ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА GL8088s и ML8088s докладчик Владимир Осадчий

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 2 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 3 ГЛОНАСС/GPS модули НАВИА

Новейшая разработка компании STMicroelectronics Однокорпусное решение STA8088FG Частотозадающие компоненты компании NDK Пассивные компоненты Murata 4 Применяемый чипсет

Основные преимущества Разработан одним из крупнейших в мире производителей микросхем Производственные мощности STMicroelectronics позволяют выпускать требуемые рынком объемы Техническая поддержка от STMicroelectronics Поддержка систем ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, QZSS, в перспективе возможна поддержка Compass (BeiDou) 5 Применяемый чипсет

Основные преимущества: Может работать без внешних активных компонентов Минимум дополнительных компонентов Высокая чувствительность Низкое энергопотребление Встроенное подавление помех Работа с прогнозированием информации ST- AGPS 6 Применяемый чипсет

7

Внутренняя структура микросхемы STA8088FG 8 Применяемый чипсет

Встроенная система подавления помех 9 Активное Устранение Помех Алгоритм Отстройки от Помех АРУ и 3-битный АЦП Анализ «размазывания» частоты результатов корреляции Расчет и исключение влияния помехи Обнаружение ошибочного захвата/сопровождения и переназначение каналов для его исключения Частотные диапазоны GPS/Galileo и ГЛОНАСС Активное обнаружение помех с подстройкой степени режекции Программируемая центральная частота режекторного фильтра Программируемая полоса режекторного фильтра G3 Correlator RF Front-End Применяемый чипсет

Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 10 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

Вариант исполнения «Стандарт» – GL8088s размер: 33,2 × 35,5 × 3,8 мм -Статус – в производстве (серия) -Сертификация: – имеется добровольный сертификат «БАЗИС» – оформляется обязательный сертификат ГОССТАНДАРТ на средство изменения (пройдены испытания на -50…+90 С°, есть письмо от ВНИИФТРИ) 11 Производственный статус

Вариант исполнения «Микро» – ML8088s размер: 13 × 15 × 2,8 мм Наш микромодуль действительно «МИКРО»!!! -Схемотехника, аналогичная GL8088s: применены микрокомпоненты, минимизированы связи – выше чувствительность и качество приёма! -Статус: образцы доступны на заказ -1-я производственная партия: конец февраля 2012 г. – 5000 штук. Принимаются заказы! -Далее: март 2012 г. – штук -Сертификация ГОССТАНДАРТ: конец февраля (-50…+90 С°) одновременно с GL8088s 12 Производственный статус

1. Техническая поддержка проекта – STMicroelectronics, Италия 2. Разработка модулей –дизайн-центр в Восточной Европе 3. Компоненты – поставка «ПетроИнТрейд» 4. Сборка у контрактных производителей в России: 5. Тестирование у контрактных производителей с использованием специального разработанного высокотехнологичного компьютерного мультиячеечного тестера, сравнивающего параметры модулей с заданными – разработка вышеупомянутого дизайн центра 6. Гарантия и ремонт – контрактные производители. 13 GL8088s – Санкт-Петербург ML8088s – СПб и Зеленоград Производственный статус От разработки до выпуска

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 14 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

15 Технические характеристики

16 ПараметрыЗначение «НАВИА ML8088s»«НАВИА GL8088s» Частотный диапазонL1 Обрабатываемые сигналыGPS L1 (C/A) + ГЛОНАСС (СТ-код) Частотный диапазон GPS, МГц 1575,42 ±0,5 Частотный диапазон ГЛОНАСС, МГц1597,5…1605,9 Количество каналов сопровождения32 Количество каналов захвата2 Прогнозирование спутниковой обстановки, сут. 5 - автономное (II квартал 2012 г.) 7 - внешний источник данных Объем данных от внешнего источника прогнозирования спутниковой обстановки, кбайт 2 Максимальная высота, м Максимальная скорость, м/с 515 Технические характеристики

17 ПараметрыЗначение «НАВИА ML8088s»«НАВИА GL8088s» Ускорение, не более3 g Динамика, не более1 g/с скорость изменения ускорения Среднее время до первого местоопределения при уровне сигнала дБм, с 36 - холодный старт 34 - теплый старт 4 - горячий старт 1 - повторный захват Чувствительность по обнаружению, дБм, не хуже холодный старт горячий старт Чувствительность по слежению (сопровождение спутников), дБм в статике в динамике в динамике (ошибка не более 30 м) в статике в динамике -153 в динамике (ошибка не более 30 м) Чувствительность по решению навигационной задачи, дБм -156 в статике-155 в статике Технические характеристики

18 ПараметрыЗначение «НАВИА ML8088s»«НАВИА GL8088s» Вычислительное ядроARM946 Темп выдачи выходных данных, Гц0,1…1, 5 Формат данныхNMEA 0183 v3.01 ИнтерфейсRS232 3,3V LVCMOS, USB RS232 3,3V LVCMOS Параметры секундной метки времени 3,3 V LVCMOS уровень 500 мс длительность по умолчанию Регулировка секундной метки времени по длительности, задержке, инвертирование Скорость обмена по RS232, бит/с4800… Скорость обмена по RS232 по умолчанию, бит/с Параметры сигнала GNSS status1,8V LVCMOS 2 с длительность 4 с период отсутствует Технические характеристики

19 ПараметрыЗначение «НАВИА ML8088s»«НАВИА GL8088s» Основное напряжение питания, В 3,0…3,6 Резервное напряжение питания, В2,0…3,6 Ток потребления по цепи 3,3 В, типовой, мА поиск 65 (GPS), 85 (ГЛОНАСС+GPS) слежение 35 (GPS), 55 (ГЛОНАСС+GPS) Ток питания активной антенны, не более, мА 30 Ток срабатывания предохранителя цепи активной антенны, типовой, мА 100 Ток потребления по цепи внешней резервной батареи, типовой, мкА 50 Размеры (длина х ширина х высота), мм³ 15×13×2,835,5×33,2×3,8 Масса, г, не более210 Диапазон рабочих температур, °С-40…+85 (-50…+90 по результатам сертификационных испытаний) Технические характеристики

Результаты натурного тестирования Москва, Лефортовский тоннель 20 Технические характеристики

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 21 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

22 Подключение модуля ML8088s Подключение модулей

23 Подключение модуля ML8088s Простота подключения +3,3V GND TxD1 NMEA Out RF-антенна (активная или пассивная) 15 мкФ конденсатор Достаточно одного напряжения питания Активная или пассивная антенна Подключение модулей

24 Подключение модуля ML8088s к микроконтроллеру Подключение модулей

25 Минимальная схема подключения модуля ML8088s Подключение модулей

26 Подключение модуля GL8088s Подключение модулей

27 Подключение модуля GL8088s Простота подключения +3,3V GND TxD1 NMEA Out RF антенна +3,3V – On/Off перемычка AGND – GND перемычка (желательно) Достаточно одного напряжения питания Активная или пассивная антенна Подключение модулей

28 Минимальная схема подключения модуля GL8088s Подключение модулей

29 Подключение модуля GL8088s к микроконтроллеру Подключение модулей

Что такое НАВИА? Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 30 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

31 Демонстрационная плата модуля GL8088s Демонстрационные платы

32 Демонстрационная плата модуля GL8088s Стандартный SMA-разъем антенны Светодиодная индикация работы Два разъема USB-интерфейса для связи с компьютером и для питания платы (первый для NMEA, второй для программирования) Возможность выбора режимов работа/программирование Возможность работы с батареей резервного питания и без батареи Возможность подключения оборудования пользователя к выходам UART без пайки Демонстрационные платы

33 Демонстрационная плата модуля ML8088s Демонстрационные платы

34 Демонстрационная плата модуля ML8088s Стандартный SMA-разъем антенны Панель для подключения модуля без пайки Светодиодная индикация работы Единый разъем USB-интерфейса для связи с компьютером и для питания платы (на компьютере отображается двумя COM-портами) Возможность выбора режимов работа/программирование Возможность работы с батареей резервного питания и без батареи Возможность подключения оборудования пользователя ко всем задействованным выводам модуля без пайки Демонстрационные платы

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 35 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

36 Внешний вид диалогового окна Демонстрационная программа

37 Две версии – стандартная и расширенная Стандартная версия – только режимы отображения и настроек Расширенная версия – режим отображения, режим измерений, режим настроек и режим команд Работа как с данными, поступающими по COM-порту, так и с записанными в файл Запись результатов в лог-файл Возможность организации холодного старта с разными конфигурациями (сбросить альманах, эфемериды, координаты, время в любой комбинации) Демонстрационная программа

38 Режим отображения Демонстрационная программа

39 Режим отображения Настройка работы модуля (скорость обмена, набор сообщений, принимаемые спутниковые группировки, настройка сигнала 1PPS) Отображение поступающей информации (координаты, режим 2D/3D, видимые спутники – расположение и сила сигнала) Графическое отображение поступающих координат точек (регулируемый масштаб) Запись лог-файлов Измерение времени старта (холодный, теплый, горячий) Демонстрационная программа

40 Режим измерений Демонстрационная программа

41 Режим измерений Циклическое измерение времени старта (холодный, теплый, горячий) с выдачей результатов времен старта: «минимальное», «максимальное», «среднее» Контроль пропуска точек (провалы трека) с настройкой порога обнаружения Сравнение двух треков с одинаковыми временами записанных точек (определение отклонения) Управление модулем (передача любых команд на модуль) Запись полных лог-файлов (COM-порты, все сообщения, только NMEA, Debug, пропущенные точки, результаты измерения TTFF рестартов) Демонстрационная программа

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 42 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

43 Вывод модуля TXD1 (и опционально TxD0) должны быть подсоединены ко входам RxD контроллера. Выводы модуля RxD1 и RxD0, если они применяются в системе, должны быть подсоединены в выходам TxD контроллера, имеющим возможность перевода в состояние «Вход» или «Z-состояние». Вывод модуля 1PPS, если он применяется в системе, должен быть подсоединен ко входу контроллера. Вывод /Reset, если он применяется в системе, должен быть подключен к выходу, имеющему достаточную нагрузочную способность Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

44 Исключить возможность «фантомного питания» модуля через выводы TXD0 (TX0), TXD1 (TX1), RXD0 (RX0), RXD1 (RX1), 1PPS, GNSS Status Выполнить временную диаграмму начального старта для выбора режима функционирования – выводы TXD0 (TX0), TXD1 (TX1), /RST Не допускать перегрузки цепи питания активной антенны (срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя) при работе с источником сигнала, имеющим низкое выходное сопротивление по постоянному току Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

45 Особенности применения Включение без применения батарейного питания Vbat RTC. При длительности нарастания напряжения питания не более 10 мс подача сигнала /Reset не требуется. Если длительность нарастания напряжения питания превышает 10 мс, подача сигнала /Reset обязательна. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

46 Особенности применения Включение с применением батарейного питания Vbat RTC. При подключении напряжения батарейного питания Vbat RTC до подключения напряжения питания модуля подача сигнала /Reset требуется. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

47 Особенности применения Включение с применением батарейного питания Vbat RTC. При подключении напряжения батарейного питания Vbat RTC одновременно или после подключения напряжения питания модуля подача сигнала /Reset не требуется. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

48 Особенности применения В момент формирования сигнала /Reset или включения напряжения питания, если батарейное питание не применяется, выводы Tx0 и Tx1 не должны быть нагружены на землю (они должны быть "свободны", т.е. нагружены на входы ЗАПИТАННОГО последующего оборудования, например, контроллера). В модуле установлены резисторы подтяжки (pull up) 10кОм на питание +3,3В. Нагрузка на выводы Tx0 и Tx1 не должна быть более 10мкА. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

49 Особенности применения На входе разрешения работы ENA (ON/OFF) для включения модуля должно присутствовать напряжение не менее 2В. В модуле этот вход имеет подтяжку на землю (pull down) 10кОм – если сигнал включения подается с выхода высокоомного источника, может не хватить выходного тока для формирования требуемого значения напряжения на данном выводе. ГЛОНАСС/GPS-модуль GL8088s

50 Особенности применения При состоянии модуля "питание +3,3В выключено" ни на какие выводы, кроме входа батарейного питания Vbat RTC и входа /Reset, не должно быть подано напряжения более 0,2В. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

51 Особенности применения При снижении (даже кратковременном) напряжения батарейного питания Vbat RTC ниже значения 2,0В требуется проведение процедуры старта «Включение с применением батарейного питания Vbat RTC». ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

52 Особенности применения В случае применения батарейного питания Vbat RTC подавать сигнал /Reset следует только после подачи напряжения 3,3В (допускается подавать и в другое время, но при этом потребуется ОБЯЗАТЕЛЬНО подать данный сигнал после подачи питания 3,3В для начала работы модуля). ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

53 Особенности применения Следует убедиться, что время, требующееся на передачу всего выбранного набора сообщений, не превышает заданного периода следования сообщений (желательно задействовать не более 70% времени). Если некоторые из сообщений поступают редко (обычно это сообщение G_GSV), то следует зарезервировать время и для этих сообщений. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

54 Особенности применения Некоторые команды изменения параметров (например, переключение скорости передачи данных, изменение набора обрабатываемых спутниковых группировок и некоторые другие) для вступления в силу требуют перезапуска модуля. Перезапуск можно осуществлять путем выключения/включения питания модуля или путем подачи сигнала /Reset. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

55 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модуль ML8088s Сигнал GNSS status имеет размах 1,8В. Для применения его в системах с питанием 3,3В следует согласовать уровни, к примеру, при помощи транзисторного ключа.

56 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модуль ML8088s

57 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модуль ML8088s Подключение интерфейса USB для вывода сообщений NMEA и подачи команд на модуль Следует изменить следующие параметры: 124 -> 0x > 0x30 и сохранить значения в энергонезависимой памяти, после чего произвести рестарт модуля. Рекомендуется для снижения помех применять в цепях сигналов USB D+ и USB D- согласующие резисторы с номиналом 22 Ом.

58 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модуль ML8088s Подключение модуля по интерфейсу USB

59 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s Сигнал /Reset рекомендуется формировать при помощи вывода с открытым коллектором (открытым стоком).

60 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

61 Особенности применения Высокочастотный сигнал от антенны к модулю следует подавать через согласованную линию (например, микрополосковую) с импедансом 50 Ом. Разъем для подключения антенны должен иметь на частоте 1,6 ГГц волновое сопротивление 50 Ом, малые потери и достаточную полосу пропускания. ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

62 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

63 Особенности применения Следует убедиться, что источник высокочастотного сигнала не перегружает цепь питания активной антенны и не вызывает срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя. Если есть подозрение, что такое может произойти – следует развязать цепь сигнала по постоянному току (поставить разделительный конденсатор). ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

64 Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

65 Работа с модулями НАВИА в варианте с применением батареи резервного питания Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

66 Работа с модулями НАВИА в варианте без применения батареи резервного питания Особенности применения ГЛОНАСС/GPS-модули ML8088s и GL8088s

Применяемый чипсет Производственный статус Технические характеристики Подключение модулей Демонстрационные платы Демонстрационная программа Особенности применения Перспективы 67 ГЛОНАСС/GPS-модули НАВИА

Создана лаборатория ГЛОНАССНАВИ – техническая поддержка приемников НАВИА – создание модулей в заказных форм-факторах – имплантация чипов STA8088FG в платы заказчика – помощь в решении проблем с ГЛОНАСС/GPS- приемниками – доработка программного обеспечения чипов под требования заказчика 68 Перспективы

Перспективный модуль MLP8088s – форм-фактор «микро» – GPIO9 выводов – 10-битный АЦП 2 входа – UART 3 канала – I 2 C1 канал – SSP (SPI, SQI)1 канал – USB (virtual COM)1 канал – FLASH доступно примерно 1 Mb – RTC – создание модулей в заказных форм-факторах – помощь заказчику в создании пользовательского ПО для модуля 69 Перспективы

70 Сайт

71 Спасибо за внимание!