmit Frame [-BSS <Str>] [-Destination <Str>] [-Duration
<UInt16>]
[-FrameControl <UInt16>] [-Source <Str>]
Configure transmit frame header
Optional Parameters:
-BSS <Str> - BSS MAC address (in colon-delimited format)
-Destination <Str> - Destination MAC address (in colon-delimited
format)
-Duration <UInt16> - Frame duration [Alias: -D]
-FrameControl <UInt16> - Frame Control Number [Alias: -F]
-Source <Str> - Source MAC address (in colon-delimited format)

例: スタートアップ設定を表示する

RfToolCli は起動時に、送信モード、データレート、チャネルなど、いくつかの既定値を設定します。これらのスタートアップ設定を表示するには、 settings コマンドを使用します。

 > settings
 ------Radio------

 Mode: Normal
 Power: 16.0
 Channel: 1
 Rate: Ofdm54M

---TX Frame Header---

Frame Control: 8000
Duration: 2000
BSS MAC: 62:45:8D:72:06:18
Source MAC: AC:AC:AC:AC:AC:AC
Destination MAC: 62:45:8D:72:06:18

---TX Frame Data---

Frame Size: 1000
Use Random Data: True

例: チャネルを設定し、受信パケット統計情報を取得する

このコマンドシーケンスは、指定した 802.11 チャネルで無線を受信モードにし、受信したパケットに関する統計情報を取得します。

> channel 9
Setting channel to 9
> rx start
Starting receive
> rx stats
Total packets received: 2578
Data packets received: 4
Unicast packets received: 0
Other packets received: 4
>

例: 現在のチャネルでパケットを送信する

このコマンドを実行すると、無線は現在のチャネルでパケットを送信します。

> transmit start
Starting transmit
Press any key to stop transmission

例: 現在のチャネルで連続モードでパケットを送信する

このコマンドを実行すると、送信を停止するか、別のモードを設定するまで、無線は現在のチャネルでパケットを連続モードで送信します。

> tx mode continuous
> tx start
Starting transmit
Press any key to stop transmission

デバイスが連続モードで送信する場合、パケット間にギャップがないため、電力測定に役立ちます。

例: 現在のチャネルで継続的なトーンを送信する

このコマンドシーケンスにより、キーを押すまで無線が現在のチャネルでトーンを送信します。

> tx continuouswave
> tx start
Starting transmit
Press any key to stop transmission

例: デバイスの現在構成されている MAC アドレスを取得する

このコマンドは、デバイスで現在構成されている MAC アドレスを読み取ります。

> config read MacAddress
Device MAC address: 4E:FB:C4:1C:4F:0C

例: デバイスの MAC アドレスを設定する

このコマンドは、デバイスのバッファービンに新しい MAC アドレスを書き込みます。デバイスに MAC アドレスが既に設定されている場合は、変更の確認を求められます。

> config write MacAddress 02:12:ab:cd:ef:11
Device already has MAC address 4E:FB:C4:1C:4F:0C
Are you sure you want to modify this? (y/N):y

メモ

バッファービンまたは MAC アドレスの変更を永続的にするには、 config save コマンドを使用します。

例: 構成データの 1 バイトを設定する

config write data コマンドを使用して、指定されたバッファービンアドレスに 1 バイトのデータを設定できます。

> config write data 0x34 0xDD

例: デバイス構成データを表示する

config read data コマンドは、デバイスバッファービンの内容全体を出力します。

> config read data
Current configuration data:
0x0000: 20 36 04 00 B2 EE D2 16 E5 73 00 00 00 00 00 00
0x0010: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x0020: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x0030: 00 00 00 00 00 00 00 00 FF FF 20 00 60 00 CC 00
...

例: 構成データを e-fuses に保存する

config save コマンドは、バッファービンへの変更を非揮発性の電子ヒューズに永続的に書き込みます。電子ヒューズは限られた回数しか書き込むことができないため、最初にすべてのバッファービンの変更を実行してから、これらの変更を 1 つの手順で e ヒューズに書き込むことを強くお勧めします。

> config save
About to commit data to non-volatile storage
Changes will be permanent. Continue? (y/N):y
Done

RF 設定ツール

RF 設定ツールには MT3620 電子ヒューズ設定が表示され、正しく設定されていることを検証できます。 RfToolCli とは異なり、RF 設定ツールは読み取り専用です。そのため、特定のデバイスで無線テスト機能が無効になった後でも、デバイスの設定を検査するために使用できます。

ツールを使用するには、 コマンドプロンプト ウィンドウを開き、RfToolCli フォルダーに移動し、RfSettingsTool を実行します。ツールには 2 つのコマンドがあり、次の 2 つの起動オプションがあります。

rfsettingstool <command> [--image <filename>] [--usefile <filename>]

次のコマンドがサポートされています。

コマンド (省略形)	説明
チェック (c)	MT3620 デバイス構成データを検証します
help (?)	ヘルプ情報を表示する
show (s)	MT3620 構成データを表示します。

RfSettingsTool チェックコマンド

RfSettingsTool チェック コマンドは、接続されているデバイスから構成を読み取り、予期される設定を含むバッファービン構成ファイルと比較します。 チェック コマンドの形式は次のとおりです。

rfSettingsTool.exe check --expected <filename> [--image <filename>] [--nomacaddress] [--showconfig] [--usefile <filename>] [--verbose]

パラメーター (省略形)	説明
--expected filename (-e)	チェックする予想される電子ヒューズ設定を含むバッファービンファイルへのパス。必須。
--image filename (-i)	RF テストイメージへのパス。省略した場合、既定では rftest-server.imagepackage が使用されます。オプション。
--nomacaddress (-n)	デバイスで MAC アドレスを設定する必要がないことを示します。オプション。
--showconfig (-s)	チェック後のデバイス構成を表示します。オプション。
--usefile filename (-u)	接続されているデバイスではなく、指定したファイルから構成データを読み取ります。オプション。
--verbose (-v)	追加の出力情報を表示します。

たとえば、次のコマンドは、無線設定が指定されたバッファービンファイル内のものと一致することを確認します。

> RfSettingsTool.exe check --expected ..\Configurations\MT3620\
MT3620_eFuse_N9_V5_20180321_24G_5G_DPDT.bin

このコマンドに応答して、RfSettingsTool は次の項目を確認します。コマンドを成功させるには、すべて true にする必要があります。

リージョンコードは、想定される設定と同じです
外部アンテナスイッチが想定設定と同一
アンテナ構成が想定設定と同一
目標電力が想定設定と同一
動作帯域が想定設定と同一
MAC アドレスが設定されました

デバイス固有の無線電源オフセットはチェックされません。

RfSettingsTool show コマンド

RfSettingsTool show コマンドは、MT3620 e ヒューズで設定された無線設定を人間が判読できる方法で表示します。表示されるフィールドは、ユーザーが構成可能な無線設定です。チェック コマンドの形式は次のとおりです。

rfSettingsTool.exe show [--hexdump] [--image <filename>] [--usefile <filename>] [--verbose]

パラメーター (省略形)	説明
--hexdump (-x)	e ヒューズの生の 16 進数の内容を表示します。オプション。
--image filename (-i)	RF テストイメージへのパス。省略した場合、既定では rftest-server.imagepackage が使用されます。オプション。
--usefile filename (-u)	接続されているデバイスではなく、指定したファイルから構成データを読み取ります。オプション。
--verbose (-v)	追加の出力情報を表示します。

次の例は、show コマンドからの部分的な出力を示しています。

> RfSettingsTool.exe show
Reading configuration data from device.
--------------------------------------------------------------------------------
MAC Address : C6:76:EC:79:1D:6B
--------------------------------------------------------------------------------
Region : GB
--------------------------------------------------------------------------------
External RF switch : Present
2.4GHz Diversity : MainOnly
5GHz Diversity : MainOnly
.
.
.

RF テスト C ライブラリ

RF Tools パッケージには、独自のテストプログラムの開発に使用できる C ライブラリが含まれています。 C ライブラリは libraryes\C ディレクトリにあります。 C API のヘッダーファイルは libraryes\C\Include フォルダーで使用でき、ライブラリを使用するために必要なバイナリファイルは libraryes\C\Bin フォルダーに用意されています。ライブラリを使用する場合は、Microsoft に問い合わせてドキュメントを確認してください。

RF テストサーバーイメージ (rftest-server.imagepackage) も Bin フォルダーに用意されています。このイメージは、デバイスが RF テストモードに入る前に、テスト対象のデバイスに読み込む必要があります。 C ライブラリ の mt3620rf_load_rf_test_server_image() 関数は、プログラムによってイメージパッケージを読み込みます。

C ライブラリを使用するアプリケーションを再配布する場合は、libraryes\C\Bin の DLL ファイルと rftest-server.imagepackage ファイルを含める必要があります。

OS バージョン間の RF ツールの互換性

1 つの OS リリースの RF ツールが、すべての OS バージョンで互換性を持つ保証はありません。一般に、テスト対象のデバイスで実行されている OS の製造パッケージで発行されるツール (および関連する C ライブラリ) のバージョンを使用することをお勧めします。

次の表は、ツールリリースと Azure Sphere OS リリースの互換性をまとめたものです。

RF ツールリリース	OS リリース
21.01	21.01 以降
20.10	20.07 または 20.10
20.07	20.07
20.04	20.04 または 20.01
20.01	20.04 または 20.01

現在のリリースのその他の変更については、「 Azure Sphere の新機能」を参照してください。

Errata

次の正誤表は、MT3620 ハードウェア上のすべてのバージョンの RF ツールに適用されます。その他のリリース固有の問題は、ツールパッケージの一部である README ファイルに記載されています。

MT3620 Wi-Fi ファームウェアには軽微なバグがあります。

通常モード伝送を停止した直後に連続モード伝送(txモード連続)に切り替えて送信(tx開始)を開始した場合、信号出力は発生しません。

これを回避するには、継続的モード転送を停止し、転送を開始するためにもう一度開始します。その後、連続モード転送が正常に動作します。

この問題は、連続モードから標準モードに切り替えるときに発生しません。
連続波伝送モードから標準または連続伝送モードに切り替えると、送信電力が誤って +6 dB 増加します。電源レベルを正常に戻すには、無線を再初期化する必要があります。
- RfToolCli 対話型ツールを使用している場合は、ツールを終了してから再起動して、無線を再初期化します。
- C API を使用している場合は、mt3620_reinitialize_buffer_bin() 関数を呼び出します。これにより、無線も再初期化され、この問題を回避するために使用できます。

RF ツール

RF ツールを要求する

セットアップとインストール

PC のセットアップ

MT3620 デバイスのセットアップ

RF ツールのインストール

MT3620 RF の構成と調整

アンテナの多様性

バッファー ビン

RF ツールの使用完了後

rftest_server.imagepackage の削除

RF 設定の変更を防ぐ

RfToolCli

例: スタートアップ設定を表示する

例: チャネルを設定し、受信パケット統計情報を取得する

例: 現在のチャネルでパケットを送信する

例: 現在のチャネルで連続モードでパケットを送信する

例: 現在のチャネルで継続的なトーンを送信する

例: デバイスの現在構成されている MAC アドレスを取得する

例: デバイスの MAC アドレスを設定する

例: 構成データの 1 バイトを設定する

例: デバイス構成データを表示する

例: 構成データを e-fuses に保存する

RF 設定ツール

RfSettingsTool チェック コマンド

RfSettingsTool show コマンド

RF テスト C ライブラリ

OS バージョン間の RF ツールの互換性

Errata

その他のリソース

バッファービン

RfSettingsTool チェックコマンド