クロスケーブルの製作

オプションポート16 に出ているシリアル I/F 相互のクロスケーブルの製作記。

ハードウエア工作である。簡単なことではトップクラス。物理的な工作そのものも単純だが、 オプションポート16 のシリアルの電圧レベルの仕様がどうであれ 自分自身と繋ぐぶんにはレベルコンバータのたぐいは必要ないはずだという点も大きい。 シリアルの実装を調べることすらしなかった。わはは。

CE-PD04

CdmaOne アダプタ内蔵のシャープメビウスをデジタル携帯に繋ぐケーブル。 必要なのはメビウス側のコネクタ部分なので、このアダプタに繋がるケーブルならなんでもいいはずだが、 安全策にふって使用例があるこれを選んだ。100 円。 他にも使えるコネクタにはけっこある (塚本さん家の一覧)。

なお、コネクタ単品でなくこういうケーブルを買ってバラすのは コネクタが市販されていないのでやむなくということもあるが、 それと同時にこのコネクタに合うハーネスと変換基板を手に入れるという意味合いもある。 なので、コネクタが合えばどれでもいいというわけではなく、コネクタ内に仕込む回路サイズとかを考えて選ぶべき ... ではあるんだが、実際そこまでえりごのみしてる余裕はないだろな。

オプションポート16側コネクタ結線表

コネクタピンからケーブルの各線まではほぼ一対一結線になっている。電源供給端子だけが繋がっていない。

No. 名称 ポートの方向 サブコネクタ 線色 備考
1 PWR IN(+)
2 PWR IN(+) 右1 薄ベージュ
3 TxD out 右2 ピンク
4 RxD in 右3 緑
5 RTS out 右4 紫
6 CTS in 右5 黒
7 DSR in 右6 赤
8 Signal GND 茶
9 USB D+ 左1 青
10 RI in 左2 灰
11 Vcc(3.3V) 下記参照
12 USB D- 左3 オレンジ
13 NC/Reserved
14 DTR out 左6 水色
15 PWR GND
16 PWR GND
FG Frame GND 黒(太) ケーブルのシールドに接続
左4 黄 下記参照
左5 黄緑 下記参照
基板を表(コネクタがのってる側)からみて、コネクタを奥に、ケーブルを手前に置くようにした時↓に右から 1 番 〜 16 番。 サブコネクタはとりあえず右がコネクタ側から 1 〜 6 番、左がケーブル側から 1 〜 6 番とする。
CE-PD04

コネクタの 16 番ピン、サブの左4, 左5 ピンは 3 端子のチップ部品に繋がっている。 テスタで見るかぎり、左4, 左5 ピンから各々 1.5M ohm くらいの抵抗にダイオードいれて 16 番(つまり PWR GND) に接地してある風。コネクタ接続検出用に思えるが、詳細不明。

また、11 番ピンは A300 では NC ということになっているが、 旧ザウルスや C700 では Vcc (3.3V) ということになっている。 実際はどうかというと、A300 でもちゃんと 3.3V 出ていた。

必要なものから蛇足なものまでな註釈。

クロス接続

RTS 〜 CTS、DTR 〜 DSR と繋ぐ。クロス接続の variation は色々あれどザウルスのシリアルに CD が出てないから、 これ以外に結線しようがない。Variation としては RI を RTS に繋ぐくらい。

クロスケーブルを作るには、オプションポート16 側のコネクタは無改造のまま、CdmaOne側のコネクタをぶっちぎり、 別のオプションポートコネクタをつけて内部を以下↓のように結線する。 RTS 〜 RI 間は実際には繋がなかった。

線色 サブコネクタ ケーブル側名称 コネクタ側名称
緑 右2 RxD TxD
ピンク 右3 TxD RxD
黒 右4 CTS RTS
紫 右5 (, 左2) RTS CTS (, RI)
水色 右6 DTR DSR
赤 左6 DSR DTR
茶 SG ランドへ Signal GND Signal GND
シールド FG ランドへ Frame GND Frame GND
灰 接続せず (or 右4) RI (RTS)
薄ベージュ 接続せず PWR IN(+)
青 接続せず USB D+
オレンジ 接続せず USB D-
黄 接続せず
黄緑 接続せず
結線が右コネクタに集中するあたりが素晴しい(なにが?)。 素晴しすぎたので、右側はサブコネクタの上蓋を破壊して、コネクタ内と外で互い違いに配線している。 ... ぜんぶ内側でもよさげだったが。

inside the connecter
ところで、論理的な詳細はみてないが、output は正論理だが input は負論理とかいった変態な仕様になってねーだろうな? クロス直結で論理的にも正しんだろーな ...

完成写真

というわけで、総額 200 円なり。
Cross cable test scene

これ、もちろん SL-A300 と SL-C750 をシリアルで直結する目的で作った。 Root filesystem 入れ換え途中で reboot した時に外から入るための担保である。 USB LAN (or CF の LAN や IrDA) が繋がるとこまでいけばシリアルも用無しだが、 USB LAN が起動さえしない時点では画面にエラーメッセージすらでない C750 ではデバッグがむちゃくちゃ大変。
はよカーネルソースだしてくれ、シャープさんや

追記

もひとつ追記

stty って、stty ほげほげ < device という書き方が出来るんね ... 知らんかった。 
# stty < /dev/ttyS0
speed 9600 baud; line = 0;
-brkint -imaxbel

... ほぇ〜。

ソフトな追記

マジメに制御線を 2 組も繋いだが、A300 にはそのIOポートの仕様書にもかかわらず、DTR、DSR、RI が存在しない。

きちんと書くと、

  1. SL-A300 の CPU である PXA210 には Full function UART がなく、Bluetooth UART と Standard UART のみである。
  2. Full function UART は全ての制御線 (RTS, CTS, DTR, DSR, RI) をもち、230kbps まで。
  3. Bluetooth UART は 1 組の制御線 (RTS, CTS) のみもち、920kbps まで。
  4. Standard UART は制御線をもたず、230kbps まで。
  5. CPU 上の物理アドレスは各々 0x40100000 (FFUART), 0x40200000 (BTUART), 0x40700000 (STUART) から始まる。
  6. SL-A300 の二つのシリアル(IOポートと IrDA) はカーネル空間の 0xf0200000, 0xf0700000 に存在する。
以上によって、SL-A300 のシリアルは Bluetooth UART であり、したがって RTS と CTS しか実装がない。 ... general purpose I/O とか使って補ってる可能性もあるのだが、ソース的にそんなことはしてない、ように見える。 いや、たかが固定アドレスの serial のくせに PCI の auto probe とか入れちゃっててえらい複雑なソース (約 200kB もある。大部分がゴミである) で分からんのよ。
ついでに書けば、IOポートの見掛けの仕様にもかかわらず、携帯ケーブルが出てこないのも CPU 側に実装がないためだと思う。

... と書いていたが、確認した。RTS/CTS 以外の実装はない。 ポートに出ている DTR は常に 0 (3.3V) になっている。電源を切ることで 0 V (つまり 1) に変化させることはできるが。

ところでこのあたり、まともにソース読めなかったんだが、 

% diff -u sla300/kernel/drivers/serial_pxa200.c slc700/kernel/drivers/serial_pxa200.c
なる技で読んだ。SL-C7x0 ならば FFUART を使って実装してあるはずの部分を SL-A300 でどう実装してあるかとゆーやつ。 で、なぜか CD が ASIC3_GPIO_PSTS_D & COM_DCDなる位置にあり、 CD による割り込みも受け付けるようになっていることを知る。

GPIO 使ってんのはいいんだが、CD ってポートに出てないし、そのうえ ioctl() では CD は GPIO のでなく UART のを読みにいってんですけど ...。

C7x0 な追記

C7x0 ではシリアルポート (実体は Full function UART である) が APM の支配下にあり、非 open 状態ではクロックが停められている。 ラッチが働かないので Modem Status Register には入力ピン(CTS/DSR/RI) の入力(つーか電圧) が反映されない。 open(/dev/ttyS0) している間のみ正しい値が取り込まれている。 一方、スタティックには動作しているので、出力ピンのほうは正しく動作する。
このあたりは /proc/cpu/register/ の FFMSR についても同じ。ま、単に register を読んでるだけだから。

したがって使うには CKEN (Clock Enable Register) の対応ビット (CKEN6_FFUART) を 1 にする必要がある。 カーネル内ではシリアルを使うためにおおむね以下の手順をふむ。IrDA も同様。 もちろん userland から使うには単に open すればいい。 

xpa210_discovery_serial_power_on();               // B ではドライバ?の電源オン。C ではなにもしない。
if (xpa2X0_is_ff_uart(info->iomem_base)) {        // ポートが FFUART であるか?
    CKEN |= CKEN6_FFUART;                         // FFUART にクロック注入開始。
    if (!change_power_mode(LOCK_FCS_FFUART, 1)){  // APM に FFUART の使用を宣言。
         return -EAGAIN;
    }
}

... つーか、いいかげん別ページに分離しろよ > オレ
つーことで、この件を 塚本さん家のに追加。

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