překlad článku DF4OR z jeho webu

Předmluva

Již mnoho let používám Icom transceivery pro své hobby. Obzvláště zajímavá byla možnost dálkového ovládání systémem CI-V. Protože tento systém nebyl na začátku příliš dobře zdokumentován, založil jsem tyto stránky. O mnoho let později Icom přešel k tomu, aby všechny informace o protokolu dálkového ovládání byly veřejně a snadno dostupné ve svých manuálech. Dobrý tah. Nicméně tyto stránky mohou být užitečné pro lidi, kteří chtějí porozumět protokolu více do hloubky.

Bavte se, zůstaňte v bezpečí, dobrý DX.

73,
Ekki, DF4OR

Úvod

CI-V je zkratka pro Computer Interface 5 a je to označení ICOM pro jejich rozhraní zařízení k počítači nebo k jinému zařízení. Najdete ho na většině HF a některých VHF soupravách od 80. let a od té doby se v základní struktuře nezměnil. CI-V je snadno použitelné rozhraní, které na rozdíl od návrhů jiných výrobců umožňuje „daisy chaining“ zařízení, počítačů a dalších periferií (viz „Princip činnosti“).

Historicky systém Icom CI-V začínal jako jednovodičové připojení na úrovni TTL (5V). To umožňuje velmi snadno připojit dvě rádia nebo rádio a periferii (jako zesilovač). Ačkoli je toto rozhraní, 3,5mm Mini Phone Plug (mono), stále dostupné na většině zařízení, bylo rozšířeno nebo nahrazeno sériovým, USB a bezdrátovým rozhraním.

Staré vzdálené rozhraní úrovně TTL vyžaduje pro připojení k počítači převodník úrovní , obvykle k rozhraní RS-232 (viz „Rozhraní CI-V“).

Několik rádií mívalo obojí, konektor dálkového ovládání na úrovni TTL a rozhraní RS-232. Většina radiostanic Icom s rozhraním USB má také zásuvku Remote . Icom IC-705 je první moderní zařízení, které nabízí pouze USB jako fyzické připojení, ale navíc je k dispozici Bluetooth a Wifi pro dálkové ovládání a funkce CAT.

Protokol (co a jak se informace přenáší) je zcela odlišný od návrhů jiných výrobců a umožňuje mnoho možností, ale někdy je obtížnější jej používat a ladit (pro autora softwaru). Tento protokol se v posledních letech vyvíjel, ale vždy je zpětně kompatibilní. Stále více funkcí bylo přidáváno pomocí dříve nepoužívaných řídicích kódů. Starší rigy podporují základní sadu funkcí, jako je nastavení a čtení frekvence, režimu atd. Novější rigy umožňují dálkové ovládání prakticky všech funkcí, které rig poskytuje (viz „Který rig podporuje který příkaz?“).

Kompatibilita se starším systémem Icom CI-IV

Starší verze CI-IV není kompatibilní s CI-V. CI-IV byl použit alespoň v úctyhodných IC-751A a IC-R71. Icom dříve nabízel převodník CI-IV na CI-V s názvem UX-14, ale toto zařízení již není k dispozici. Před mnoha lety nabídla americká společnost Piexx náhradní desku.

A co ostatní Icom rigy, handheldy atd.?

Systém CI-V používají všechny amatérské HF soupravy Icom od IC-735, všechny stolní přijímače od IC-R7100 a některé ruční skenery (IC-R10, IC-R20, IC-R30). Ostatní produkty Icom, jako jsou ruční obousměrná rádia, námořní produkty, mobilní zařízení FM nepoužívají protokol CI-V a nejsou zahrnuty v tomto dokumentu.

Krátce jsem se podíval na ruční obousměrné radiostanice Icom, zdá se, že používají trochu podobný protokol jako CI-V, ale nekompatibilní. A obvykle tato rádia umožňují pouze „klonování“ s tímto protokolem, tj. kopírování obsahu paměti a dalších nastavení z jednoho zařízení na druhé.

Princip fungování

Účel rozhraní CI-V

Existuje jakýkoli systém CAT (computer aided transceiver), který poskytuje prostředky pro sdílení dat a umožňuje dálkové ovládání rádia. Data jsou sdílena buď s jiným rádiem nebo periferním zařízením (tj. zesilovačem) nebo počítačem. Data mohou být cokoli od frekvence po provozní režim, nastavení filtru atd. Dálkovým ovládáním může být jakákoli funkce rádia, od klíčování PTT po manipulaci s obsahem paměti a jakákoli další nastavení.

To vše systém Icom CI-V umožňuje. Z historického hlediska je prvotní implementace s jednodrátovou sběrnicí extrémně jednoduchá a snadno použitelná při připojení více rádií nebo periferií.

Fyzické rozhraní CI-V

Rozhraní CI-V se používá již mnoho let, přinejmenším od 80. let minulého století. Fyzické rozhraní se vyvinulo z úrovně 5V TTL, jednodrátové linky (sběrnice) přes RS-232 na USB, Bleutooth a Ethernet/Wifi.

Jednovodičová linka úrovně TTL ("Vzdálené")

Nejstarší rozhraní používá jeden vodič jako vedení s otevřeným kolektorem pro připojení několika zařízení na sběrnici. Počet návazců na lince není v zásadě omezen, ale „fan-out“ (hnací silou) jednotek. Icom doporučuje max. 4 jednotky na jedné lince. Nejsou stanoveny žádné specifikace pro max. délka drátu, ale testy ukázaly, že několik metrů bude fungovat dobře s dobrým a stíněným kabelem. Fyzický konektor je 3,5mm mono telefonní zásuvka, označená jako 'Remote'. Štít je broušený, hrot je signál. Můžete použít i stereo zástrčku, stačí připojit prsten k zemi nebo jej nechat otevřený. Toto jednoduché rozhraní umožňuje připojit dvě rádia nebo rádio a zesilovač přímo pomocí jednoduchého a levného kabelu. Připojení k sériovému portu počítače vyžaduje rozhraní, viz 'Převodníky úrovní CI-V'.

Několik přijímačů, jako je IC-R20, používá 3,5 mm stereo konektor, kde hrot je zvuk, prstenec je data CI-V a pouzdro je zem. Viz uživatelská příručka tohoto přijímače.

sériové rozhraní RS-232

Několik zařízení má sériové rozhraní RS-232 s úrovněmi ± 12 V paralelně k jednovodičovému rozhraní na úrovni TTL. Tento sériový port používá 9kolíkovou zásuvku SubD. Přijímače a transceivery se sériovým portem byly IC-R75, IC-R8500 a IC-7800. Obě rozhraní, RS-232 a kabel na úrovni TTL, běžely stejnou přenosovou rychlostí a zrcadlily data z jednoho portu na druhý. Jinými slovy - fungovaly i jako drahý převodník úrovní :) Na rozdíl od výše popsané jednodrátové linky je rozhraní RS-232 rozhraním point-to-point, tj. nelze jej snadno sdílet mezi více než dvěma zařízeními.

rozhraní USB

Většina (všech?) radiostanic Icom od roku ±2010 je vybavena rozhraním USB. Toto rozhraní poskytuje několik služeb: sériové rozhraní CAT a také audio rozhraní. Při používání systému Windows musíte použít ovladač od společnosti Icom. Linux a Mac toto připojení USB obvykle rozpoznají pomocí dodaných ovladačů.

Rozhraní USB – spolu s ovladačem – vytváří několik „virtuálních“ zařízení: jedno nebo dvě sériová rozhraní a audio rozhraní. Jedno sériové rozhraní poskytuje data CI-V CAT, funkce druhého sériového portu závisí na nastavení transceiveru. Může poskytovat sériový datový tok z připojení D-Star nebo například dekódovaný signál RTTY.

Obousměrné audio rozhraní se vůči počítači chová jako externí zvuková karta. Používá se pro modulaci vysílaného signálu a demodulaci přijímaného signálu, většinou se používá pro „digitální“ režimy jako RTTY, SSTV, PSK31, FT8, MFSK144 a tak dále. Ale samozřejmě, hlasový a telegrafický signál může být také přenášen přes toto audio rozhraní, třeba pro automatický hlasový nebo telegrafický klíč.

Většina rádií stále nabízí tradiční 'Remote' konektor, tj. 5V TTL jednodrátové rozhraní, kromě USB rozhraní. Tato dvě sériová datová rozhraní CAT mohou být „propojena“ nebo ne. Když jsou propojeny, oba používají stejnou přenosovou rychlost (max. 19 k2) a pracují zcela paralelně a vzájemně zrcadlí data. Když jsou odpojeny, poskytují každému samostatné rozhraní s individuálním nastavením, jako jsou různé přenosové rychlosti. To má tu výhodu, že přenosová rychlost USB může být mnohem vyšší, například až 115 kbps (na rozdíl od max. 19 k2 bps na staré sběrnici CI-V).

Stejně jako rozhraní RS-232 je rozhraní USB systémem point-to-point, který spojuje pouze dvě zařízení. Sdílení dat mezi více než dvěma zařízeními je možné pomocí softwaru v počítači.

Bluetooth

Některá rádia Icom nabízejí připojení Bluetooth, někdy vyžadující možnost. Některé soupravy nabízejí sériové zařízení na připojení BT, což umožňuje dálkové ovládání stejně jako jakékoli jiné sériové rozhraní.

Ethernet, Wifi

Některé soupravy Icom nabízejí síťový konektor pro Ethernet, IC-705 nabízí Wifi. Přestože je po síti k dispozici kompletní a velmi schopné dálkové ovládání, protokol se od CI-V velmi liší. Protokol je bohužel nezdokumentovaný. Software Icom RS-BA1 využívá tento protokol a někteří lidé se snaží odhalit fungování tohoto systému. Viz projekt kappanhang a software wfview .

Přenosová rychlost, sériový datový formát

Výchozí přenosová rychlost bývala 1200 bps, ale většina zařízení umožňuje vyšší rychlost. Na klasickém 'Remote' rozhraní je podporováno až 19 200 bps, vyšší rychlosti jsou dostupné s USB připojením. Pokuste se použít nejvyšší možnou rychlost. Mnoho souprav má automatickou volbu pro automatickou detekci rychlosti. To funguje docela dobře, i když při odstraňování problémů s připojením se doporučuje nastavit rychlost na pevné nastavení. Použití pevných (a stejných) přenosových rychlostí na všech připojených zařízeních snižuje jednu možnost chyby.

Formát sériových dat je 8N1, 8 bitů, žádná parita, 1 stop bit.

Logické rozhraní CI-V

Systém CI-V používá binární datový protokol, na rozdíl od jiných výrobců, kteří používají pouze tisknutelná ASCII data. Tím je ladění trochu složitější, výhodou je mnohem kompaktnější formát dat. Každá datová jednotka je zapouzdřena v dobře definovaném formátu rámce s použitím určitých znaků pro oddělovače. Formát dat je 8N1 (8 datových bitů, žádná parita, jeden stop bit).

Tradiční rozhraní CI-V - sběrnice - umožňuje více zařízení na sběrnici. To vyžaduje použití adresního schématu, takže každý účastník ví, kdo mluví a zda jsou data určena pro přijímající zařízení nebo ne. Viz 'CI-V adresy'.

Protože na sběrnici není žádný arbitr (žádný „hlavní sběrnice“), každé zařízení může vysílat, kdykoli si myslí, že je sběrnice dostupná. To může vést ke kolizi, tj. dvě nebo více zařízení vkládají data na sběrnici současně. Systém CI-V poskytuje prostředky pro detekci a zotavení z takových kolizí.

Místní Echo

Vzhledem k technickému principu první implementace systému CI-V (jednožilové sběrnicové rozhraní) každá vysílací stanice také okamžitě přijímá svůj vlastní signál. Autor softwaru se na tuto situaci musí připravit. Systém adres usnadňuje filtrování takových zpráv. Tento princip se používá i pro detekci kolizí na sběrnici. Když přijatá data nejsou totožná s odeslanými daty, došlo k určité formě poškození dat - možná kolize.

Vzhledem k tomu, že novější implementace systému CI-V (RS-232, USB) neodrážejí přenášená data záměrně, může toto chování emulovat většina zařízení. Volba nabídky se nazývá CI-V USB Echo Back a lze ji zapnout nebo vypnout. To je užitečné pro starší software, který očekává, že echo bude fungovat správně.

Vysílání CI-V

Každé rádio Icom může pracovat v jednom ze dvou režimů týkajících se rozhraní CI-V: CI-V Transceive zapnuto nebo vypnuto. co to je?

Když je CI-V Transceive zapnuto , stanou se dvě věci:

• soupravy automaticky přenášejí data po sběrnici, kdykoli se změní frekvence nebo režim
• souprava reaguje na data odesílaná po sběrnici, která je adresována nejen na vlastní adresu, ale i na speciální adresu znamenající „všechny soupravy připojeny“

Když je CI-V Transceive vypnuto , chování se změní:

• rig neposílá data automaticky, při otáčení kolečka nebo změně režimu si připojený počítač musí vyžádat (poll) data
• zařízení reaguje pouze na data odeslaná na jeho konkrétní adresu, data odeslaná na „ALL“ jsou ignorována.

Výchozí nastavení je CI-V Transceive nastavené na On . To je užitečné při připojení zařízení k příslušenství, jako je zesilovač, který dokáže číst data CI-V (a podle toho přepínat pásma). Tento režim se také používá k synchronizaci dvou rádií po celou dobu, možná v soutěžním nastavení.
Upozorňujeme, že některé protokolovací programy vyžadují vypnutí funkce CI-V Transceive, podívejte se do dokumentace softwaru.

Obecná struktura příkazu

Všechny příkazy do a z návazce mají pevný rámec, formát proměnné délky následovně (jedno pole je jeden bajt). Obecná struktura rámce platí pro všechny zprávy CI-V, od počítače po zařízení a naopak. Obsahuje příkazy různé délky (jeden, dva nebo tři bajty), s daty nebo bez nich (null až 50+ bajtů). Jedinou výjimkou z tohoto formátu rámce je signál detekce kolize (viz spodní část stránky).

Každý snímek začíná dvěma hodnotami 0xFE a končí jednou hodnotou 0xFD. Definice protokolu CI-V neumožňuje zobrazení těchto (a dalších) hodnot bajtů v rámci.

Každá zpráva musí obsahovat to-adress (cíl) a from-adress (zdroj). Více o řešení problémů v další kapitole.

Následující zpráva obsahuje jednobajtový příkaz bez dat. Ostatní příkazy mohou být delší, až tři bajty. Manuál Icom nazývá tyto dodatečné bajty dílčí příkazy.

Další zpráva ukazuje příkaz s daty. Délka dat (kolik bajtů následuje) závisí na příkazu a pohybuje se od jednoho do více než 200 bajtů.

Mnoho (ne všechny) příkazy lze zadat s daty nebo bez nich. Efekt je tento:

• Odeslání příkazu s daty nastaví hodnotu
• Odeslání stejného příkazu bez dat přečte hodnotu

Odpovědi z rádia

Dobrá nebo ne-dobrá odpověď

Většina příkazů poskytuje odezvu, buď data, která byla požadována (např. obsah paměti), nebo na ně zařízení odpoví jednoduše odpovědí Ok nebo NG (Not Good). Pouze dva příkazy ($00, $01) neposkytnou žádnou odpověď (viz tabulka příkazů).

Odpověď Ok (označující úspěch) a odpověď NG (označující chybu) mají následující formát:

Odpověď NG je obvykle výsledkem příkazu, kterému zařízení nerozumí. Konkrétní důvody pro odpověď NG jsou:

• Frekvence je mimo rozsah (není podporováno zařízením)
• Číslo paměti je mimo rozsah
• Příkaz není implementován
• Mem do VFO příkaz k přenosu $0A na prázdný kanál

Skutečné hodnoty bajtů 0xFB pro Ok a 0xFA pro Not-Good lze snadno zapamatovat: 'FB' je běžná zkratka v CW kódu, což znamená dobrý obchod nebo vše v pořádku. 0xFA lze interpretovat jako ilure FA .

Odpověď s daty

Uvědomte si, že délka odpovědí se může lišit v závislosti na vrácené hodnotě. Například, když lze vrátit desetinnou hodnotu od nuly do 255, je reprezentována buď jedním nebo dvěma bajty jako data BCD (binary coded decimal). Hodnoty pod 100 by využívaly pouze jeden bajt, hodnoty od 100 do 255 dva bajty.

Příklad: Odezva na přečtení hodnoty S-metru, vrácená hodnota je 253.

Příklad: Odezva na přečtení hodnoty S-metru, vrácená hodnota je 85.

Kolize na sběrnici

Vzhledem k jednodrátovému charakteru klasického rozhraní sběrnice CI-V může docházet ke kolizím . K tomu dochází, když se dvě nebo více zařízení pokouší odeslat zprávu současně. Tento stav je vzácný, ale může se stát. Jakmile jedna ze stran na sběrnici detekuje kolizi, zařízení detekující kolizi odešle signál detekce kolize:

Opět kvůli povaze jednodrátové sběrnice odesílající zařízení okamžitě přijímá echo odeslané zprávy. To může být použito jako mechanismus pro detekci kolize: když přijatá data nejsou stejná jako odeslaná data, došlo ke kolizi. V tomto případě musí odesílající zařízení přerušit vysílání zprávy a odeslat kód „rušičky“, jak je uvedeno výše. Po zjištění ticha na sběrnici se přerušená zpráva zopakuje.

U zařízení, které aktuálně aktivně neodesílá zprávu, ale přijímá kód rušičky, není třeba provádět žádnou akci, může pouze čekat na opětovné odeslání neúspěšné zprávy.

Adresování CI-V

Adresování sběrnice Icom CI-V

Každá zpráva (rámec, paket, pdu) odeslaná na zařízení nebo přijatá ze zařízení obsahuje dvě adresy: cíl (to-adress) a odesílatele (from-adress). Každý model má svou vlastní výchozí CI-V adresu, kterou může uživatel změnit. Pokud jsou na sběrnici použity dvě nebo více souprav stejného modelu , musíte změnit adresy alespoň jedné soupravy. Každé jednotlivé zařízení musí mít svou vlastní, odlišnou adresu.

„Icom CI-V Reference Manual (3rd edition)“ z roku 1991 specifikoval rozsah adres od 0x01 do 0x7F. Tento rozsah byl vyčerpán v roce 2010 s IC-9100. Icom však bez problémů používá adresy nad původně zadaným rozsahem. Nyní (jaro 2023) jsme na adrese 0xAC (IC-905). S tempem 1 až 2 nové návazce ročně, což ponechává místo až do roku 2036 nebo tak nějak 🙂. Ale pak jsou tu liché adresy, které se v amatérských rádiových produktech vůbec nepoužívají. Hodnoty 0xFA až 0xFF jsou vyhrazeny pro speciální funkce protokolu.

Existuje několik vyhrazených adres se zvláštním významem:

• 0x00 : Používá se jako to-adress , znamená všechny připojené soupravy.
  Jakékoli zařízení se zapnutým CI -V Transceive by mělo reagovat na příkazy adresované na 0x00. Jakékoli zařízení s CI-V Transceive nastaveným na adresy , které jsou na 0x00 při ladění číselníku, změně režimu atd.
  
• 0xE0 : Vyhrazeno pro ovladač, tj. počítač. Ale pokud je mi známo, žádné zařízení opravdu nezajímá, odkud zprávy pocházejí, takže jakákoli adresa může být použita jako adresa odesílatele .
• 0xFA – 0xFF : Vyhrazeno pro funkce protokolu, jako jsou oddělovače rámců, OK, Not-Good, kolizní signály, prázdná paměť atd. Tyto hodnoty nesmí být použity jako adresy.

Výchozí adresy

Každý model Icom má svou vlastní, odlišnou výchozí adresu. Jako obecné pravidlo Icom používal pouze sudé adresy ($02, 0x04, 0x06 …). Každý model dostal novou výchozí adresu, když vyšel. Uživatel může v případě potřeby změnit výchozí adresu. Na starších soupravách to bylo provedeno (přepájením) některých diod, na novějších soupravách lze adresu změnit nastavením přes přední panel nebo dokonce příkazy CI-V. Adresy lze vybrat od 0x01 do 0xEF, což dává 239 různých adres.

Seznam podle čísla modelu

Následuje snad kompletní tabulka všech známých adres z CI-V zařízení nejen od Icomu.

Díky Johnovi, Trevorovi, Daveovi, Johnovi, Sergeji, Markovi, Donovi, Stephanovi, Robinovi, Tobiasovi a dalším, kteří pomohli s dokončením této tabulky.

Seznam podle adresy

Stejný seznam seřazený podle adres. Vzhledem k tomu, že Icom přiděloval adresy ve vzestupném pořadí, když se objevila nová rádia, poskytuje historický přehled o vzhledu souprav na trhu (většinou s určitými nepravidelnostmi a mezerami). Tento seznam zobrazuje pouze zařízení Icom, nikoli zařízení jiných výrobců schopných protokolu CI-V. Roky, kdy se návazce objevily na trhu, jsou z mé paměti, informací získaných v práci nebo z www.rigpix.com (tnx Janne!).

Rozhraní

• TTL: tradiční úroveň 5V TTL, jednovodičové rozhraní
• RS-232C: Sériové rozhraní s úrovněmi ±12V, buď 25kolíkový nebo 9kolíkový konektor D-Sub
• USB: USB 1.1 nebo 2.0 zásuvka, obvykle typ B nebo Micro-B, Micro-C pro IC-905
• Bluetooth. Některá rádia vyžadují možnost podpory BT
• Wifi: Zatím pouze IC-705, podporuje jiný protokol než CI-V, rychlejší, mnohem schopnější
• Ethernet: podporuje jiný protokol než CI-V, rychlejší a mnohem schopnější

Odkud pocházejí mezery v tabulce adres? Nemám tušení. 😕 Pokud víte, budu rád za e-mail.