Binaryパケットと帯域¶

対象：IMU600-V2／FW 0.11.2／GUI v1.6.1。

MODE,binaryでUART1出力を切り替えます。コマンドはASCIIのまま、ACK／NAK／INFO応答は0x7F TEXTです。UART2は出荷時binaryで、単位・status／flagsはASCIIと共通です。

フレームとCRC¶

D6 44 | id (1) | len (1) | seq (1) | payload (len) | crc16 (2)

フィールド	規則
sync	0xD6 0x44
id / len	ID／payload長0–255 bytes
seq	ID・UART別の8-bit循環カウンター
payload	Little-endian、f32 = IEEE-754単精度
crc16	CRC-16/CCITT-FALSE：poly 0x1021、init 0xFFFF、反転なし、xorout 0。id／len／seq／payloadが対象、CRCはLE格納

def crc16_ccitt(data: bytes) -> int:
    crc = 0xFFFF
    for byte in data:
        crc ^= byte << 8
        for _ in range(8):
            crc = ((crc << 1) ^ 0x1021) & 0xFFFF if crc & 0x8000 else (crc << 1) & 0xFFFF
    return crc

assert crc16_ccitt(b"123456789") == 0x29B1

def frame_crc_ok(frame: bytes) -> bool:
    if len(frame) < 7 or frame[:2] != b"\xd6\x44":
        return False
    size = frame[3]
    return (len(frame) == size + 7 and
            crc16_ccitt(frame[2:5 + size]) ==
            int.from_bytes(frame[5 + size:7 + size], "little"))

メッセージ一覧¶

ID	Name	Payload bytes	Python struct
0x01	IMU_RAW	68	`<BBHQ3f3ff3f3ff`
0x02	IMU (fused)	68	`<Q3f3ff3f3ffBBBB`
0x03	BARO	24	`<QfffB3x`
0x04	AHRS	52	`<Q4f3f3fBBH`
0x05	PPS	24	`<QIIiBBH`
0x10	STAT	44	`<BBBB9IHH`
0x11	FUS	32	`<6Iff`
0x12	SYS	48	`<7IHBBBBBBIII`
0x7F	TEXT	可変	ASCII文字列、$と*XXなし

Payloadフィールド順¶

0x01 IMU_RAW:
imu_id:u8, status:u8, n:u16, ts_us:u64,
gyro[3]:f32, acc[3]:f32, temp:f32, dth[3]:f32, dv[3]:f32, dt:f32

0x02 IMU:
ts_us:u64, gyro[3]:f32, acc[3]:f32, temp:f32,
dth[3]:f32, dv[3]:f32, dt:f32,
n_used:u8, flags:u8, used_mask:u8, reserved:u8

0x03 BARO:
ts_us:u64, press_hpa:f32, temp_c:f32, alt_m:f32, status:u8, reserved[3]:u8

0x04 AHRS:
ts_us:u64, q[4]:f32, roll:f32, pitch:f32, yaw:f32,
gyro_bias[3]:f32, align:u8, flags:u8, zb_ds:u16

0x05 PPS:
ts_us:u64, edges:u32, captures:u32, err_ppb:i32, state:u8, align:u8, age_ms:u16

0x10 STAT:
imu_id:u8, dry_timeout:u8, dry_pin:u8, isr_cpu_pct:u8,
dry:u32, out:u32, crc_err:u32, frame_err:u32, spi_timeout:u32,
dropped:u32, dcnt_skip:u32, dry_kicks:u32, resync:u32,
isr_us_max:u16, isr_us_last:u16

0x11 FUS:
outputs:u32, rej[3]:u32, incomplete:u32, degraded:u32,
gyro_thresh:f32, acc_thresh:f32

0x12 SYS:
uart_drop:u32, loops_per_s:u32, uart_resets:u32, pps_cnt:u32,
baro_samples:u32, baro_i2c_err:u32, baro_timeouts:u32,
rate_hz:u16, isr_cpu_total_pct:u8, out_mode:u8, baro_stale:u8,
baro_hz:u8, proto_mode:u8, pps_state:u8, u2_drop:u32, trig_cnt:u32, trig_rej:u32

AHRS binaryは四元数が先、オイラー角が後でASCIIと異なります。zb_dsは0.1 s単位、ASCIIのzb_sは秒です。
PPS binaryはerr_ppb、ASCIIはerr_ppmで、正はローカルクロックが速いことを示します。
used_maskのbit nはIMU n+1採用を示します。SYS out_modeは0 none／1 raw／2 fused／3 both、proto_modeは0 ascii／1 binaryです。SYSはlenにより48 bytes（本版）、40（fw 0.8.0）、旧36を識別します。

帯域設計¶

8N1は1 byteに10 bitを使うため460800 bpsで約46 kB/sです。以下は資料のbinary概算で、コマンドと統計の余裕を確保します。ASCIIは通常およそ2倍の帯域が必要です。

構成	概算流量	必要速度
50 Hz both + AHRS + BARO	19 kB/s	460800
100 Hz both + AHRS + BARO	37 kB/s	460800
200 Hz fused + AHRS	27 kB/s	460800
400 Hz fused + AHRS	54 kB/s	921600
500 Hz fused + AHRS	67 kB/s	921600
1000 Hz RAW 1個（計算基準）	75 kB/s	921600
1000 Hz fused + AHRS	134 kB/s	1500000 / 2000000

rawは実際には3個すべてを送り、1000 Hzで約225 kB/sとなり2000000 bpsの約200 kB/s上限を超えます。fused化またはRATE低下が必要です。UARTバッファ満杯時は行／フレーム単位で破棄し、uart_drop／u2_dropで確認します。UART破棄だけではSPI損失を意味しません。

Payloadバイトオフセット¶

以下offsetはpayloadのbyte 0からで、先頭5 bytesのsync／id／len／seqを含みません。UART総長はpayload + 7、SPI全パケットoffsetとも別です。

0x01 IMU_RAW · 68 / 75 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	imu_id	u8
1	status	u8
2	n	u16
4	ts_us	u64
12	gyro[3]	f32 ×3
24	acc[3]	f32 ×3
36	temp	f32
40	dth[3]	f32 ×3
52	dv[3]	f32 ×3
64	dt	f32

0x02 IMU · 68 / 75 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	ts_us	u64
8	gyro[3]	f32 ×3
20	acc[3]	f32 ×3
32	temp	f32
36	dth[3]	f32 ×3
48	dv[3]	f32 ×3
60	dt	f32
64	n_used	u8
65	flags	u8
66	used_mask	u8
67	reserved	u8

0x03 BARO · 24 / 31 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	ts_us	u64
8	press_hpa	f32
12	temp_c	f32
16	alt_m	f32
20	status	u8
21	reserved[3]	u8 ×3

0x04 AHRS · 52 / 59 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	ts_us	u64
8	q[4]	f32 ×4
24	roll / pitch / yaw	f32 ×3
36	gyro_bias[3]	f32 ×3
48	align	u8
49	flags	u8
50	zb_ds	u16

0x05 PPS · 24 / 31 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	ts_us	u64
8	edges	u32
12	captures	u32
16	err_ppb	i32
20	state	u8
21	align	u8
22	age_ms	u16

0x10 STAT · 44 / 51 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	imu_id	u8
1	dry_timeout	u8
2	dry_pin	u8
3	isr_cpu_pct	u8
4	dry	u32
8	out	u32
12	crc_err	u32
16	frame_err	u32
20	spi_timeout	u32
24	dropped	u32
28	dcnt_skip	u32
32	dry_kicks	u32
36	resync	u32
40	isr_us_max	u16
42	isr_us_last	u16

0x11 FUS · 32 / 39 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	outputs	u32
4	rej[3]	u32 ×3
16	incomplete	u32
20	degraded	u32
24	gyro_thresh	f32
28	acc_thresh	f32

0x12 SYS · 48 / 55 bytes¶

Offset	フィールド	Type
0	uart_drop	u32
4	loops_per_s	u32
8	uart_resets	u32
12	pps_cnt	u32
16	baro_samples	u32
20	baro_i2c_err	u32
24	baro_timeouts	u32
28	rate_hz	u16
30	isr_cpu_total_pct	u8
31	out_mode	u8
32	baro_stale	u8
33	baro_hz	u8
34	proto_mode	u8
35	pps_state	u8
36	u2_drop	u32
40	trig_cnt	u32
44	trig_rej	u32

見出しの長さはpayload／全フレームです。旧SYS 36／40 bytesは存在する末尾だけを読み、STATのread_retry／read_badはASCIIのみです。PPS age_msは最大65535、align=1はPPS整列。AHRS zb_dsは0.1 s単位、fw 0.9.2以前は0です。

0x7F TEXTは$・*XX・CRLFを含まないASCII body（例SPNVACK,RATE,100）で、全フレーム最大262 bytesです。ACK／NAKやBOOT／RESET／DBG／AUTH／INIT／HB／STALL／TRAP等を運びます。

通信詳細はプロトコルv1.1、21–26ページにも基づきます。プロトコル概要を参照。

原資料：IMU600-V2 User Manual v1.1 · PDFページ 25–28

原ページを読む · 3資料の章対応と相違点

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