Администрирование Железо NEO-7: модули GPS/GNSS Mon, November 19 2018  

Поделиться

нашли опечатку?

Пожалуйста, сообщите об этом - просто выделите ошибочное слово или фразу и нажмите Shift Enter.


NEO-7: модули GPS/GNSS Печать
Добавил(а) microsin   

NEO 7 module small picМодули серии NEO-7 от компании u-blox это Multi-GNSS приемники (т. е. поддерживают несколько распространенных стандартов спутниковой навигации). Есть несколько вариантов модулей, удовлетворяющих по параметрам и цене различным требованиям, с малым потреблением энергии и компактным исполнением, что облегчает их интеграцию в переносные устройства. Модули NEO-7 обратно совместимы с предыдущими сериями NEO-6 и NEO-5. Здесь приведен перевод даташита [1] редакции GPS.G7-HW-11004-1. Информация из этого даташита относится к исполнениям модулей NEO-7M-0-000 и NEO-7M-0-000 с версиями прошивок ROM1.00 и FW1.00 соответственно.

Примечание: в дальнейшем описании вместо названия NEO-7 иногда применяется название модуля u-blox 7. Скорее всего это одно и то же. Непонятные термины и сокращения см. в разделе "Словарик", в конце статьи.

[Общая информация]

Серия NEO-7 представляет самостоятельные модули GPS/GNSS, обладающие системой обработки навигационных протоколов (GPS, GLONASS, Galileo, QZSS и SBAS) исключительной производительности. Серия NEO-7 имеет высокую чувствительность к сигналам спутников и минимальное время их обнаружения, имея при этом малогабаритный корпус, удобный для монтажа на печатную плату.

При максимальной чувствительности серия NEO-7 имеет низкое потребление энергии. NEO-7M оптимизирован для недорогих приложений, а NEO-7N представляет лучшую производительность и простую интеграцию по RF. Форм-фактор модулей NEO позволяет производить простую миграцию с предыдущих поколений модулей NEO. Продвинутый RF-тракт приемника и подавление помех гарантирует максимальную производительность даже в неблагоприятных для приема сигнала GPS условиях (комната жилого здания, салон автомобиля).

NEO-7 это высокоинтегрированный модуль в миниатюрном корпусе, с множеством вариантов подключения к внешней электронике. Это отлично подходит для промышленных применений, где есть значительные ограничения на размеры и стоимость. I2C-совместимый интерфейс DDC позволяет совместное использование с беспроводными модулями SARA, LEON и LISA от компании u-blox.

Модули NEO-7 используют чипы GPS/GNSS, квалифицированные в соответствии с AEC-Q100, и они произведены в соответствии со стандартами ISO/TS 16949. Квалификационные тесты выполнены так, как предусматривает стандарт ISO16750: "Road vehicles – Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment" ("Дорожные механизмы - рабочие условия и тестирование электрического и электронного оборудования").

В таблице дан краткий обзор основных функций модулей серии NEO-7:

Параметр NEO-7N NEO-7M
Тип обнаруживаемых сигналов
   GPS + +
   QZSS + +
   GLONASS + +
Напряжение питания
   1.65 .. 3.6V   +
   2.7 .. 3.6V +  
   Минимальное потребление энергии (с участием блока DC/DC) + +
Коммуникационные интерфейсы
   UART + +
   USB + +
   SPI выбирается
   DDC (I2C-совместимый интерфейс) + +
Функции и возможности
   Возможность программирования (FLASH) +  
   Data Logger (возможность записи лога) +  
   Дополнительный LNA +  
   Фильтр SAW +  
   Встроенный тактовый генератор Кварц TCXO
   RTC + +
   Антенна O O
   Определение короткого замыкания в антенне O O
   Определение отключенной антенны O O
   Вывод TIMEPULSE + +
   Сигнал внешнего прерывания / пробуждения + +

Примечания:

+ опция присутствует
O наличие по умолчанию не обязательно, или это требует внешних компонентов.

[Общие параметры]

Тип приемника: 56 каналов, прием сигналов GPS L1C/A, GLONASS L1 FDMA, SBAS L1C/A, QZSS L1C/A, GALILEO E1B/C1. Поддержка SBAS: WAAS, EGNOS, MSAS. Поддержка Assistance GPS: AssistNow Online, AssistNow Offline, AssistNow Autonomous, совместимость с OMA SUPL и 3GPP.

Параметр Значение
Точность горизонтального позиционирования5 (CEP)
   Автономная GPS: 2.5 м
GLONASS: 4 м
   SBAS GPS: 2.0 м
GLONASS: недоступно
Точность сигнала TIMEPULSE
   RMS 30 нс
   99% 60 нс
   Частота сигнала TIMEPULSE (конфигурируется) 0.25 Гц .. 10 МГц
Максимальная скорость обновления информации о навигации 10 Гц
Точность определения скорости6 0.1 м/с
Точность определения направления6 0.5 градуса
Рабочие пределы7
   Динамические нагрузки ≤ 4g
   Высота 50000 м
   Скорость 500 м/сек

[Параметры, зависящие от модели]

Параметр NEO-7N NEO-7M
TTFF2
   Холодный старт 29 сек 30 сек
   Теплый старт 28 сек 28 сек
   Горячий старт 1 сек 1 сек
   С помощью при старте (Aided Starts)3 5 сек 5 сек
Чувствительность4
   Отслеживание положения и навигация -162 dBm -161 dBm
   Повторное определение положения -160 dBm -160 dBm 
   Холодный старт -148 dBm -147 dBm
   Теплый старт -148 dBm -148 dBm
   Горячий старт -156 dBm -155 dBm

Примечания:

1. Есть поддержка GALILEO E1B/C, когда доступны сигналы соответствующих спутников.
2. Все спутники с уровнем сигнала -130 dBm.
3. Зависит от скорости канала передачи данных и задержек.
4. Демонстрируется с наличием хорошего внешнего LNA.
5. CEP, 50%, 24 hours static, -130 dBm, > 6 SVs.
6. 50% @ 30 m/s
7. Подразумевается бортовое ускорение < 4g.

NEO 7 block diagram fig01

Рис. 1. Блок-схема модуля NEO-7.

Примечание *: не обязательно присутствующие компоненты.

Серия модулей u-blox 7 позиционируется как мультистандартные (multi-GNSS) приемники, и могут принимать и отслеживать сигналы систем GPS, GLONASS, GALILEO и QZSS.

GPS. Приемники u-blox 7 разработаны для приема и отслеживания сигналов L1C/A, предоставленных сигналами GPS на частоте 1575.42 МГц.

GLONASS. Русская спутниковая система GLONASS является альтернативной по отношению к GPS, разработанной США. Модуль u-blox 7 может принимать и обрабатывать сигналы GLONASS, используя то же самое оборудование, с минимальными затратами по стоимости и по усилиям интеграции. Чтобы получить все преимущества от GPS и GLONASS, требуется специальная подготовка аппаратуры на стадии разработки, подробнее см. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2] для рекомендаций разработок от u-blox. Возможность принимать и отслеживать сигналы спутников GLONASS L1OF на том же оборудовании - результат оптимизации BOM аппаратуры.

QZSS. Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) это система навигационного покрытия спутниками Тихоокеанского (Pacific) региона, обслуживающего Японию и Австралию, с передачей дополнительных сигналов GPS L1C/A. Модули u-blox 7 могут принимать эти сигналы одновременно с GPS, в результате улучшается доступность навигационной информации, особенно в городских условиях плохого приема.

[Расширенный GPS]

Assisted GPS (A-GPS). A-GPS улучшает параметры GPS путем передачи вспомогательных данных приемнику GPS через беспроводные сети или Интернет. Предоставление такой информации, как эфемерида, альманах, аппроксимирует последнюю позицию, время и состояние спутника, и опциональный сигнал синхронизации времени значительно снижает время первой фиксации положения (Time to First Fix, TTFF), и улучшает чувствительность обнаружения спутников.

AssistNow Online и AssistNow Offline это сервисы u-blox A-GPS для устройств, у которых есть или нет подключение к сети. AssistNow Online и AssistNow Offline могут использоваться либо по отдельности, либо в комбинации. Они очень просто реализуются, не требуют дополнительного оборудования и виртуально не генерируют нагрузку CPU. Все модули u-blox 7 поддерживают службы AssistNow Online, AssistNow Offline и AssistNow Autonomous A-GPS services, и совместимы с OMA SUPL.

AssistNow Online. С этим сервисом подключенное к Интернет устройство GPS загружает вспомогательные данные из u-blox AssistNow Online Service в момент запуска системы (system start-up). Сетевой оператор AssistNow Online работает независимо и доступен глобально. u-blox только отправляет данные эфемерид от тех спутников, которые в настоящий момент видимы для устройства, запрашивающего данные, минимизируя тем самым количество передаваемых данных.

AssistNow Offline. С этим сервисом пользователи для своего удобства загружают u-blox Differential Almanac Correction Data из Интернет. Данные коррекции могут быть сохранены либо в памяти FLASH приемника GPS/GNSS (это доступно только для NEO-7N), или в памяти процессора приложения. Таким образом, служба не требует в момент запуска наличия внешних подключений, и позволяет зафиксировать свою позицию за несколько секунд, даже когда нет подключения к сети.

AssistNow Autonomous. Эта служба дает функционал, подобный Assisted-GPS, без необходимости подключения к хосту или внешней сети. Это встроенная функция, доступная без денежных отчислений, которая ускоряет позиционирование GPS путем задействования информации о периодичной природе орбит спутников GPS. Предсказания орбиты GPS вычисляются непосредственно приемником GPS, и для этого не требуются вспомогательные внешние данные или какое-либо сетевое подключение. AssistNow Autonomous может использоваться отдельно или вместе с AssistNow Online или AssistNow Offline, чтобы ускорить определения позиции и увеличить точность.

Для дополнительной информации см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

Satellite-Based Augmentation System (SBAS). Модули позиционирования u-blox 7 поддерживают SBAS. Эти системы поддерживают данные GPS дополнительной региональной или мировой вспомогательной информацией GPS. Система широковещательно передает вспомогательные данные через спутник, которые могут использовать приемники GPS для улучшения точности GPS. Спутники SBAS могут использоваться как дополнительные спутники для навигации, еще больше повышая точность. Следующие виды SBAS поддерживаются u-blox 7: WAAS, EGNOS и MSAS.

Для дополнительной информации см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

Лог данных (NEO-7N). Модули u-blox 7 снабжены функцией лога, что позволяет продолжительно сохранять информацию о позиции, скорости и времени в память 16Mbit SQI FLASH. Эта информация может быть считана из приемника позже для дополнительного анализа или для преобразования в маршрут перемещения по карте. Для дополнительной информации см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

EXTINT: External interrupt. Сигнал EXTINT это ножка для внешнего прерывания с фиксированными порогами входного напряжения по отношению к напряжению питания VCC. Это может использоваться для управления приемника или вспомогательных функций.

Для дополнительной информации о том, как реализовать и конфигурировать эти функции, см. u-blox 7 Receiver Description including Protocol Specification [3] и MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2].

Управление внешними выводами. Функция управления выводами (Pin Control) позволяет переопределить автоматические циклы активности/отсутствия активности в режиме экономии энергии (Power Save Mode). Состояние приемника может управляться через вывод EXTINT.

Приемник также может быть принудительно выключен (OFF) с использованием EXTINT, когда не активен Power Save Mode.

Помощь (Aiding). Вывод EXTINT может использоваться для предоставления приемнику вспомогательных данных времени (time aiding) или частоты (frequency aiding).

Для time aiding аппаратная синхронизация может осуществляться путем подключения точных импульсов времени к выводу EXTINT.

Может быть реализована функция frequency aiding путем подключения к выводу EXTINT периодического прямоугольного сигнала с частотой до 500 кГц, с произвольной скважностью (длительность лог. 0 и лог. 1 не должна быть короче 50 нс). Предоставление этой частоты для приемника осуществляется с помощью сообщений UBX.

TIMEPULSE. На всех модулях u-blox 7 доступен конфигурируемых импульсный сигнал. Выход TIMEPULSE генерирует последовательность импульсов в широком диапазоне частот, синхронизированных по интервалам времени GPS или UTC. Это может использоваться как низкочастотный сигнал синхронизации времени или как высокочастотный сигнал эталонной частоты.

По умолчанию этот сигнал сконфигурирован для выдачи 1 импульса в секунду. Для получения дополнительной информации см. u-blox 7 Receiver Description including Protocol Specification [3].

[Протоколы и интерфейсы]

Все протоколы доступны через интерфейсы UART, USB, DDC (совместимый с I2C) и SPI. Для получения информации по различным протоколам см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

Протокол Тип
NMEA Ввод/вывод ASCII, версия 0183, редакция 2.3 (совместимая с 3.0)
UBX Ввод/вывод двоичных данных, проприетарный протокол u-blox
RTCM Ввод, редакция 2.3

Для внешних коммуникаций (данные навигации, статистика или доступ к памяти) предоставлено несколько интерфейсов. Встроенное в модуль u-blox 7 программное обеспечение (embedded firmware) использует эти интерфейсы в соответствии со спецификациями своего протокола.

UART. В модулях NEO-7 имеется интерфейс UART, который может использоваться для обмена данными с хостом [7]. Интерфейс поддерживает конфигурирование скорости передачи (baud rate). Информацию по поддерживаемым baud rate см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

USB. Совместимый с USB version 2.0 FS интерфейс может использоваться в коммуникациях как альтернатива UART. Имеется интегрированный pull-up резистор на выводе USB_DP (D+), чтобы подать сигнал хосту о подключении полноскоростного (full-speed) устройства USB. Вывод VDD_USB предоставляет питание от интерфейса USB.

Компания u-blox предоставляет драйвер USB, сертифицированный Microsoft®, для операционных систем Windows XP, Windows Vista и Windows 7.

SPI. Этот интерфейс может работать только в режиме slave, когда модуль работает как подчиненное устройство по отношению к хосту SPI. Максимальная скорость передачи информации через SPI 1 Mb/s при максимальной тактовой частоте SPI 5.5 МГц. Обратите внимание, что SPI в конфигурации по умолчанию недоступен, потому что его выводы используются совместно с интерфейсами UART и DDC. Интерфейс SPI может быть разрешен путем подключения вывода D_SEL (Pin 2) к земле (см. далее секцию "Выбор интерфейса, D_SEL").

Display Data Channel (DDC). I2C-совместимый интерфейс DDC доступен для обмена данными с внешним CPU-хостом или беспроводными модулями (u-blox Wireless modules). Этот интерфейс, также как SPI, может работать только в режиме slave (подчиненное устройство). Протокол DDC и его физические сигналы полностью совместимы с индустриальным стандартом I2C на скорости Fast-Mode. Поскольку максимальная тактовая частота SCL по этому стандарту составляет 400 кГц, получается максимальная скорость передачи данных 400 килобит/сек.

[Генерация тактов]

Основной генератор. Модули NEO-7 GPS доступны в версиях с обычным кварцевым резонатором (Crystal) и с температурно-компенсированным кварцевым генератором (TCXO). TCXO позволяет ускорить определение слабых сигналов, позволяя быстро запускаться, быстро повторно обнаруживать спутники и свое текущее положение.

Real-Time Clock (RTC). Блок часов реального времени RTC тактируется от генератора 32 кГц, использующего внешний кварц RTC. Если падает уровень основного источника напряжения питания, и к выводу V_BCKP подключена батарея, узлы приемника выключаются, но RTC продолжает работать, предоставляя опорное время для приемника. Этот рабочий режим называется Hardware Backup Mode, который позволяет сохранять все связанные с работой данные в backup RAM, чтобы позже был возможен горячий или теплый старт.

[Управление питанием]

Технология u-blox 7 предоставляет оптимизированную по потреблению энергии архитектуру со встроенными автономными функциями минимизации потребления тока в любой момент времени (built-in autonomous power saving functions). Интегрированный высокоэффективный преобразователь DC/DC позволяет снизить потребление энергии даже для повышенных напряжений питания основного источника. Приемник может работать в двух режимах: Continuous Mode или Power Save Mode.

Преобразователь DC/DC. В модулях NEO-7 есть DC/DC конвертер, позволяющий снизить потребление энергии, особенно когда напряжение главного источника питания становится выше 2.5V.

Для дополнительной информации см. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2].

Continuous Mode. В этом режиме на полной скорости работает система позиционирования (acquisition engine), предоставляя самое короткое время TTFF и самую высокую чувствительность. В этом режиме обнаруживаются все доступные спутники, пока не будет полностью загружен Almanac. Затем приемник переключает систему отслеживания положения (tracking engine) в режим пониженного потребления (lower power consumption).

Таким образом, пониженное потребление энергии будет активно в следующих условиях:

• Получена достоверная навигационная позиция GPS/GNSS.
• Almanac был загружен полностью.
• Достоверен ephemeris каждого видимого спутника.

Power Save Mode. Для приложений, чувствительных к экономии питания, приемники u-blox 7 предоставляют Power Save Mode.

Power Save Mode использует две выделенные операции, которые называются ON/OFF и Cyclic tracking, разными способами снижающие среднее потребление тока, чтобы удовлетворить потребностям определенного приложения. Эти операции могут быть установлены использованием специального сообщения ubx.

Для получения дополнительной информации по стратегиями управления питанием см. u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3]. Power Save Mode недоступен в режиме приема спутников GLONASS.

[Антенна]

Модули NEO-7 разработаны для использования пассивной и активной антенн. Для информации по использовании активных антенн с модулями NEO-7 см. NEO-7 Hardware Integration Manual [2].

Таблица 4. Рекомендации для активных антенн.

Параметр Значение
Минимальное усиление 15 dB (для компенсации потери сигнала в кабеле RF)
Максимальное усиление 50 dB (NEO-7M), 30 dB (NEO-7N)
Максимальный уровень шума 1.5 dB

[Цоколевка модуля NEO-7]

NEO 7 pinout fig02

Рис. 2. Выводы модуля NEO-7, вид сверху.

Таблица 5. Нумерация и описание выводов.

Мнемоника I/O Описание
1 Резерв. - Зарезервировано
2 D_SEL I Выбор интерфейса
3 TIMEPULSE O Генерируемые импульсы времени и частоты (PPS)
4 EXTINT I External Interrupt, внешнее прерывание
5 USB_DM I/O Сигнал D- данных USB
6 USB_DP I/O Сигнал D+ данных USB
7 VDD_USB I Напряжение питания от USB (+5V)
8 RESET_N I Сброс
9 VCC_RF O Выходное напряжение питания для секции RF
10 GND   Общий провод для питания и сигналов, земля
11 RF_IN I Вход для RF-сигнала GPS
12 GND   Общий провод для питания и сигналов, земля
13  
14 ANT_ON (для NEO-7N)
Резерв. (для NEO-7M)
O
-
Управление антенной
Зарезервировано
15 Резерв. - Зарезервировано
16 Резерв. - Зарезервировано
17 Резерв. - Зарезервировано
18 SDA (I2C)
CS_N (SPI)
I/O
I
Данные DDC, если D_SEL = 1 (или не подключен).
SPI Chip Select, если D_SEL = 0.
19 SCL (I2C)
CLK (SPI)
I
I
Такты DDC, если D_SEL = 1 (или не подключен).
Такты SPI, если D_SEL = 0.
20 TxD (UART)
MISO (SPI)
O
O
Передача UART, если D_SEL = 1 (или не подключен).
Выход данных SPI, если D_SEL = 0.
21 RxD (UART)
MOSI (SPI)
I
I
Прием UART, если D_SEL = 1 (или не подключен).
Вход данных SPI, если D_SEL = 0.
22 V_BCKP I Напряжение от резервной батареи
23 VCC I Напряжение питания
24 GND   Общий провод для питания и сигналов, земля

Примечание: выводы, помеченные "Резерв.", не должны использоваться. Для дополнительной информации по цоколевке выводов см. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2]. I означает вход (Input), O выход (Output), I/O означает двунаправленный сигнал.

[Управление конфигурацией]

Настройки конфигурации могут быть изменены конфигурационными сообщениями UBX. Модифицированные настройки остаются в действии до момента выключения питания (power-down) или сброса (reset). Если эти настройки были сохранены в battery-backup RAM, то они восстанавливаются при включении, пока не было прервано питание от резервной батареи.

В модулях NEO-7N, конфигурационные настройки, измененные сообщениями UBX, могут быть сохранены постоянно (в память FLASH). В этом случае измененные настройки остаются в силе после выключения питания, и не требуется поддержка питания от резервной батареи.

Выбор интерфейса, D_SEL. В момент запуска вывод 2 (D_SEL) определяет, какой интерфейс будет использоваться для обмена данными. Если на D_SEL в лог. 1, или D_SEL висит (никуда не подключен), то доступны для связи UART и DDC. Если на D_SEL подан лог. 0, например он подключен к земле, модуль NEO может обмениваться данными с хостом SPI.

Таблица 6. Выбор интерфейса данных с помощью ножки D_SEL.

№ вывода D_SEL = лог. 1
(или если D_SEL
никуда не подключен)
D_SEL = лог. 0
(подключен к GND)
20 UART TX SPI MISO
21 UART RX SPI MOSI
19 DDC SCL SPI CLK
18 DDC SDA SPI CS_N

[Электрические параметры]

Предельные значения. В таблице 7 даны параметры в соответствии с Absolute Maximum Rating System (IEC 134). Стрессовые значения одного или нескольких параметров, превышающих эти значения, могут необратимо повредить устройство. Эти стрессовые значения указаны только как рейтинг, и не гарантируются рабочие характеристики устройства, когда оно работает под действием превышения одного или нескольких указанных здесь параметров. Длительная работа устройства в условиях действия ограничивающих предельных значений может повлиять на надежность устройства.

Там, где дана информация по применению, это относится только к консультации, и не является частью спецификации. Для получения дополнительной информации см. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2].

Таблица 7. Абсолютные предельные значения (Absolute maximum ratings).

Параметр Символ MIN MAX Ед. Условия
Напряжение питания VCC -0.5 3.6 V  
Напряжение резервной батареи V_BCKP -0.5 3.6 V  
Напряжение питания от USB VDD_USB -0.5 3.6 V  
Входное напряжение Vin -0.5 VCC V  
Входное напряжение сигналов USB Vin_usb -0.5 VDD_USB V  
Постоянный ток через любой цифровой вывод I/O (кроме выводов питания) Ipin   10 mA  
Выходной ток из вывода VCC_RF ICC_RF   100 mA  
Мощность входного сигнала на выводе RF_IN Prfin   13 dBm Входное сопротивление 50Ω, постоянная несущая
Температура хранения Tstg -40 +85 °C  

Внимание: изделие не защищено от превышения указанных напряжений основного или резервного питания. Если необходимо, то пики выбросов напряжения, превышающие указанные пределы в таблице 7, должны быть ограничены в указанных пределах с помощью специальных защитных диодов.

Рабочие параметры. Все спецификации подразумевают температуру окружающего воздуха 25°C. Экстремальные значения температуры могут значительно повлиять на значения параметров. Приложения, которые работают близко к пределам рабочих температур, должны быть проверены для гарантии удовлетворения параметрам спецификации.

Таблица 8. Нормальные рабочие условия.

Параметр
Символ MIN норм. MAX Ед. Условия
Напряжение питания NEO-7M VCC 1.65   3.6 V  
NEO-7N 2.7 3.0 3.6 V  
Напряжение резервной батареи V_BCKP 1.4   3.6 V  
Напряжение питания от USB VDD_USB 3.0 3.3 3.6 V  
Потребляемый ток от резервной батареи I_BCKP   15   μA V_BCKP=1.8V,
VCC=0V
Входное напряжение Vin 0   VCC V  
Входное напряжение лог. 0 Vil 0   0.2·VCC V  
Входное напряжение лог. 1 Vih 0.7·VCC   VCC V  
Выходное напряжение лог. 0 Vol     0.4 V  
Выходное напряжение лог. 1   VCC-0.4     V  
Входное напряжение сигналов USB (USB_DM, USB_DP) Vin_usb В соответствии стандарту USB V Используются последовательные резисторы 22Ω
Напряжение питания радиотракта VCC_RF   VCC-0.1   V  
Выходной ток из вывода VCC_RF ICC_RF     50 mA  
Уровень шума приемника NEO-7M NFtot   3.5   dB  
NEO-7N   2.0   dB  
Рабочая температура   Topr -40   +85 °C  

Работа устройства при параметрах, выходящих за пределы указанных в таблице 8, может повлиять на его надежность.

[Потребление тока]

Таблица 9 перечисляет примеры общего потребления тока системой модуля для возможного применения. Значения в таблице 9 предоставлены только как пользовательская информация, как пример типичных требований по энергопотреблению. Значения характеризуются выборками значений, реальное потребление тока может меняться в зависимости от используемой версии FW, внешней схемы, количества отслеживаемых SVs, силы сигнала, типа старта, а также от времени, длительности и условий тестирования.

Таблица 9. Показательные значения потребляемой мощности при напряжении питания 3.0V.

Параметр
Символ Модуль норм. MAX Ед. Условия
Максимальный ток потребления16 Iccp Все   67 mA  
Icc Acquisition19 NEO-7N 32    
NEO-7M 22   VCC=3V
Средний потребляемый ток17,18 Icc Tracking
(Continuous mode)
NEO-7N 26    
NEO-7M 17   VCC=3V
Icc Tracking (Power Save mode / 1 Гц) NEO-7N 11     
NEO-7M 5   VCC=3V

Для дополнительной информации по потребляемой мощности см. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual [2].

Примечания:

16. Используйте это для определения максимального тока источника питания. Измерение этого параметра было сделано в полосе частот 1 Гц.
17. Используйте это для определения требуемой емкости батареи.
18. Используется симулированная совокупность из 8 спутников. Все сигналы на уровне -130 dBm.
19. Средний ток от момента запуска (start-up) до первой фиксации позиции.

Чтобы избежать неправильной работы SPI, пользователь должен соблюдать определенные условия интервалов времени. У сигналов SPI CS_N (SS_N, сигнал выборки подчиненного устройства) и CLK (SCK, такты данных) нужно учесть ограничения по времени, обозначенные на рис. 3 и в таблице 11.

NEO 7 SPI timing diagram fig03

Рис. 3. Диаграмма сигналов SPI.

Рекомендации в таблице ниже даны для firmware, работающего из FLASH.

Таблица 11. Рекомендации времени интервалов сигналов SPI.

Параметр Описание Рекомендация
tINIT Время инициализации 500 мкс
tDES Время снятия выборки 1 мс
Bit rate Скорость обмена данными 1 мегабит/сек

Соблюдение рекомендаций в таблице 11 обеспечит безошибочную передачу данных. Если допустимо появление некоторых ошибок, и если запретить фильтр помех (glitch filter), то можно значительно повысить скорость передачи.

Интерфейс DDC совместим в I2C Fast Mode. Чтобы получить параметры интервалов времени для этого интерфейса, обратитесь к описанию стандарта I2C. Максимальная скорость бит составляет 400 килобит/сек. Интерфейс растягивает сигнал тактов, замедляя работу при обслуживании прерываний, поэтому реальная скорость передачи будет несколько ниже.

Параметры размеров корпуса, упаковки, условий хранения см. в документе [1].

[Сообщения по умолчанию]

В таблице ниже приведены начальные условия для протоколов обмена. За информацией по дополнительным командам и настройкам обратитесь к документу u-blox 7 Receiver Description Including Protocol Specification [3].

Таблица 12. Сообщения по умолчанию.

Интерфейс Настройки
Вывод через UART Параметры последовательного порта 9600 бод, 8 бит, no parity, 1 stop бит сконфигурированы для передачи обоих протоколов NMEA и UBX protocols, но при запуске (start-up) активны только следующие сообщения NMEA (UBX сообщений нет): GGA, GLL, GSA, GSV, RMC, TTG, TXT.
Вывод через USB Сконфигурировано для передачи обоих протоколов NMEA и UBX, но при запуске (start-up) активны только следующие сообщения NMEA (UBX сообщений нет): GGA, GLL, GSA, GSV, RMC, TTG, TXT. Режим питания устройства USB: Bus Powered (питание от шины USB).
Ввод через UART Параметры последовательного порта 9600 бод, 8 бит, no parity, 1 stop бит, автоопределение скорости запрещено. Автоматически принимает протоколы UBX и NMEA без необходимости специального конфигурирования. Приемник GPS поддерживает чередование сообщений UBX и NMEA.
Ввод через USB Автоматически принимает протоколы UBX и NMEA без необходимости специального конфигурирования. Приемник GPS поддерживает чередование сообщений UBX и NMEA. Режим питания устройства USB: Bus Powered (питание от шины USB).
TIMEPULSE (1 Гц Nav) 1 импульс в секунду, синхронизированный по фронту нарастания уровня, длительность импульса 100 мс.

[Маркировка, информация для покупки]

Маркировка корпуса GPS-модулей u-blox 7 содержит важную информацию. Размещение номера типа (Product Type Number) показано на рис. 6.

NEO 7 location product type number fig06

Рис. 6. Размещение Product Type Number.

Расшифровка кодов продукта (Product Code). Используется 3 разных формата кода продукта. Имя продукта (Product Name) используется а документации наподобие этого даташита, и оно идентифицирует все изделия u-blox 7, независимо от их упаковки и степени качества. Код покупки (Ordering Code) включает опции и качество (options and quality), в то время как номер типа (Type Number) включает информацию о версиях железа и аппаратуры (hardware, firmware versions). В таблице 13 показаны эти 3 разных формата:

Таблица 13. Форматы Product Code.

Формат Структура
Product Name PPP-GV
Ordering Code PPP-GV-T
Type Number PPP-GV-T-XXX

Назначение частей Product Code объясняется в таблице 14.

Таблица 14. Отдельные части идентификационного кода.

Код Что обозначает Пример
PPP Product Family (семейство изделия) NEO
G Product Generation (поколение изделия) 7 соответствует u-blox 7
V Variant T = Timing, R = DR, и т. п.
T Option / Quality Grade Описывает стандартный функциональный элемент устройства или степень качества, как например размер Flash, предназначение для автомобилестроения и т. д.
XXX Product Detail Описывает подробности изделия или такие опции, как ревизия ПО, длина кабеля и т. п.

Коды для покупки (Ordering Code) приведены в таблице 15.

Таблица 15. Коды закупки для модулей стандартной классификации.

Ordering No. Заказываемое изделие
NEO-7M-0 u-blox 7 GPS/GNSS Module, ROM, 12x16mm, 250 pcs/reel
NEO-7N-0 u-blox 7 GPS/GNSS Module, Flash, TCXO, SAW, LNA, 12x16mm, 250 pcs/reel

Функции и номенклатура модулей NEO-7 может меняться, для получения самой свежей информации и изменениях (Product Change Notifications, PCN) посетите сайт u-blox.com.

[Словарик]

3GPP 3rd Generation Partnership Project, техническое взаимодействие между ассоциациями разработки телекоммуникационных стандартов, известное как Organizational Partners. Подробнее см. Википедию.

Almanac альманах. Альманах в контексте GPS содержит шесть параметров орбиты спутника на определенный момент времени. Причем каждый спутник системы имеет данные о других спутниках. Навигатор, установив связь всего с одним спутником, после получения альманаха имеет данные о параметрах орбит и других. Альманах, загруженный в память спутника, действителен 30 дней. Тем не менее уточняются эти данные чаще — раз в несколько суток, во время сеанса связи с одной из наземных станций.

battery-backup RAM память, сохраняющая свои настройки, когда питание выключено, что реализовано с помощью специальной дополнительной батарейки.

BOM Bill Of Materials, список используемых изделий и материалов.

CEP Circular Error Probability, классификация точности попаданий на поверхности, взятая из описания систем вооружения. Точность GPS, указанная как CEP, относится только к горизонтальным координатам, т. е. к позиции на карте. CEP определен как радиус круга, центрированного на реальном значении, которое содержит 50% реальных измерений GPS. Таким образом, приемник, у которого точность CEP равна 10 метрам, реальная позиция на карте будет с погрешностью 10 метров в течение 50% времени. Круг радиуса, указывающего 95%-ю вероятность, часто упоминается как R95, т. е. R95 - CEP с радиусом 95%-го круга вероятности.

CPU Central Processor Unit, микропроцессор.

dBm (иногда то же самое обозначают как dBmW, или децибел-милливатты) аббревиатура для соотношения мощности в децибелах (dB), выраженной относительно 1 милливатта (mW) [6].

DDC Display Data Channel, дословно канал отображения информации. Этим термином здесь обозначается интерфейс I2C модуля.

Ephemeris эфемерида. В астрономии - таблица небесных координат Солнца, Луны, планет и других астрономических объектов, вычисленных через равные промежутки времени, например, на полночь каждых суток. Эфемериды, в частности, используются для определения координат наблюдателя (см. мореходная астрономия). Также эфемеридами называются координаты искусственных спутников Земли, используемых для навигации, например, в системе NAVSTAR (GPS), ГЛОНАСС, Galileo. Координаты спутников передаются в составе сообщений о местонахождении спутника, в этом случае говорят о передаче эфемерид.

FW FirmWare, встроенное программное обеспечение, прошивка модуля.

GALILEO спутниковая система навигации, принятая Европой.

GLONASS спутниковая система навигации, принятая Россией.

GNSS global navigation satellite system, общий термин обозначения систем глобальных спутниковых систем навигации.

GPS Global Positioning System, система глобального позиционирования, принятая США.

IF Intermediate Frequency, промежуточная частота.

LEON полнофункциональный 4-диапазонный модуль GSM/GPRS от компании u-blox.

L1OF разновидность кодирования навигационной информации, применяемая GLONASS.

L1C/A разновидность кодирования навигационной информации.

LISA модули компании u-blox, поддерживающие HSDPA 21.1 Mb/s, HSUPA 5.76 Mb/sЮ 2G, 3G и 4G, eCall, ERA-GLONASS, позиционирование внутри помещений CellLocate®, интеграцию GNSS / A-GNSS.

LNA Low Noise Amplifier, усилитель с малым коэффициентом шума.

NMEA 0183 комбинированная спецификация, описывающая электрические соединения и обмен данными между морской электроникой, такой как эхо-локаторы, сонары, анемометры, гирокомпасы, автопилот, приемники GPS и т. д.

OMA SUPL Open Mobile Alliance Secure User Plane Location. OMA это набор открытых стандартов в индустрии мобильных телефонов. SUPL основанный на IP протокол для Assisted GPS, чтобы быстро получать информацию спутников GPS через сети IP вместо медленной передачи (50 бит/сек) информации через спутники GPS.

PIO Port I/O, порт ввода/вывода.

PMU Power Management Unit, блок управления питанием.

QZSS Quasi-Zenith Satellite System, японский проект спутниковой навигации.

RAM Random Access Memory, оперативная память, ОЗУ.

RF Radio Frequency, радиочастота.

ROM Read-Only Memory, память только для чтения, ПЗУ.

RTC Real Time Clock, часы реального времени.

RTCM Radio Technical Commission for Maritime Services, международная организация разработки стандартов для морских применений.

SARA модули HSPA/GSM от u-blox с поддержкой GPS.

SAW Surface Acoustic Wave, термин относится к фильтрам на поверхностных звуковых волнах.

SBAS Satellite-Based Augmentation System. В системе GNSS это метод улучшения возможностей навигации, таких как точность, надежность и доступность (подробнее см. Википедию).

SEP spherical error probable. Точность GPS, указанная как SEP, относится как к горизонтальной плоскости, так и к положению по вертикали. Для 50-й процентили половина точек данных или позиций находилась бы в пределах сферы этого радиуса.

SQI Serial Quad I/O, последовательный, ускоренный в 4 раза ввод/вывод. Термин относится к памяти FLASH.

SVs space vehicles, спутники.

TCXO температурно-компенсированный кварцевый генератор.

TTFF Time to First Fix, время до получения первого достоверного места положения.

UBX протокол обмена сообщениями, разработанный компанией u-blox.

[Ссылки]

1. NEO-7 u-blox 7 GPS/GNSS modules Data Sheet site:u-blox.com.
2. MAX-7 / NEO-7 / LEA-7 Hardware Integration Manual, Docu. No. GPS.G7-HW-11006.
3. u-blox 7 Receiver Description including Protocol Specification, Docu. No GPS.G7-SW-12001.
4. u-blox Package Information Guide, Docu. No. GPS-X-11004.
5. GPS Accuracy, Errors & Precision site:radio-electronics.com.
6Преобразование мощности в другую форму по заданному сопротивлению нагрузки и типу сигнала.
7. Простой GPS-стандарт частоты и генератор RF.
8. Описание GPS приемника серии u-blox 7, часть 1.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Top of Page