Dans le cadre de ce projet de deuxième année de BUT GEII, j'ai réalisé en binôme la
rétro-ingénierie du protocole de communication USB du générateur de signaux RF professionnel
Aaronia BPSG 6, couvrant la gamme 23,5 MHz - 6 GHz.
Générateur Aaronia BPSG 6
Le fabricant ne fournissant aucune documentation API et son logiciel propriétaire étant limité
aux plateformes graphiques, le générateur était inutilisable sur des systèmes embarqués.
L'objectif était donc de développer une solution open-source permettant le contrôle via USB en
Python.
Architecture matérielle identifiée :
- PLL MAX2870 : Génération de la fréquence RF désirée via registres
configurables
- Module de contrôle de gain : Ajustement de la puissance de sortie RF
(encodage non documenté)
- Interface USB HID : Communication sans pilote propriétaire
- Microcontrôleur : Orchestration de l'ensemble et gestion des commandes USB
Diagramme d'architecture du générateur
La méthodologie de rétro-ingénierie s'est déroulée en plusieurs phases :
Identification du périphérique : Utilisation des outils Linux
lsusb, dmesg et usbmon pour identifier le type de
communication (USB HID, Vendor ID: 0x04d8, Product ID: 0xf3b5), permettant une compatibilité
native sans drivers spécifiques.
Capture et analyse des trames USB : Avec Wireshark et des filtres ciblés, j'ai
capturé les trames échangées lors de modifications de fréquence et de gain dans le logiciel
officiel. La structure identifiée est : en-tête de 12 octets (constant pour un modèle donné),
registres SPI (24 octets pour configurer le MAX2870), commande de gain (environ 5 octets,
relation non élucidée), et padding.
Décodage du PLL MAX2870 : À partir de la datasheet, j'ai développé un algorithme
de calcul automatique des 6 registres de configuration en fonction de la fréquence désirée. Les
modes Integer-N (stabilité) et Fractional-N (précision < 1 Hz) ont été implémentés avec
calcul des paramètres N, F et DIVA.
Développement logiciel : Le code Python développé permet de générer les
registres SPI corrects, construire la trame USB complète et l'envoyer au périphérique via le
protocole HID. La solution finale fait moins de 100 lignes de code.
Résultats et limitations :
Le contrôle de fréquence est pleinement fonctionnel sur toute la gamme 23,5 MHz - 6 GHz avec une
résolution inférieure à 1 Hz. La solution est compatible Linux/ARM (Raspberry Pi) et permet un
fonctionnement en mode headless (SSH, scripts automatisés).
Cependant, le contrôle de gain reste non fonctionnel : malgré l'analyse statistique des trames
capturées, la relation exacte entre la commande de gain et les octets correspondants dans la
trame USB n'a pas été déterminée.
Ce projet m'a permis de développer des compétences en analyse de protocoles de communication, en
rétro-ingénierie matérielle et logicielle, ainsi qu'en programmation Python. L'approche
méthodique et la documentation rigoureuse ont été essentielles pour progresser sur ce projet
complexe.
