GPS-модуль компании eRide

.

Компания eRide известна российским разработчикам как производитель GPS-модулей eMD1100Z и eMD1000K, которые используются совместно с беспроводными процессорами WAVECOM в решении C-GPS. Решение C-GPS [1] предполагает применение упрощенных GPS-модулей, содержащих только высокочастотную часть (RF front end) и микросхему корреляторов (Baseband). Последующая обработка сигналов и вычисление координат производится силами внешнего хост-процессора, от которого требуются некоторые вычислительные ресурсы (~ 6 MIPs) и достаточный объем памяти (~ 200 кБ) для программы окончательной обработки. Данное решение является оптимальным в том случае, если в систему уже заложен процессор уровня ARM7 - оно позволяет избежать дублирования процессорных мощностей, снизить энергопотребление и себестоимость изделия. Однако для многих приложений необходим законченный GPS-приемник, выдающий координаты в виде стандартных NMEA-строк, обработка которых под силу даже 8-разрядному микроконтроллеру. Для подобных приложений компания eRide выпустила GPS-модуль EMD3622F.

Описание EMD3622F

Новый GPS-приемник EMD3622F/OPUS III ezRide-22 компании eRide (рис. 1) представляет собой высокочувствительный SMD-модуль разработанный специально для автомобильных применений, таких как навигаторы, охранные устройства и системы управления транспортным парком.

EMD3622F обеспечивает быстрый захват сигналов спутников даже в условиях современного города с многоэтажной застройкой. Беспрецедентная чувствительность -161 дБм позволяет не терять сигнал в городских «каньонах», тоннелях и под мостами.

EMD3622F собран на базе радиочасти ePR3036/Prelude III RF Receiver IC и процессора основной обработки (baseband) ePV3600/OPUS IIIez IC (рис. 2).

Эти микросхемы представляют собой новинку компании eRide - чипсет OPUS III, построенный на основе технологии CMOS 90 нм. Встроенный процессор на базе ядра ARM7TDMI (ROM+SRAM) осуществляет все вычисления, необходимые для получения навигационных данных в виде координат, времени, скорости, направления движения и т.д. GPS-приемник построен на базе архитектуры с одним преобразованием и низкой промежуточной частотой 1,276 МГц. Для улучшения селективности и повышения стойкости к блокированию в модуле применены два ПАВ-фильтра. Внутренний термокомпенсированный кварцевый генератор 27,456 МГц обеспечивает быстрый старт в различных условиях. Дополнительный работающий от батареи кварцевый генератор 32 кГц позволяет производить отсчет времени при отключении основного питания. EMD3622F имеет широкий набор интерфейсов: последовательные порты UART и SPI/I2C/UART, порты GPIO. Достаточно широкий шаг краевых контактных площадок (1,5 мм) не предъявляет особых требований к классу точности печатной платы. SMD-модуль имеет размеры 22х22х3 мм и заключен в экранированный корпус.

GPS-приемник осуществляет поиск спутников по 32-каналам, обеспечивая точность 1,3 метра на открытом пространстве и 12,5 метров в помещениях. Модуль работает от одного источника питания с напряжением от 3 до 3,6 В. Ток потребления в режиме слежения составляет 40 мА. EMD3622F поддерживает работу с 2 протоколами, NMEA-183 v.3.0 (1 Гц) и собственным протоколом eSIP (eRide's Serial Interface Protocol). По умолчанию UART модуля имеет скорость 9600 бит/сек, используется посылка 8-бит, без бита четности, одиночный стоп-бит. Приемник может работать как с активными, так и с пассивными GPS-антеннами. Схема включения с пассивной антенной требует минимума внешних элементов (рис. 3).

Рис. 3. Схема включения и расположение выводов EMD3622F  

При использовании активной антенны необходимо подать напряжение питания на линию VANT (вывод 1), при этом цепи развязки питания и схема защиты внешней активной антенны уже встроены в GPS-модуль. Технические характеристики модуля приведены в таблице 1.

Для нормальной работы модулю EMD3622F необходимо единственное напряжение питания. Для оптимизации потребляемой энергии разработчики модуля предусмотрели несколько аппаратных и программных режимов управления питанием. На аппаратном уровне это реализовано в виде отдельного вывода VBK для подачи напряжения питания памяти и часов реального времени. Дополнительно имеется возможность отключения внутреннего LDO и подачи внешнего напряжения питания 1,0 В непосредственно на ядро GPS-части (ePV3600). В процессе работы имеется возможность устанавливать один из четырех режимов функционирования модуля, существенным образом влияющих на потребляемый ток (таблица 2).