Подписка на новости

Опрос

Нужно ли ввести комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

2011 №4

Навигационный приемник NVCOM-030E производства «Ангстрем»

Ступко Александр

Таболкин Алексей


Данная статья знакомит нас с характеристиками и особенностями навигационного приемника NVCOM-030E, разработанного ОАО «Ангстрем», предназначенного для интеграции в различные системы в качестве навигационного датчика для определения текущих значений координат, вектора скорости, а также текущего времени с использованием гражданских сигналов ГЛОНАСС и GPS в частотных диапазонах L1.

Группа компаний «Ангстрем», ведущий разработчик и один из крупнейших производителей интегральных схем в России, странах СНГ и Восточной Европы, объединяет расположенные в Зеленограде предприятия, осуществляющие разработку, проектирование и производство высокотехнологичных изделий электронной техники. Головное предприятие группы ОАО «Ангстрем» занимается разработкой и освоением в производстве КМОП СБИС на гетероэпитаксиальных структурах (КМОП КНС), полупроводниковых приборов и микросхем силовой электроники, полузаказных СБИС на базовых матричных кристаллах (БМК), интеллектуальных интегральных схем криптозащиты, схем управления светодиодами, схем спецпамяти, разработок мультиплексоров для ФПУ, интегральных схем для телекоммуникаций и другой электроники. Одним из направлений деятельности компании является разработка и производство навигационных ГЛОНАСС/GNSS-приемников на базе микропроцессора, созданного совместно с партнерами.

Навигационный приемник NVCOM-030E (рис. 1), разработанный ОАО «Ангстрем», предназначен для интеграции в различные системы в качестве навигационного датчика. Он осуществляет определение текущих значений координат, вектора скорости, а также текущего времени с использованием гражданских сигналов ГЛОНАСС и GPS в частотных диапазонах L1.

Навигационный модуль NVCOM-030E

Рис. 1. Навигационный модуль NVCOM-030E

Технические характеристики приемника NVCOM-030E:

  • 24 канала слежения GPS L1, ГЛОНАСС L1.
  • Восьмиканальный поисковый ускоритель.
  • Точность определения местоположения (СКО):
    – в горизонтальной плоскости 8 м;
    – в вертикальном направлении 12 м.
  • Точность определения компонент вектора скорости (СКО):
    – в горизонтальной плоскости 2 см/с;
    – в вертикальном направлении 3 см/с.
  • Среднее время до первых координат:
    – «холодный старт» 40 с;
    – «теплый старт» 36 с;
    – «горячий старт» 6 с;
    – повторный захват 1,5 с.
  • Чувствительность –140 дБм слежение, –130 дБм «холодный старт».
  • Максимальная скорость 500 м/с.
  • Максимальное ускорение 2 g.
  • Максимальная высота 18 км.
  • Темп обновления данных местоположения 1 с.
  • Формат выходных данных — NMEA 0183 версии 2.3.
  • Погрешность формирования секундной метки времени относительно единого времени UTC не более 0,1 мкс (СКО).
  • Питание приемника:
    – напряжение основного питания +3,3 В ±5%;
    – напряжение резервного питания часов реального времени (опционально) 1,8–3,3 В.
  • Потребляемая мощность <0,5 Вт.
  • Размеры 60×45×8 мм.
  • Работа с активной антенной.
  • Интерфейсы пользователя UART LVTTL и/или SPI (4800÷115 200 бод/с).

Первоначальное программирование приемника осуществляется через интерфейс JTAG, в дальнейшем обновление встроенного ПО возможно производить через интерфейс UART (в данном случае не требуется специального оборудования, и данную процедуру возможно проводить в составе готового устройства) или через JTAG.

Приемник позволяет настраивать следующие параметры работы:

  • режим работы (GPS/ГЛОНАСС/GPS+ ГЛОНАСС);
  • фильтрация спутников по углу возвышения;
  • набор выдаваемых NMEA-сообщений;
  • запись в энергонезависимую память текущих или восстановление заводских настроек;
  • скорость обмена данными.

Для изменения этих параметров применяется специально разработанный набор команд, для их передачи применяется интерфейс UART. Для облегчения и ускорения конфигурирования при подключении к ПК существует специальная утилита.

Приемник выполнен на базе многоядерного телекоммуникационного микропроцессора NVCom-02 (рис. 2) со встроенным 48-канальным ГЛОНАСС/GPS-коррелятором, принимающим навигационные сигналы GPS С/A, GPS L2С, ГЛОНАСС СТ c устройством быстрого поиска (Fast Search Engine, FSE).

Микропроцессор NVCom-02

Рис. 2. Микропроцессор NVCom-02

Микропроцессор NVCom-02 в корпусе HSBGA400 (21×21 мм), является «системой-на-кристалле» (System on a Crystal, SoC) с набором интерфейсов, ориентированных на применение как в уже существующих, так и во вновь создаваемых изделиях профессиональной и потребительской электроники, включая навигационную аппаратуру пользователей ГЛОНАСС.

Процессор спроектирован и изготовлен по современным проектным нормам 0,065 мкм (65 нм) и имеет улучшенные по сравнению с предыдущей версией показатели быстродействия и энергопотребления, что особенно важно для продукции массового рынка. Данный отечественный микропроцессор является инновационной разработкой мирового класса, обеспечивающей конкурентные преимущества по сравнению с существующими на рынке решениями. Производство микропроцессора планируется осуществлять на территории России, на мощностях «Ангстрем-Т», современного субмикронного полупроводникового производства с проектными нормами 130–65 нм, строительство которого на кредитную линию Внешэкономбанка будет возобновлено в этом году.

Главное отличие микропроцессора серии «Навиком» от навигационных чипов и ГЛОНАСС-модулей других российских компаний — его многофункциональность и многозадачность. Процессор, работающий на тактовой частоте 300 МГц с пиковой производительностью 3,6 GFLOPs (float32), эффективно сочетает функции связи стандартов GSM, Wi-Fi, TETRA и т. д., навигации и мультимедиа.

Процессор NVCom-02 позволяет построить аппаратно-программную поддержку функций обработки сигналов всех существующих и развертываемых глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) — ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/COMPASS, процедур цифровой обработки сигналов (DSP), коммуникационных процедур (Витерби, турбокодирования, корреляции), обработки изображений, ввода видеопотока от CMOS-сенсоров, вывода видеопотока на LCD-дисплей, а также ввода и вывода данных по различным последовательным интерфейсам (UART, I2S, I2C, SPI, USB, Ethernet).

Разработанные на «Ангстреме» SoC-процессоры серии «Навиком» имеют прикладные библиотеки обработки/сжатия видео- и аудиосигналов FFT, фильтрации, адаптивной фильтрации, JPEG/MJPEG/MPEG2/MJPEG4-видеокодер, mр3-аудиодекодер, TETRA (аудиокодек), IP-телефонии и др. Это позволяет микропроцессорам поддерживать большой спектр технологий обработки информации: обработка видео-, радарной и тепловизионной информации, трехмерной графики, адаптивной обработки сигналов и изображений, что важно для различных бортовых применений с минимальными массо-габаритными характеристиками. На основе этих микросхем возможна разработка индивидуальных информационных карт для сотрудников МЧС и других силовых ведомств, организация связи в метро, на предприятиях энергетического комплекса, в труднодоступных районах Крайнего Севера и Сибири — во многих приложениях, где до сих пор используются только импортные системы.

Перспективные области применения микропроцессоров «Навиком»:

  • абонентские терминалы мультистандартных систем профессиональной связи;
  • портативные ГЛОНАСС/GPS-навигаторы;
  • ГЛОНАСС/GPS-приемники (трекеры) для подвижных платформ;
  • IP-камеры с «интеллектуальным зрением»;
  • IP-телефония;
  • аппаратура беспилотных летательных аппаратов (БПЛА);
  • специальные применения;
  • новые инновационные разработки.

На базе микропроцессоров серии «Навиком» разрабатывается линейка навигационных приемников и абонентский терминал стандарта TETRA c подключением IP-камеры. Кроме того, ведутся переговоры с рядом ведущих азиатских и европейских производителей навигаторов и мультимедийных устройств об использовании российского чипа в их изделиях. Уже достигнута договоренность о применении российского микропроцессора в телекоммуникационном оборудовании Huawei, сборка которого будет налажена на производственной базе «Ангстрема» уже в этом году.

Серийное производство конкурентоспособных отечественных абонентских терминалов для профессиональной и специальной связи, обеспеченных функцией навигации ГЛОНАСС, на основе микропроцессоров серии «Навиком» будет осуществляться на производственных мощностях группы компаний «Ангстрем». Это позволит уйти от сложившейся практики использования в различных электронных изделиях российского производства импортной элементной базы. Микропроцессоры «Ангстрема» позволяют, например, замещать такие высокопроизводительные DSP-процессоры зарубежного производства, как микросхемы ADSP TS201 (ADI), ряд микросхем серии OMAP (TI), навигационные микросхемы SiRF Atlas-III (SiRF).

Микропроцессоры «Ангстрема» могут успешно использоваться как в уже имеющейся на рынке электронной аппаратуре для расширения ее функционала, так и стимулировать разработку и появление новых перспективных пользовательских цифровых устройств с функцией навигации.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Беспроводные технологии PDF


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке