AT6558 BDS/GNSS 全星座 SOC 芯片数据手册 版本 :1.18 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 1 / 38

标题 文档类型 AT6558 BDS/GNSS 全星座 SOC 芯片 数据手册 文档编号 杭州中科微电子有限公司 文档摘要 本手册提供 AT6558 芯片的功能特点, 芯片概述以及使用简介 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 2 / 38

目录 目录... 3 1 系统概述... 6 1.1 芯片简介... 6 1.2 功能组合表... 6 1.3 主要特征... 6 1.4 性能指标... 7 1.5 芯片应用... 8 2 管脚说明... 9 2.1 管脚排列... 9 2.2 管脚说明... 9 3 芯片架构... 11 3.1 芯片框图... 11 3.2 电源管理... 12 3.2.1 低功耗电源连接方案... 12 3.2.2 外部 PMU 电源连接方案... 12 3.2.3 备份电源... 13 3.2.4 工作模式... 14 3.3 芯片复位... 14 4 射频前端... 16 4.1 射频前端架构... 16 4.2 有源天线检测... 16 5 基带处理器... 16 5.1 多系统卫星处理引擎... 16 5.2 实时时钟备份区域... 17 5.3 定时器... 17 5.4 DMA 控制器... 17 5.5 看门狗... 17 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 3 / 38

5.6 UART... 17 5.7 SPI... 17 5.8 I2C... 17 6 电气特性... 19 6.1 极限特性... 19 6.2 直流特性... 19 6.3 模拟相关特性... 20 6.4 射频相关特性... 20 6.5 卫星系统模式... 21 7 接口属性... 22 7.1 RS232 接口时序... 22 7.2 SPI 接口时序... 22 7.3 SWD 接口时序... 23 8 芯片封装... 24 8.1 芯片标识规则... 24 8.2 封装规格... 25 9 参考设计... 26 9.1 参考方案... 26 9.2 器件选型... 28 10 应用方案建议... 30 10.1 有源天线馈电和检测... 30 10.2 射频输入增益... 30 10.3 防雷和 ESD... 30 10.4 参考时钟晶振... 31 10.5 RTC 时钟... 31 10.6 GPIO... 31 10.7 低功耗设计... 32 10.8 DCDC... 32 10.9 LDO... 33 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 4 / 38

11 芯片焊接与存储... 34 11.1 防潮等级 :... 34 11.2 回流焊曲线 :... 34 12 包装与运输... 35 12.1 包装... 35 12.2 ESD 防护... 35 13 文档更新记录... 36 联系方式... 38 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 5 / 38

GPS BDS GLONASS 2.7V~3.6V 1.65V~3.6V UART0 UART1 Flash TCXO 天线检测 天线过流保护 前置 SAW 外置 LNA 1 系统概述 1.1 芯片简介 AT6558 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 AT6558 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, 欧盟的 GALILEO, 日本的 QZSS 以及卫星增强系统 SBAS(WAAS,EGNOS,GAGAN,MSAS) AT6558 是一款真正意义的六合一多模卫星导航单芯片, 可以同时接收六个卫星导航系统的 GNSS 信号, 并且实现联合定位 导航与授时 1.2 功能组合表型号多模功能电源接口特性 AT6558-5N-1X * AT6558-5N-2X * AT6558-5N-3X * AT6558-5N-5X * AT6558-5N-7X * * 注 : 以上表格里的 X 可选项为 2 或者 3, 其中 2 代表选用晶振频率为 26.000000MHz,3 代表选用晶振频率为 16.369000MHz 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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 6 / 38

支持 QZSS 和 SBAS 支持 A-GNSS 支持 D-GNSS 差分定位 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 BDS/GPS 双模连续运行 :<23mA(@3.3V) 待机 :<10uA(@3.3V) 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 串行接口 2 个独立的 UART 接口 1 个 I2C 接口 2 个独立的 SPI 接口 封装与尺寸 QFN 封装,40 管脚, 芯片尺寸 :5mm 5mm 0.8mm 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 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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 7 / 38

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 -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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 8 / 38

2 管脚说明 2.1 管脚排列 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 LNA_IN 1 30 XREF ANT_BIAS 2 29 ON_OFF VANT_IN 3 28 TEST VDD_RFLDO 4 27 DCDC_IN TST_ANA AVDD 5 6 26 25 DCDC_OUT VDD_BBLDO TST_DIG 7 24 BBLDO_OUT GPIO8 8 23 nrst GPIO7 9 22 VDD_POR GPIO9 10 21 GPIO6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 GPIO2 GPIO3 VDD12_BB VDD_IO GPIO4 GPIO5 TMS TCK GPIO0 GPIO1 LNA_OUT VDD_RF RFA_IN VDD_PLL DVDD VDD_PLDO RTC_XI RTC_X0 VDD12_BK VDD_BK AT6558 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 LNA_IN 模拟 IO LNA 输入, 内部已隔直 ; 直流电压不超过 1.2V 2 ANT_BIAS 模拟 IO 给有源天线供电, 接到天线 3 VANT_IN 模拟电源 天线检测电源,Max 3.6V 4 VDD_RFLDO 模拟电源 RFLDO 电源,1.4~1.8V 5 TST_ANA 模拟 IO 模拟测试端口 6 AVDD 模拟电源 LDO 输出,1.2V,1uF 电容旁路到地 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 9 / 38

7 TST_DIG 模拟 IO 数字测试端口 8 GPIO8 数字双向 通用 GPIO, 默认用于车速脉冲输入 1 9 GPIO7 数字双向 通用 GPIO, 默认用于车载行驶方向 10 GPIO9 数字双向 通用 GPIO, 默认用于车速脉冲输入 2 11 GPIO2 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 I2C 的 SCL 时钟线 12 GPIO3 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 I2C 的 SDA 数据线 13 VDD12_BB 数字电源 数字基带内核电源,1uF 电容旁路到地 14 VDD_IO 数字电源 数字基带 IO 电源 15 GPIO4 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 UART1 的 TXD 16 GPIO5 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 UART1 的 RXD 17 TMS 数字双向 SWD 调试接口的数据线 18 TCK 数字输入 SWD 调试接口的时钟线 19 GPIO0 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 UART0 的 TXD 20 GPIO1 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 UART0 的 RXD 21 GPIO6 数字双向 通用 GPIO, 默认用于 1PPS 输出脉冲 22 VDD_POR 模拟电源 POR 电源输入, 电池备份主电源 23 nrst 模拟 IO 外部复位输入, 内部上拉 24 BBLDO_OUT 模拟 IO BBLDO 输出,1.2V 25 BBLDO_IN 模拟电源 BBLDO 输入,1.4V~3.6V 26 DCDC_OUT 模拟 IO DCDC 输出 27 DCDC_IN 模拟电源 DCDC 输入 28 TEST 数字输入 测试模式控制, 内部下拉正常工作保持低电平 29 ON_OFF 数字输入 关断控制, 正常工作保持高电平, 内部上拉 30 XREF 模拟 IO 参考频率输入端, 外接 TCXO 或者无源晶体 31 VDD_BK 模拟电源 备份电源的输入,1.5~3.6V 32 VDD12_BK 模拟 IO 备份 LDO 的输出,1.2V,1uF 电容旁路到地 33 RTC_XO 模拟 IO RTC OSC 的输出 34 RTC_XI 模拟 IO RTC OSC 的输入 35 VDD_PLDO 模拟电源 PLL LDO 电源,1.4~1.8V 36 DVDD 模拟 IO 锁相环数字电源,1.2V,1uF 电容旁路到地 37 VDD_PLL 模拟 IO 锁相环模拟电源,1.2V,1uF 电容旁路到地 38 RFA_IN 射频 IO RFA 输入, 内部已隔直 ; 直流电压不超过 1.2V 39 VDD_RF 模拟 IO 射频电源,1.2V,1uF 电容旁路到地 40 LNA_OUT 射频 IO LNA 输出, 内部已隔直 ; 直流电压不超过 1.2V EP GND 底部金属 公共接地点, 必须良好接地 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 10 / 38

3 芯片架构 3.1 芯片框图 接收天线 AT6558 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 AT6558 系统模块框图 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 11 / 38

3.2 电源管理 3.2.1 低功耗电源连接方案如图 3-2 所示, 主电源 (MAIN POWER) 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 ; 连接到 VDD_POR 给内部 POR 供电, 同时通过一个二极管给备份区域供电 ; 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 VDD_POR POR VDD_IO I/O PAD SERIAL FLASH MAIN POWER DCDC_IN DCDC VDD_RFLDO RF_LDO RF BLOCK VDD_PLDO PLL_LDO PLL/ANA BLOCK 阴影区域表示在芯片内部 VDD_BBLDO BB_LDO VDD12_BB DIGITAL BLOCK 图 3-2 AT6558 电源连接方案 ( 低功耗方案 ) 3.2.2 外部 PMU 电源连接方案在有外部 PMU 情况下, 可不使用芯片内部的 DCDC 和 BB_LDO, 外部 PMU 提供 3 组电源分别对芯片的各个部分供电 : 如图 3-3 所示, 外部 PMU 提供 3.3V 电源, 连接到 VDD_IO 给芯片的 IO PAD 和 FLASH 供电 ; 连接到 VDD_POR 给内部 POR 供电, 同时通过一个二极管给备份区域供电 ; 外部 PMU 提供 1.5V 电源, 连接到芯片内部的 RF_LDO 和 BB_LDO, 由内部的 LDO 对芯片的射频前端部分, 模拟部分供电 外部 PMU 提供 1.2V 电源, 连接到芯片内部的 VDD12_BB, 直接对芯片的数 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 12 / 38

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 VDD_POR POR VDD_IO I/O PAD 3.3V SERIAL FLASH EXTERNAL PMU 1.5V VDD_RFLDO VDD_PLDO RF_LDO PLL_LDO RF BLOCK PLL/ANA BLOCK 1.2V VDD12_BB DIGITAL BLOCK 阴影区域表示在芯片内部 图 3-3 AT6558 电源连接方案 ( 外部 PMU 方案 ) 3.2.3 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 内置涓流充电电路与防反充电路, 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_POR 注意钮扣电池或法拉电容的最大可充电电压需大于 VDD_POR+0.3V 如果系统不需要热启动功能,VDD_BK 管脚可悬空 当 VDD_POR 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 图 3-4 备份电源连接方案图 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 13 / 38

3.2.4 工作模式 AT6558 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 : 在某些应用场合, 并不需要进行连续定位, 而更注重低功耗, 这时就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 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 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 : www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 14 / 38

2.4V 2.6V VDD_POR 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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 15 / 38

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 AT6558 射频前端模块框图 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 有源天线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 AT6558 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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 16 / 38

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 256000bps, 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 AT6558 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 SPI 从设备接口可作为与外部应用处理器的数据接口, 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) www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 17 / 38

支持 7bit 地址或者 10bit 地址模式 接收和发送均含有 32 字节深度 FIFO, 并且 可配置为 DMA 工作模式 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 18 / 38

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 -50~125 6.2 直流特性 电源管脚 参数最小值典型值最大值单位 VDD12_BB 1.08 1.2 1.32 V VDD12_BK 1.08 1.2 1.32 V VDD_IO 2.7 3.3 3.6 V VDD_POR 2.7 3.3 3.6 V VANT_IN 1.8 3.3 3.6 V VDD_BK 1.5 3.3 3.6 V VDD_PLDO 1.4 1.5 1.8 V VDD_RFLDO 1.4 1.5 1.8 V VDD_BBLDO 1.4 1.5 1.8 V DCDC_IN 2.7 3.3 3.6 V DCDC_OUT 1.4 1.5 1.75 V AVDD 1.14 1.2 1.26 V DVDD 1.14 1.2 1.26 V VDD_RF 1.14 1.2 1.26 V VDD_PLL 1.14 1.2 1.26 V BBLDO_OUT 1.14 1.2 1.26 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 -0.3 0 VDD_IO*0.2 V www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 19 / 38

Vih 高电平输入电压 VDD_IO*0.8 --- VDD_IO+0.3 V Vol 低电平输出电压 --- 0 0.4 V Voh 高电平输出电压 VDD_IO-0.4 --- V Rpu 上拉电阻 40 kω Rpd 下拉电阻 40 kω 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 1 复位电压 2.35 2.45 2.6 V [1] 晶振频率 2 复位时间 26.000MHz [2] 3 TCXO 晶振频率 单位 160 ms 26.000 MHz 4 TCXO 幅度 0.5 1.5 3.6 Vpp [2] 5 Crystal 频率 6 7 8 Crystal 等效 串联电阻 Rs 10 26.000 32 MHz 80 Ω 有源天线 [3] 2.4 3 3.6 ma 检测电流 有源天线 [4] 45 50 60 ma 短路保护电流 9 天线检测电路压降 10 工作电流 输入 3.3V, 50mA 负载 @3.3V BD+GPS 0.3 V 23 ma 11 电池备份电流 10 40 ua 12 RTC Crystal 频率 32.768 khz 13 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 26.000MHz 频率 TCXO 其他频率以及无源晶体需定制程序 [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 号 参数 条件 参数指标 最小值典型值最大值 单 位 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 20 / 38

1 GPS 1575.42 MHz 输入频率 Galileo 1575.42 MHz BD 1561.098 MHz F in GLONASS 1597.78 1602 1605.66 MHz 2 输入信号电平 P IN -110-65 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 6 镜像抑制比 16 26 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 1 2 3 4 5 6 7 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 21 / 38

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 T6 10 - 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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 22 / 38

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 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 23 / 38

8 芯片封装 8.1 芯片标识规则 编码 AT6558 LLLLLLLLLLLL 说明 芯片型号 芯片流水号 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 24 / 38

8.2 封装规格 芯片采用 QFN5 5-40L(P0.4T0.8) 封装, 下面是封装尺寸 Top View Bottom View Side View 封装尺寸 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 25 / 38

9 参考设计 9.1 参考方案 VDX ANT L3 X5 LNA X4 N.C C15 C14 C13 N.C C12 X3 C11 X2 1.5~3.6V 3.3V 1 2 3 4 5 LNA_IN ANT_BIAS VANT_IN VDD_RFLDO TST_ANA 40 39 38 37 36 35 LNA_OUT ANT-DET VDD_RF RFA_IN VDD_PLL DVDD VDD_PLDO RF 34 33 32 31 XIN XOUT VDD12BK VDD_BK Analog XREF ON_OFF TEST DX_IN DX_OUT 30 29 28 27 26 3.3V X1 2 GND EN 1 TCXO 3 OSC VDD 4 C10 ON_OFF C9 3.3V L1 C8 C3 6 AVDD VDD_BBLDO 25 VDX 7 TST_DIG BBLDO_OUT 24 V1.2BB C7 8 GPIO8 Base-Band POR nrst 23 nrst 9 GPIO7 VDD_POR 22 3.3V N.C 10 GPIO9 GPIO2 GPIO3 VDD12BB VDD_IO GPIO4 GPIO5 SWDIOTMS SWCLKTCK GPIO0 GPIO1 GPIO6 21 1PPS 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 V1.2BB 3.3V TXD0 RXD0 L2 L4 C16 ANT_BIAS C1 VDX C2 N.C N.C AVDD N.C N.C N.C C6 SCL SDA C4 C5 TXD1 RXD1 TMS TCK R1 R2 图 9-1 芯片参考设计方案该方案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 28dB 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 的直流电压不超过 1.2V 如果天线单元电路输出是带直流的, 则电感 L2 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 AT6558 主要外围器件 BOM 表 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 26 / 38

元件编号 可选 C1 C2 C4 C5 C6 0.1uF±5% 贴片电容 C10 C12 C16 C3 C7 C9 C11 C13 C14 C15 1uF±5% 贴片电容 C8 10uF±5% 贴片电容 R1* R2* 10k Ohm±5% 贴片电阻 L1 4.7uH±10% 贴片电感 L2 4.3 nh±5% 高频贴片电感 L4 47 nh±5% 高频贴片电感 X1 TCXO 晶振, 推荐 0.5ppm X2 3V 可充电钮扣电池或法拉电容 X3 RTC 晶振,32.768kHz X4 SAW 滤波器 X5 外置 LNA * 可选 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 27 / 38

9.2 器件选型 AT6558 主要外围器件 BOM 表 V1.1 器件名称 参数 封装 规格 厂家 型号 说明 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 33/47nH ±3%,260mA,0.63 欧 LQW15AN33NH00D ±5%,200mA,0.67 欧 LQG15HN33NJ02 RTC 晶体 32.768K SMD3215 20ppm,CL=12.5pF EPSON FC-135 KDS DST310S EPSON TG-5035CG TG-5006CG 3.3V, KDS DSB221SDN TCXO 晶振 26M SMD2520 0.5ppm@-30 to +85 KYOCERA KT2520K26000ACW33T 或 0.5ppm@-40 to +85 NDK NT2520SB TXC 7L26003 SIWARD STO-2520A Gain=21.5dB,NF=0.8dB 杭州中科微 AT2659 6UDFN 低噪声放大器 LNA MAXIM MAX2659 Gain=16.5dB,NF=0.85dB NXP BGU7005 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 28 / 38

SOT1230 Gain=18dB,NF=0.65dB BGU8009 TSNP-6-2 Gain=20dB,NF=0.6dB Infineon BGA725L6 BGA524N6 Insertion Loss= 0.9dB@1575.42M impedance=50 欧 TDK EPCOS B39162B9416K610 Insertion Loss =1.3dB@1561.098M 0.9dB@1575.42M, 1.4dB@1602M impedance=50 欧 SAFFB1G56KB0F0A 滤波器 SAW SMD1411 Insertion Loss = 0.95dB@1575.42M MURATA impedance=50 欧 SAFEB1G57KE0F00 Insertion Loss = 0.9dB@1575.42M 1.3dB@1602M, impedance=50 欧 SAFEA1G58KA0F00 Insertion Loss = 1.0dB@1575.42M 1.3dB@1602M, impedance=50 欧 WISOL SFHG89DQ102 www.icofchina.com 杭州中科微电子有限公司 29 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 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,VANT_IN 接到系统电源, 最大电压 3.6V ANT_BIAS 向有源天线馈电, 接一个 33nH 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 天线接入的最小检测电流为 2.5mA, 短路保护的限流电流默认为 50mA ANT LNA 470pF LNA_IN 33nH ANT_BIAS AT6558 0.1uF MAX 3.6V 0.1uF VANT_IN 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 18~28dB 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 30 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 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 : 32.768kHz XIN AT6558 XOUT 32k RTC 无源晶体芯片也支持直接时钟输入, 注意信号必需从 XOUT 输入, 且需确保 XOUT 上的电压不超过 1.5V 如下图, 时钟信号经电阻分压后加到 XOUT 上, 调整 R1 与 R2 比值, 使 XOUT 上时钟高电平为 1.2V 32.768kHz R1 R2 XOUT AT6558 XIN 32k 直接时钟输入 ( 电阻分压 ) 10.6 GPIO 芯片提供 10 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 31 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 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 RXD1/RXD2 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 AT6558 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 根据不同的应用场景, 程序需要定制 ; 如有需要, 请联系技术支持人员 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 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 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 杭州中科微电子有限公司 32 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 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, 尽量减小 4.7uH 电感和 10uF 电容与管脚 DX_OUT 的连线长度 电源滤波电路特别重要, 请将滤波电容尽量靠近芯片管脚 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芯片管脚的走线长度, 并注意旁路电容的良好接地 杭州中科微电子有限公司 33 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 11 芯片焊接与存储 11.1 防潮等级 : Moisture Sensitivity Level (MSL):3 级 MSL 请参考 IPC/JEDEC J-STD-020 标准 11.2 回流焊曲线 :! 注意调整平衡时间以保证锡膏溶化时气体的合理化处理 如果 PCB 板上有过多空隙, 可以增加平衡时间 考虑到产品长时间放置在焊接区 ( 温度在 180 以上 ), 为了防止元器件和底板的损伤, 应尽可能缩短放置时间! 曲线的重要特征 : 上升速度 =1~4 C /sec, 25 C to150 C 平均预热温度 =140 C to 150 C, 60sec~90sec 温度波动 =225 C to 250 C, 大约 30sec 下降速度 =2~6 C/sec, to 183 C, 大约 15sec 总时间 = 大约 300sec 杭州中科微电子有限公司 34 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 12 包装与运输 12.1 包装 芯片采用真空卷带包装, 具备防潮 防静电等特性 使用过程与业内主要贴 片机兼容 最小包装 1000 颗 / 盘 具体卷带尺寸如下 : 12.2 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! 杭州中科微电子有限公司 35 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 13 文档更新记录 日期 版本 说明 2015.06.30 V1.08 正式发布的第一个版本 2015.07.20 V1.09 1 修改 ANT_BIAS 管脚定义 2 增加备份电源说明 3.2.3 3 增加功耗模式说明 3.2.4 4 增加芯片复位说明 3.3 5 修改参考设计 6 增加应用方案及建议章节 2015.07.20 V1.10 暂不支持无源晶体 2015.08.12 V1.11 1 修改默认支持晶振频率 2 添加参考时钟晶振选用章节 10.3 2015.12.01 V1.12 1 修改 IO/POR 电源范围至 2.8~3.6V 2 增加 DCDC 说明 3 修改无源天线方案 4 增加 RTC 时钟直接输入说明 5 增加 GPIO 说明 6. 增加功能组合说明, 包括单 GPS 定位, 单 BDS 定位,GPS+BDS 双模定位,GPS+GLONASS 双模定位,GPS+BDS+GLONASS 三模定位 7. 更新第 9 章参考设计 8. 更新第 10 章应用方案建议 9. 其他文字完善 2016.3.25 V1.13 1. 合并 9.1 有源天线方案,9.2 无源天线方案为新的 9.1 参考方案, 并修改电路图 2. 修订 9.2 器件选型 2016.4.7 V1.14 1. 修改 9.1 方案图,9.3 内容 杭州中科微电子有限公司 36 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 2. 修改 10.1-10.7 内容 2016.11.17 V1.15 1. 修改部分图片 2017.7.10 V1.16 1. 更新应用电路图和元件取值 ( 比如 C15 应为 1uF) 2. 应用建议中增加 ESD 和防雷说明 3. 去掉无源晶振支持 4. 更改 RTC 时钟外部输入管脚为 XOUT 5. 去掉低功耗设计电路 6. 修改 UART 名称, 统一为 UART0/UART1 2018.02.20 V1.17 1. 1.2 节功能组合表, 增加对 X 的说明 2. 5.8 节 I2C,FIFO 深度数值错误,4 改为 32 2018.6.20 V1.18 1. 修改芯片标识规则中的图片 2. 增加 11 芯片焊接与存储 内容 3. 更新芯片包装 杭州中科微电子有限公司 37 / 38

杭州中科微电子有限公司 AT6558 联系方式 杭州中科微电子有限公司 Hangzhou Zhongke Microelectronics Co., Ltd www.icofchina.com 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): +86-571-28918107 传真 (Fax): +86-571-28918122 杭州中科微电子有限公司 38 / 38