モデムトレースを利用したさくらのセキュアモバイルコネクトのLTE通信デバッグ方法（3）

モデムトレース有効化作業手順

nRF9160のチップにモデムトレースが有効になったSerial LTE Modemアプリケーションと、対応したモデムファームウェアを書き込みます。

nRF9160DKの用意

さくらのクラウドのコントロールパネルに登録したマルチカードSIMをnanoSIMサイズに切り出します。

nRF9160DKボードの電源スイッチがOFFになっているのを確認し、nRF9160DKボードに挿入します。

その後、nRF9160DKボードをmicroUSBケーブルでPCに接続します。

ファームウェア/アプリケーションの書き込み

①nRF Connect for Desktopを起動します。
（注：Quick Start が開いたら閉じてください。）

②APPSの中からCellular Monitorをインストールします。

③インストールが完了したらCellular MonitorをOpenボタンで起動します。

④Trace方法のHow toが表示されますが、今回はこの方法は使わないので「close」で閉じます。

⑤nRF9160DKのスイッチをONにします。
正常に認識されている場合、「SELECT DEVICE」をクリックすると、シリアルポートを持つデバイス一覧が表示され、その中にnRF9160DKが出てきます。(PCの持つシリアルポート次第でUnknownが表示されたりされなかったりしますが影響ありません。)
nRF9160DKを選択します。

⑥「Program device」をクリックします。
nRF9160DKが認識され左側にメニューが表示されますので、左下の 「ADVANCED OPTIONS」を開き、「Program device」をクリックします。

⑦Serial LTE ModemのSelectをクリックします。
Program sample appという画面になったら、Serial LTE ModemのSelectをクリックします。

⑧「Program」をクリックします
Program Serial LTE Modemという画面になったら、Modemと、Applicationそれぞれにチェックが入っていることを確認し、「Program」をクリックします。

nRF9160DKに乗っているnRF9160への書き込みが開始されるので完了を待ちます。

⑨書き込みが成功し、完了したらCloseボタンで閉じます。

各機能のシリアルポート割り当てと、トレース機能の動作確認

nRF9160DKが持つ複数のシリアルポートのうち、どの機能のポートがPCに何番のポートとして認識されているか確認します。またFWが正常に書き込まれ、トレースが出力されていることを確認します。
前項の手順後、nRF9160DKのボードは電源ONで繋いだままを想定して進めます。

ATコマンド用シリアルポートの確認

①Cellular Monitorの「ADVANCED OPTIONS」の「Terminal serial port」をクリックします。
この時リストに出てくるシリアルポート3つがnRF9160DKが持つシリアルポートになりまので、控えておきます。
(注：この記事ではCOM3～5として見えていますが、PCにより異なるので注意してください。)
この３つのポートのうち、いずれかがATコマンド用になりますが、環境により番号や認識順が変わるため、実際にコマンドに応答があるかどうかで、ポートを特定する必要があります。
Cellular Monitorとしては「Terminal serial port」自体は使用しないので「Deselect」を選択しておきます。

補足：設定について

Deselectにしておかないと対象のシリアルポート占有されてしまいTera Termでそのシリアルポートがオープンできなくなります。

②Tera Termを起動し、「ファイル」-「新しい接続」を選択します。
（注：ここからはTera Termでの作業になります。）

③シリアルを選択し、ポートから先ほど控えた３つのシリアルポートの内のいずれかを選択し、「OK」をクリックします。
（ここではCOM3を選択して説明します）

エラーなく正常にシリアルポートをオープンできていれば次に進みます。

④シリアルポートの設定を行います。「設定」-「シリアルポート」を選択します。

⑤下記内容でシリアルポートを設定し、「現在の接続を再設定」をクリックします。

• スピード：115200
• データ：8bit
• パリティ：none
• ストップビット：1bit
• フロー制御：none

⑥続いて端末の設定を行います。「設定」-「端末」を選択します。

⑦下記内容で端末を設定し、「OK」をクリックします。

• 改行コード受信：AUTO
• 改行コード送信：CR+LF
• ローカルエコー：ON

⑧この状態でキーボードから「AT」と入力しEnterキーで送信します。
OKが帰ってきたら、選択したシリアルポートがATコマンド用ポートとなります。
OKが返ってこない場合、選択したシリアルポートが間違っているので、ターミナルを閉じ、違うシリアルポートを選択して再度同様の手順で確認を行ってください。

補足：シリアルポートを控える

本ポートはこのPCでnRF9160DKを使う際のATコマンド用ポートになり、のちほど使用しますので、控えておいてください。

Modem Trace serial portの確認

モデムトレース用のシリアルポートがどれなのかを、実際にCellular Monitorアプリでトレースの取得を試行して調べます。

①Cellular Monitorアプリの左欄の設定を下記の様に設定します。

②この状態で、左上の「Start」をクリックすると、下図のようなダイアログがでます。
こちらのダイアログは閉じないでください。また、同時にWiresharkが自動で起動してきます。

③このダイアログはトレース用シリアルポートにモデムから流れてくるデータを見て、モデムのファームウェアバージョンを自動で確認しています。
正しくトレース用シリアルポートが選択されていてファームウェアバージョンが確認できると、自動でダイアログが閉じます。
この後の操作で、モデムを少し動作させてトレース用シリアルポートにデータを流します。
（注：ファームウェアバージョンが確認でき次第自動で閉じるので、モデムを動作させる前に閉じることもあります。）

また、Wiresharkは下図のようにキャプチャ中の状態になります。
表示列やウインドウ構成は普段のWiresharkの使い方により異なることがあります。

④続いて、前項Tera TermでATコマンド用ポートを開いているか確認します。
閉じていた場合はATコマンド用シリアルポートの確認の時と同じようにシリアルポートを開きます。

⑤この状態でキーボードから、「AT」と入力を追加しEnterキーで何度かおくります。

すると、ATコマンド送受に伴うトレースデータがCellular Monitorアプリに到着し、ファームウェアバージョンが解析され自動でダイアログが閉じます。
もしここでダイアログが閉じない場合、TRACE OPTIONS → Modem trace serial portで選択したシリアルポートがモデムトレース用のものではなかったと思われます。
その場合、今回選択しなかったもう一つのシリアルポートを選択しなおして同じ作業をやり直してみてください。
以降のトレースデータは自動起動したWireshark側に送られ、そちらで表示/記録されます。

Wireshark側ではトレースデータとして、ATコマンドの応答のOKについてのデータが記録されます。
若干Cellular Monitorアプリ側でバッファされてからWiresharkへ送られるのか、数手手前の操作が表示される印象です。

この状態になれば正しいトレースデータ用シリアルポートが選択されていることになります。
このシリアルポートを控えておきます。

⑥Cellular Monitorアプリの左上の「Stop」をクリックし、トレースの取得を停止します。

取得が停止され、アプリは待機状態になります。
今取得したデータはRAW　file　nameに表示されているファイルに保存されています。ただし別途Wiresharkで見るデータに変換が必要です。（注：Wiresharkの方で個別に保存したほうが扱いやすいかもしれません。）

⑦Wireshark側ではキャプチャ動作が自動で停止し、取得したデータが表示されている状態になります。必要に応じてファイルから保存で取得データを保存してください。

以上で、nRF9160DKのモデムトレース有効化設定と確認が完了となります。
次のコラムでは、正常系のトレース取得方法を解説します。
モデムトレースを利用したさくらのセキュアモバイルコネクトのLTE通信デバッグ方法（4）