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伤归
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1 AT6559 BDS/GNSS 全星座 SOC 芯片数据手册版本 :0.2 杭州中科微电子有限公司 1 / 31

2 ZKMicro 杭州中科微电子有限公司文档摘要标题文档类型文档编号 AT6559 BDS/GNSS 全星座 SOC 芯片数据手册本手册提供 AT6559 芯片的功能特点, 芯片概述以及使用简介杭州中科微电子有限公司 2 / 31

3 目录目录芯片概述芯片简介功能组合表主要特征性能指标芯片应用管脚说明管脚排列管脚说明芯片架构芯片框图电源管理芯片电源连接方案不使用 DCDC 的电源连接方案工作模式芯片复位射频前端射频前端架构有源天线检测基带处理器多系统卫星处理引擎实时时钟备份区域定时器 DMA 控制器看门狗 UART 杭州中科微电子有限公司 3 / 31

4 5.7 SPI I2C 电气特性极限特性直流特性模拟相关特性射频相关特性卫星系统模式接口属性 RS232 接口时序 SPI 接口时序 SWD 接口时序芯片封装芯片标识规则封装规格参考设计参考方案器件选型应用方案建议有源天线馈电和检测射频输入增益防雷和 ESD 参考时钟晶振 RTC 时钟 GPIO 低功耗设计 DCDC LDO 备份电源杭州中科微电子有限公司 4 / 31

5 11 包装与运输包装 ESD 防护文档更新记录联系方式杭州中科微电子有限公司 5 / 31

6 GPS BDS GLONASS 2.7V~3.6V 1.65V~3.6V UART1 UART2 Flash TCXO 天线检测天线过流保护前置 SAW 外置 LNA AT 芯片概述 1.1 芯片简介 AT6559 是一款高性能 BDS/GNSS 多模卫星导航接收机 SOC 单芯片, 片上集成射频前端, 数字基带处理器,32 位的 RISC CPU, 电源管理功能芯片支持多种卫星导航系统, 包括中国的 BDS( 北斗卫星导航系统 ), 美国的 GPS, 俄罗斯的 GLONASS, 并且实现多系统联合定位导航与授时 1.2 功能组合表型号多模功能电源接口特性 AT6559-5N-1X AT6559-5N-2X AT6559-5N-3X AT6559-5N-5X AT6559-5N-7X 1.3 主要特征功能规范支持 BDS/GPS/GLONASS 多系统联合定位和单系统独立定位最大定位更新率可以达到 10Hz 高性能解决方案冷启动捕获灵敏度 :-148dBm 跟踪灵敏度 :-162dBm 低功耗杭州中科微电子有限公司 6 / 31

7 BDS/GPS 双模连续运行待机电源管理支持 2.7~3.6V 电源供电, 典型 3.3V 供电 RTC 和备份电路电源可低至 1.5V 内核电压 1.2V 封装与尺寸 LGA-40 封装, 芯片尺寸 :5mm 5mm 0.9mm 1.4 性能指标技术参数信号接收射频通道数目冷启动 TTFF 热启动 TTFF 重捕获 TTFF 冷启动捕获灵敏度热启动捕获灵敏度重捕获灵敏度跟踪灵敏度定位精度测速精度授时精度定位更新率指标 BDS/GPS/GLONASS/GALILEO/QZSS/SBAS 三通道射频, 支持全星座 BDS GPS 和 GLONASS 同时接收 32s 1s 1s -148dBm -156dBm -160dBm -162dBm <2m(1σ) <0.1m/s(1σ) <30ns(1σ) 最大 10Hz 1.5 芯片应用车载定位与导航授时可穿戴设备便携式设备, 如手机平板电脑杭州中科微电子有限公司 7 / 31

8 2 管脚说明 2.1 管脚排列 AVDD 1 30 ON_OFF VX_OUT 2 29 TEST XREF 3 28 GPIO11 N.C 4 27 GPIO12 VDD12_BK VDD_BK GPIO13 GPIO14 VDD_IO 7 24 VDD12_BB N.C 8 23 Vcore N.C 9 22 DCDC_OUT ANT_BIAS DCDC_IN RTC_O RTC_I GPIO10 GPIO5 TCK TMS nrst GPIO1 GPIO0 GPIO6 LNA_IN VDD_RF VDD_PLL GPIO8 GPIO7 GPIO9 GPIO15 GPIO2 GPIO3 GPIO4 AT6559 图 2-1 芯片封装管脚排列 2.2 管脚说明序号名称 I/O 类型功能描述 1 AVDD 模拟电源 LDO 输出,1.2V 2 VX_OUT 模拟 IO TCXO 电源 3 XREF 模拟 IO 参考频率输入端, 外接 TCXO 4 N.C. 5 VDD12_BK 模拟 IO 备份 LDO 的输出,1.2V 6 VDD_BK 模拟电源备份电源的输入,1.5~3.6V 7 VDD_IO 数字电源数字基带 IO 电源杭州中科微电子有限公司 8 / 31

9 8 N.C. 9 N.C. 10 ANT_BIAS 模拟 IO 有源天线供电和检测 11 RTC_O 模拟 IO RTC OSC 的输出 12 RTC_I 模拟 IO RTC OSC 的输入 13 GPIO10 数字双向通用 GPIO, 默认用于 UART1 的 TXD 14 GPIO5 数字双向通用 GPIO, 默认用于 UART1 的 RXD 15 TCK 数字输入 SWD 调试接口的时钟线 16 TMS 数字双向 SWD 调试接口的数据线 17 nrst 模拟 IO 外部复位输入, 内部上拉 18 GPIO1 数字双向通用 GPIO, 默认用于 UART0 的 RXD 数据线 19 GPIO0 数字双向通用 GPIO, 默认用于 UART0 的 TXD 数据线 20 GPIO6 数字双向通用 GPIO 21 DCDC_IN 模拟电源 DCDC 输入 22 DCDC_OUT 模拟 IO DCDC 输出 23 Vcore 模拟电源 LDO 输入,1.4V~3.6V 24 VDD12_BB 数字电源 Base-Band Core 电源,1.2V 25 GPIO14 数字双向通用 GPIO 26 GPIO13 数字双向通用 GPIO 27 GPIO12 数字双向通用 GPIO 28 GPIO11 数字双向通用 GPIO 29 TEST 数字输入模式控制, 正常工作保持低电平 ; 内部下拉 30 ON_OFF 数字输入关断控制, 正常工作保持高电平 ; 内部上拉 31 GPIO4 数字双向通用 GPIO, 默认用于 I2C 的 SCL 时钟线 32 GPIO3 数字双向通用 GPIO, 默认用于 I2C 的 SDA 数据线 33 GPIO2 数字双向通用 GPIO 34 GPIO15 数字双向通用 GPIO, 默认输出 1PPS 35 GPIO9 数字双向通用 GPIO, 默认输出 1PPS 36 GPIO7 数字双向通用 GPIO 37 GPIO8 数字双向通用 GPIO 38 VDD_PLL 模拟 IO 锁相环模拟电源,1.2V 39 VDD_RF 模拟 IO 射频电源,1.2V 40 LNA_IN 射频 IO LNA 输入 EP GND 底部金属公共接地点, 必须良好接地杭州中科微电子有限公司 9 / 31

10 3 芯片架构 3.1 芯片框图接收天线 AT6559 外部 LNA SAW 射频前端集成 : LNA 天线检测多音干扰抑制电源管理集成 : DCDC LDO 主电源备份电源 TCXO/XTAL BDS/GPS/GLONAS S/Galileo 多系统信号处理引擎时钟管理与复位 ROM RAM 32bit RISC 低功耗 CPU 核外设接口集成 : SPI UART I2C GPIO ON/OFF GPIO UART/ I2C/SPI 串行 FLASH 电池备份 RTC 和 RAM RTC XTAL 图 3-1 芯片框图杭州中科微电子有限公司 10 / 31

11 3.2 电源管理芯片电源连接方案如图 3-2 所示, 主电源 VDD_3.3V 提供 3.3V 电源, 给整个芯片供电 : 连接到 VDD_IO 给芯片的 IO PAD 和 FLASH 供电 ; 同时给内部 POR 供电, 并通过一个二极管给备份区域供电 ; 还给天线检测和有源天线部分供电连接到 DCDC 的输入端 DCDC_IN 对 DCDC 供电, 使用 DCDC 输出作为内部 LDO 输入, 由内部的 LDO 对芯片的射频前端部分, 模拟部分和数字部分供电外接纽扣电池作为备份电源 (VBAT) 对芯片的备份区域供电, 可在主电源掉电的情况下为备份电路供电 VBAT VDD_BK BK_LDO BACKUP BLOCK POR VDD_IO I/O PAD Ant_bias Ant_detector FLASH VDD_3.3V DCDC_IN DCDC VCore RF_LDO RF BLOCK PLL_LDO PLL/ANA BLOCK 阴影区域表示在芯片内部 BB_LDO DIGITAL BLOCK 图 3-2 芯片电源连接方案不使用 DCDC 的电源连接方案在有外部 PMU 情况下, 可不使用芯片内部的 DCDC: 如图 3-3 所示, 外部 PMU 提供 3.3V 电源, 给芯片的 IO PAD 和 FLASH 供电 ; 同时给内部 POR 供电, 并通过一个二极管给备份区域供电 ; 还给天线检测和有源天线部分供电外部 PMU 提供另一组电压为 1.4~3.3V 电源, 连接到芯片内部的 RF_LDO PLL_LDO 和 BB_LDO, 给内部射频模拟前端和数字基带供电外接纽扣电池作为备份电源 (VBAT) 对芯片的备份区域供电, 可在主电源掉电的情况下为备份电路供电杭州中科微电子有限公司 11 / 31

12 VBAT VDD_BK BK_LDO BACKUP BLOCK POR 3.3V VDD_IO I/O PAD External PMU Ant_bias N.c. Ant_detector DCDC N.c. RF_LDO FLASH RF BLOCK 1.4V~3.3V VCore PLL_LDO PLL/ANA BLOCK 阴影区域表示在芯片内部 BB_LDO DIGITAL BLOCK 图 3-3 不使用 DCDC 的电源连接方案工作模式芯片有多种工作模式 : 全工作模式自动低功耗模式外控低功耗模式和电池备份模式全工作模式 : 当所有电源正常供电, 且 ON_OFF 管脚为高电平时, 芯片处于全工作模式, 进行正常的信号接收和解算自动低功耗模式 : 在某些并不需要进行连续定位, 而更注重低功耗的应用场合, 需要芯片适时关闭部分功能以节省功耗在这种模式下, 所有电源正常供电, 一旦芯片正常工作且定位后, 内部程序会自动关闭耗电模块, 进入低功耗状态, 并启动定时 (RTC 定时器 ) 定时器会自动唤醒芯片并进行下一次定位注 : 自动低功耗模式需要进行程序定制, 请联系技术支持人员外控低功耗模式 : 所有电源正常供电, 且芯片正常工作后, 外部主机将 ON_OFF 管脚拉低, 芯片内部程序会自动保存当前电路状态, 并关闭射频电路和基带电路, 进入低功耗状态当 ON_OFF 管脚拉高后, 芯片将自动恢复全工作模式 ( 相当于热启动 ) 电池备份模式 : 关闭除 VDD_BK 之外的所有电源, 芯片将进入备份模式这时只需要极小的电流维持 RTC 时钟和备份 RAM 即可电源恢复后, 导航程序可以从备份 RAM 恢复, 以实现快速的热启动杭州中科微电子有限公司 12 / 31

13 模式射频前端基带内核 IO/POR RTC/ 备份 RAM 全工作模式自动低功耗模式外控低功耗模式电池备份模式 3.3 芯片复位芯片内部集成上电复位电路, 并支持从芯片外部复位复位时序如下 : 2.4V 2.6V VDD_IO TCXO XREF (Pin signal) VDD12_BB 1.0V nrst (Pin signal) nreset (internal signal) 160ms 160ms 160ms 图 3-5 芯片复位时序图杭州中科微电子有限公司 13 / 31

14 4 射频前端 4.1 射频前端架构射频前端包括三个独立的接收通道, 支持全星座的卫星信号频点 :BDS B1 GPS L1 Galileo L1 GLONASS L1 三个通道共用射频前端和 PLL, 支持多种参考频率集成有源天线检测电路, 集成时钟倍频电路,ADC 采样频率可配置 PPF1 IFA1 ADC1 AD1 MIX1 PPF2 RFA_IN RFA IFA2 ADC2 AD2 LNA_OUT LNA_IN LNA LO1 PLL PPF3 IFA3 ADC3 AD3 /2 图 4-1 芯片射频前端框图 4.2 有源天线检测芯片集成了有源天线检测电路, 可以给外部有源天线馈电并根据馈电电流的大小, 指示有源天线的状态有源天线检测电路还提供了短路保护, 通过限制给有源天线馈电的电流, 保护芯片和有源天线不被损坏检测电路定义了三种状态, 当电流小于设定值时, 指示天线开路 ; 当电流大于设定值时, 指示天线正常 ; 当电流过大或者发生短路时, 指示天线过流 5 基带处理器 5.1 多系统卫星处理引擎芯片集成了最新的多系统卫星处理引擎, 支持 BDS,GPS,GLONASS,Galileo, 以及 QZSS 和 SBAS 系统可以同时接收这六个系统的信号, 并实现联合定位, 可以显著改善定位精度和定位可用度, 尤其是在城市峡谷等复杂环境下, 性能改进更显著杭州中科微电子有限公司 14 / 31

15 5.2 实时时钟备份区域实时时钟 (RTC) 位于电池供电区域, 并且配备有一块备份 RAM 使用独立的低功耗 LDO 进行供电 RTC 在主电源供电消失的情况下能够正常工作, 同时保证备份 RAM 中的数据不丢失 5.3 定时器共使用三个带有 PWM 功能的定时器电路, 其产生的定时中断可以作为处理器的中断输入, 也可以作为 DMA 的硬件请求源定时周期可根据外设时钟频率再分频进行调节, 理论上最长可达外设周期的 2 32 倍 5.4 DMA 控制器 DMA 控制器支持 8 个通道的单向传输, 每个通道可以独立进行以下三种数据传输 : 内存到外设 ; 外设到内存 ; 内存到内存 5.5 看门狗看门狗电路用于检测硬件和软件是否发生超时错误当有超时复位信号输出, 则芯片会被该信号复位因此, 从硬件上保证了芯片的可靠性 5.6 UART 包含两个独立的全双工 UART 模块, 实现数据在串行和并行之间的转换, 波特率最大支持 bps, 并且具有自动波特率检测功能每个 UART 具有独立的发送 FIFO 和接收 FIFO, 深度均为 32 字节 UART 支持 DMA 工作模式 5.7 SPI 芯片包含一个 SPI 主设备接口和一个 SPI 从设备接口 SPI 主设备接口, 用于连接 SPI 接口的器件, 比如 MEMS 传感器 FLASH 等从设备 SPI 接口作为数据接口时, 外部应用处理器通过 SPI 接口获取芯片的定位信息相比 UART 而言,SPI 的数据传输速度有显著的提升 5.8 I2C I2C 接口为主设备接口, 可进行标准传输 (100Kbps) 和快速传输 (400Kbps) 支持 7bit 地址或者 10bit 地址模式接收和发送均含有 4 字节深度 FIFO, 并且可配置为 DMA 工作模式杭州中科微电子有限公司 15 / 31

16 6 电气特性 6.1 极限特性参数最大摆幅单位电源对地电压 ( 模拟内核电源数字内核电源 ) -0.3~1.8 V 电源对地电压 ( 数字 IO 后驱电源 LDO 输入电源 ) -0.3~4.1 V 模拟引脚电压 -0.3~1.8 V 其他引脚电压 -0.3~4.1 V 最大射频输入功率 5 dbm 工作环境温度 -40~85 结温 150 存储温度 -50~ 直流特性电源管脚参数最小值典型值最大值单位 VDD12_BB V VDD12_BK V VDD_IO V VDD_BK V VCore V DCDC_IN V DCDC_OUT V AVDD V VDD_PLL V VDD_RF V 数字 IO 管脚参数说明最小值典型值最大值单位 Ileak 漏电流输入管脚 --- <1 --- ua Vil 低电平输入电压 VDD_IO*0.2 V Vih 高电平输入电压 VDD_IO* VDD_IO+0.3 V Vol 低电平输出电压 V Voh 高电平输出电压 VDD_IO V Rpu 上拉电阻 40 kω Rpd 下拉电阻 40 kω 杭州中科微电子有限公司 16 / 31

17 6.3 模拟相关特性序号参数条件参数指标最小值典型值最大值 V [1] 晶振频率 2 复位时间 MHz [2] 3 TCXO 晶振频率单位 160 ms MHz 4 TCXO 幅度 Vpp 5 6 有源天线 [3] ma 检测电流有源天线 [4] ma 短路保护电流 7 天线检测电路压降 8 工作电流输入 3.3V, 50mA BD+GPS 0.3 V 23 ma 9 电池备份电流 ua 10 RTC Crystal 频率 khz 11 RTC Crystal 等效串联电阻 Rs 80 KΩ [1] 复位时间与晶振频率有关,16.369MHz 时为 250mS,26MHz 时为 160mS [2] 芯片默认使用 MHz 频率 TCXO 其他频率需定制程序 [3][4] 有源天线的检测电流和短路保护电流可以配置 6.4 射频相关特性序参数指标单参数条件号最小值典型值最大值位 GPS MHz 1 输入频率 Galileo MHz BD MHz F in GLONASS MHz 2 输入信号电平 P IN dbm 3 输入反射系数 S11-10 db 4 噪声系数 NF 2.5 db 5 1dB 压缩点 -75 dbm 杭州中科微电子有限公司 17 / 31

18 6 镜像抑制比 db 7 锁相环锁定时间 100 us 8 AGC 稳定时间 100 us 6.5 卫星系统模式芯片提供多种卫星系统模式的组合, 如下表考虑带宽增益及射频端口匹配等因素, 请选用合适的 SAW 滤波器和天线模式 GPS BD GLONASS 杭州中科微电子有限公司 18 / 31

19 7 接口属性 7.1 RS232 接口时序 LSB TX/RX Start bit Stop bit 图 7-1 RS-232 接口时序图 7.2 SPI 接口时序描述标注最小最大单位 CS 建立时间 T1 0.5T - ns CS 保持时间 T2 0.5T - ns SDO 建立时间 T3 0.5T - 3t 0.5T - 2t ns SDO 保持时间 T4 0.5T + 2t 0.5T + 3t ns SDI 建立时间 T5 3t - ns SDI 保持时间 T ns 注 :1. T 代表 SCK 时间周期, 可配置范围为 (SPICLK/2)MHz ~ (SPICLK/4096) MHz 2. t 代表 SPICLK 的时间周期, 可以为高速总线时钟或外设时钟 SCK CS T1 T2 SDO T3 T4 T3 T4 SDI T5 T6 T5 T6 图 7-2 SPI 接口时序图杭州中科微电子有限公司 19 / 31

20 7.3 SWD 接口时序描述标注最小最大单位 TMS(I) 输入到 TCK 上升沿的建立时间 T1 0.35T - ns TMS(I) 输入到 TCK 上升沿的保持时间 T2 0.15T - ns TCK 上升沿到 TMS(O) 数据有效的时间 T3-0.5T ns TCK 上升沿到 TMS(O) 的保持时间 T4 0 - ns 注 :T 代表 JTAG 接口 TCK 的周期, 最大为 50MHz TCK T2 TMS(I) T1 TMS(O) T3 T4 图 7-3 SWD 接口时序图 8 芯片封装 8.1 芯片标识规则 ZKMicro AT6559 LLLLLLLLLLLL 编码 AT6559 LLLLLLLLLLLL 说明芯片型号芯片流水号杭州中科微电子有限公司 20 / 31

8.2 封装规格芯片采用 LGA5 5-40 封装, 兼容 QFN5 5-40(P0.

21 8.2 封装规格芯片采用 LGA 封装, 兼容 QFN5 5-40(P0.4) 封装, 下面是封装尺寸封装尺寸杭州中科微电子有限公司 21 / 31

22 9 参考设计 9.1 参考方案 Ant C2 F1 LNA L1 C3 C4 Feed To Active Ant L3 C1 LNA_IN VDD_RF VDD_PLL GPIO8 GPIO7 GPIO9(1PPS) GPIO15(1PPS) GPIO2 GPIO3(SDA) GPIO4(SCL) PLL-LDO 2 3 Y1 GND EN TCXO OSC VDD 1 4 AVDD C5 VX_OUT 1 2 RF-LDO ANA-LDO ON_OFF TEST XREF N.C 3 4 EN CK-BUF LNA RF Part PLL GPIO11 GPIO12 1.4~3.6V X2 C10 VDD12BK 5 VDD_BK 6 C9 VDD_IO 3.3V 7 BK-LDO Base-Band BB-LDO GPIO13 GPIO14 VDD12_BB C16 C8 N.C N.C ANT_BIAS C Active-Ant Detector POR RTC OSC DC-DC Vcore 23 DCDC_OUT 22 DCDC_IN 21 L2 C7 C11 C6 3.3V RTC_O Y2 RTC_I GPIO10 (TXD1) GPIO5 (RXD1) TCK TMS nrst GPIO1 GPIO0 GPIO6 R1 R2 TXD0 RXD0 图 9-1 芯片参考设计方案该方案可采用无源天线或者有源天线, 芯片外部总增益建议大于 18dB, 小于 35dB 有源天线通过 ANT_BIAS 供电, 以提供天线检测和短路保护注意,LNA_IN 管脚的直流电压不超过 1.2V 如果外置 LNA 的输出是带直流的, 则电感 L1 之前必须加电容进行隔直定位信息通过串口输出, 默认输出端口为 UART0, 对应为 GPIO0(TXD0) 和 GPIO1(RXD0) 材料清单 : 器件选型请参考主要外围器件 BOM 选型表杭州中科微电子有限公司 22 / 31

23 元件编号 C1 C3 C4 C10 C7 C11 C16 C5 C8 C9 C20 C6 C2 R1 R2 L1 L2 L3 Y1 Y2 F1 X2 可选 2.2uF±5% 贴片电容 1uF±5% 贴片电容 0.1uF±5% 贴片电容 10uF±5% 贴片电容 100pF±5% 贴片电容, 用作隔直 10k Ohm±5% 贴片电阻 6.2 nh±5% 高频贴片电感 4.7uH±10% 贴片电感 47nH±5% 贴片电感 TCXO 晶振, 推荐 0.5ppm RTC 晶振,32.768kHz SAW 滤波器,1559~1606MHz 3V 可充电钮扣电池或法拉电容杭州中科微电子有限公司 23 / 31

24 9.2 器件选型主要外围器件 BOM 选型表器件名称参数封装规格厂家型号 DC/DC 功率电感 4.7uH 0603 ±20%,620mA,0.5 欧 SAMSUNG CIG10W4R7MNC MURATA LQM18PN4R7MFR 4.3nH ±0.2nH,750mA,0.07 欧 LQW15AN4N3C00D ±0.3nH,300mA,0.21 欧 LQG15HN4N3S02 高频电感 6.8nH 0402 ±3%,570mA,0.13 欧 LQW15AN6N8H00D MURATA ±5%,300mA,0.29 欧 LQG15HN6N8J02 33nH/47nH ±3%,260mA,0.63 欧 LQW15AN33NH00D ±5%,200mA,0.67 欧 LQG15HN33NJ02 RTC 晶体 K SMD ppm,CL=12.5pF EPSON FC-135 KDS DST310S EPSON TG-5035CG TG-5006CG 3.3V, KDS DSB221SDN TCXO 晶振 26M SMD2520 to +85 KYOCERA KT2520K26000ACW33T 或 to +85 NDK NT2520SB TXC 7L26003 SIWARD STO-2520A 低噪声放大器 LNA 6UDFN Gain=21.5dB,NF=0.8dB 杭州中科微 AT2659 滤波器 SAW SMD1411 Insertion Loss= TDK EPCOS B39162B9416K610 杭州中科微电子有限公司 w w w. i c o f c h i n a. c o m 2 4 / 3 1

25 impedance=50 欧 Insertion Loss = 0.95dB@ M impedance=50 欧 Insertion Loss = 0.9dB@ M 1.3dB@1602M, impedance=50 欧 Insertion Loss = 1.0dB@ M 1.3dB@1602M, impedance=50 欧 MURATA WISOL SAFEB1G57KE0F00 SAFEA1G58KA0F00 SFHG89DQ102 杭州中科微电子有限公司 w w w. i c o f c h i n a. c o m 2 5 / 3 1

26 10 应用方案建议 10.1 有源天线馈电和检测如下图, 芯片的有源天线检测电路可以检测有源天线的状态, 输入为系统 IO 电源, 最大电压 3.6V ANT_BIAS 向有源天线馈电, 接一个 47nH 和 0.1uF 电感电容的滤波器用于阻隔交流信号注意 : 即使加入了阻隔交流信号的 LC 滤波器, 低频的交流大信号仍可能会馈通到 ANT_BIAS 端口, 造成检测电路误判特别是在强干扰环境或者大功率发射装置附近, 出现误判的概率会增大天线接入的默认最小检测电流为 2.5mA, 短路保护的限流电流默认为 50mA ANT LNA 100pF LNA_IN 47nH ANT_BIAS AT uF MAX 3.6V 0.1uF VDD_IO ANT Detect 10.2 射频输入增益信号从 LNA_IN 输入, 外置天线单元 ( 无源介质 +LNA, 或者有源天线 ) 的增益建议为 18~35dB 无论何种形式的天线, 建议通过 ANT_BIAS 进行供电芯片会通过天线的状态自动调整内部增益, 以使得芯片工作在最佳增益状态 10.3 防雷和 ESD 导航设备的射频接口通常暴露在外, 虽然芯片已通过 HBM2000V ESD 测试, 但在测试和使用过程中, 较强的冲击仍可能导致芯片损毁 ; 所以芯片测试和使用过程中请做好 ESD 防护, 并在电路中添加合适的 ESD 防护设计杭州中科微电子有限公司 26 / 31

27 导航天线放置在户外的应用, 还需要增加防雷保护设计 10.4 参考时钟晶振参考时钟的频率稳定度将很大程度的影响接收机的性能, 包括灵敏度定位精度授时精度定位时间等所以通常情况下为获得最优的性能, 建议使用者选用高稳定度的晶振作为导航芯片的时钟参考源推荐选用频率稳定度小于 0.5ppm 并对温度和环境振动不敏感的温补晶振 TCXO 10.5 RTC 时钟实时时钟 (RTC) 位于电池供电区域, 保证主电源掉电后备份 RAM 中的数据不丢失, 当主电源重新上电后能够快速重定位 RTC OSC 采用无源晶体, 接在芯片的 XIN 和 XOUT 引脚, 无需片外电容和反馈电阻, 如下图 : kHz RTC_I AT6559 RTC_O 32k RTC 无源晶体芯片也支持直接时钟输入, 注意信号必需从 RTC_I 输入, 且需确保 RTC_I 上的电压不超过 1.5V 如下图, 时钟信号经电阻分压后加到 RTC_I 上, 调整 R1 与 R2 比值, 使 RTC_I 上时钟高电平为 1.2V kHz R1 R2 RTC_I AT6559 RTC_O 32k 直接时钟输入 ( 电阻分压 ) 10.6 GPIO 芯片提供 16 个 GPIO, 可复用为 UART I2C SPI 等其内部主要结构如下, 杭州中科微电子有限公司 27 / 31

28 VDD_IO noe D2 I PAD C D1 VSS_IO 使用中必须保持 PAD 电压小于 VDD_IO, 否则会出现 ESD 二极管 D2 正向导通, 导致芯片工作异常特别注意 : 当 GPIO 作为输入 IO, 如 RXD0/RXD1 等, 芯片 VDD_IO 掉电时, 外部设备应将该 GPIO 口的信号电压设置为低电平 10.7 低功耗设计芯片可提供自动低功耗模式和外控低功耗模式两种低功耗方案自动低功耗模式是在非连续定位场景下, 芯片定位后, 内部程序自动关闭耗电模块, 进入待机状态 ; 通过定时器自动唤醒芯片并进行下一次定位外控低功耗模式有 3 种进入方式 :1) 关闭电源 ;2) 将 ON_OFF 引脚设置为低电平 ;3) 通过 UART 发送低功耗指令如没有特殊需求, 建议直接关闭芯片电源即可注 : 根据不同的应用场景, 低功耗设计的芯片程序需要定制 ; 如有需要, 请联系技术支持人员功耗模式内核 IO/POR LNA TCXO 天线 RTC 主电源全工作模式 ON 自动低功耗模式 ON 外控低功耗模式关闭电源 OFF ON_OFF 拉低 ON UART 指令 ON 杭州中科微电子有限公司 28 / 31

29 10.8 DCDC 为获得最低的功耗和最优的性能, 建议使用片上 DCDC 变换器,DCDC 的输出再供给片上 LDO 这样可有效降低芯片功耗为减小 DCDC 开关噪声对芯片性能的影响, 应尽量减小 4.7uH 电感和 10uF 电容与管脚 DCDC_OUT 的连线长度电源输入 DCDC_IN 上的滤波电路特别重要, 请将滤波电容尽量靠近 DCDC_IN 芯片管脚特别注意, 电源输入 DCDC_IN 的滤波电容尽量靠近芯片管脚 DCDC_IN 的滤波电容的地线,DCDC_OUT 电感后的滤波电容的地线, 二者都应该分别与 GND 有良好的连接 ; 请适当增大 PCB 走线宽度和过孔数目 10.9 LDO 芯片内部集成 LDO, 以提供内核所需的电源射频模拟部分的 LDO 输出如 AVDD VDD_RF VDD_PLL 对旁路滤波要求较高, PCB 设计时请尽量缩小旁路电容与相应管脚的走线长度, 并注意旁路电容的良好接地备份电源推荐外接一个可充电的 3V 钮扣电池或者法拉电容, 以提供 RTC 和备份 RAM 的备份电源芯片内置涓流充电电路与防反充电路, 所以无需外接二极管和限流电阻充电电流最大为 500uA, 充电电压最大为 VDD_IO 注意钮扣电池或法拉电容的最大可充电电压应大于 VDD_IO+0.3V 如果系统不需要热启动功能,VDD_BK 管脚可悬空 ; 当系统掉电后,RTC 和备份 RAM 由于没有电源供给, 将停止工作, 定位信息不能保存, 热启动功能将失效 Ext_VDD 1uF VDD_POR LDO RTC RAM Coin-Battery 3V Or Farad Cap VDD_BK 备份电源连接方案图杭州中科微电子有限公司 29 / 31

30 11 包装与运输 11.1 包装芯片采用防潮卷带包装 11.2 ESD 防护请注意在芯片运输和生产过程中防静电和防潮 CAUTION! ESD SENSITIVE DEVICE! 请注意使用包装和运输过程中的静电防护! 12 文档更新记录日期版本说明 V0.1 文档起草 V 修改 Pin10,Pin13,Pin20,Pin31,Pin33,Pin34, Pin35 的管脚说明 2. 修改参考设计图, 增加管脚 Pin13,Pin14,Pin33, Pin35 的默认功能杭州中科微电子有限公司 30 / 31

31 联系方式杭州中科微电子有限公司 Hangzhou Zhongke Microelectronics Co., Ltd 地址 (Add): 杭州市滨江区江南大道 3850 号创新大厦 10 楼 10F Innovation Tower, #3850 Jiangnan Avenue Binjiang, Hangzhou, China 电话 (Tel): 传真 (Fax): 杭州中科微电子有限公司 31 / 31

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