u-blox EVK-M10QSAM 评估套件

　　名称 EVK-M10QSAM字幕评估套件文档类型 用户指南文档编号 UBX-22026860修订和日期 R01 15 年 2022 月 XNUMX 日披露限制 C1-Public

　　本文件适用于以下产品：产品名称 型号 固件版本 PCN 参考EVK-M10QSAM EVK-M10QSAM-00-01 ROM SPG 5.10 不适用产品描述概述

　　EVK-M10QSAM 评估套件使评估低功耗、高能 SAM-M10Q 并发 GNSS 天线模块变得简单。

　　内置 USB 接口为接收器提供电源和 USB 转串口通信，还可以通过 14 针连接器或专用 RS-233 端口进行连接。 多功能接口和测量点可满足高级评估需求。

　　u-blox 评估套件结构紧凑，其用户友好的界面和电源使其非常适合在实验室或车辆中使用。 此外，它们可以与台式机或笔记本电脑一起使用，使它们成为所有 s 的完美伴侣tages 的设计项目。

　　评估套件 说明 相关产品EVK-M10QSAM u-blox M10 评估套件，带贴片天线 SAM-M10Q 天线模块 [1]

　　表 1：EVK-M10QSAM 支持的产品套件内容

　　交付包裹包含：EVK-M10QSAM 评估单元（普通 PCB 板）。一根 USB 电缆。由于 SAM-M10Q 模块中的集成天线，标准 u-blox GNSS EVK 铝盒不能用于 EVK-M10QSAM。EVK-M10QSAM 天线模块的顶部附有一个塑料盖。 盖帽的目的是防止空气在 SAM-M10Q 护罩内流动。带 USB 2.0 或 RS-232 接口的 PC操作系统：Microsoft Windows 8.1 以上（x86 和 x64 版本）首次使用 Internet 连接以下载所需的 Windows 驱动程序。 有关详细信息，请参阅安装 u-center 2 软件部分。产品参数

　　参数：规格串行接口 1 个 USB 2.0

　　1个UART，最特率921600波特

　　RS-232 +/- 5.0 V 电平

　　14 针，3.3 V 逻辑

　　1 I2C，最大 400 kHz定时接口 1个时间脉冲输出尺寸 100 × 60 × 26 毫米电源 5.0 V 通过 USB 或通过外部电源引脚 14 (V5_IN) 和引脚 1 (GND) 供电正常工作温度 -40 °C 至 +65 °C

　　表 2：EVK-M10QSAM 规格 安全注意事项

　　EVK-M10QSAM 必须由 PS1 级限制电源供电。 有关 PS6.2.2.4 类的更多信息，请参阅 IEC 62368-1:2018 [3] 的第 1 节。

　　除了有限的电源外，EVK-M1QSAM 只能连接 ES10 级电路，包括接口和天线。 有关 ES5.2.1.1 类的更多信息，请参阅 IEC 62368-1:2018 [3] 的第 1 节。认证

　　EVK-M10QSAM 旨在假定符合无线电设备指令 (RED) 2014/53/EU 的基本要求和其他相关规定。

　　EVK-M10QSAM 符合指令 2011/65/EU（欧盟 RoHS 2）及其修订指令 (EU) 2015/863（欧盟 RoHS 3）。

　　u-blox 提供符合声明 (DoC) web支持 > 产品资源 > 符合声明中的站点。入门安装 u-center 2 软件

　　u-center 2 是 u-blox 交互式评估软件工具，用于 u-blox GNSS 接收器和 EVK 的配置、测试、可视化和数据分析。 EVK 用户指南与 u-center 2 评估工具一起在系统集成项目的所有阶段提供有用的帮助。 要安装 u-center 2 评估软件工具，请按照 www.u-blox.com/product/u-center 上提供的步骤进行操作。 有关如何使用 u-center 2 评估软件工具的更多信息，请参阅 u-center 2 用户指南 [4]。

　　EVK 中使用的 FTDI FT2232D USB 转 UART 转换器所需的 Windows 驱动程序可从 Microsoft Windows 更新服务获得。 为确保从 Windows 更新自动安装最新的 FTDI 驱动程序，请检查并卸载以前安装的 FTDI 驱动程序。 Windows 系统驱动程序搜索机制将从 Microsoft Windows 更新服务自动下载并安装 FTDI 驱动程序。 如果自动安装失败，请联系 u-blox 支持以获取 FTDI 驱动程序并手动安装。安装硬件在将接口电缆连接到 EVK 之前，通过将接口开关滑动到正确位置来选择用于连接的接口：USB接口： 通过 USB 端口连接。UART： 通过 RS-232 或 14 针连接器连接。

　　注意 在 EVK 通电时更改接口开关位置可能会损坏 GNSS 接收器芯片。 在更改接口开关设置之前关闭 EVK。

　　有关接口的更多信息，请参阅设备描述部分。通过背面的 USB 或通过 EVK 正面的 V5_IN 输入为设备供电。将评估套件放置在天空良好的位置 view. EVK-M10QSAM 包括一个带有嵌入式贴片天线的 SAM-M10Q 并发 GNSS 模块。 RF IN 没有外部天线连接。启动 u-center 2 评估工具并选择相应的 COM 端口和波特率，如 u-center 用户指南 [4] 所示。接口默认配置产品型号产品描述备注串口，输入9600 波特的 UBX 和 NMEA 协议串口，输出9600 波特的 UBX 和 NMEA 协议默认情况下仅激活 NMEA 消息I2C，输入UBX 和 NMEA 协议I2C，输出UBX 和 NMEA 协议默认情况下仅激活 NMEA 消息

　　表 3：默认配置

　　2 针连接器上的 I14C 和 UART 接口可用于调试和设计目的。设备说明

　　EVK-M10QSAM 评估套件包含嵌入 GNSS 贴片天线的 SAM-M10Q 并发 GNSS 模块，以及提供电源和高速数据传输的内置 USB 接口，无需外部电源，如图所示在图 5 中。

　　图 1：连接 EVK-M10QSAM 单元进行供电和通信

　　图 2 显示了 EVK-M10QSAM 评估单元的正面和背面。

　　图 2：EVK-M10QSAM 正面和背面接口开关

　　使用评估套件正面的接口开关在 RS-232 和 USB 通信端口之间进行选择。RS-232 – 在此选择中，EVK 使用 RS-232（DB9 – 背面）运行。USB – 在此选择中，EVK 仅使用 USB 接口运行。 RS-232 (DB9) 关闭。针号Pin 姓名I / O水平产品描述14V5_INI4.75 - 5.25 V电源输入——可以代替 USB 使用。13GNDI–公共接地引脚。12P1A (VCC)O3.3 V功率输出 - 最大。 电流供应 100 毫安。1 Ω 5% 电阻，用于引脚 11 (P1B) 的总电流测量。11P1BO–整体电流测量的第二个连接如图 图5.10P2AO3.0 V电池输出（空载）。100 Ω 5% 电阻，用于测量引脚 9 (P2B) 的电池备用电流。注意：有 3 mA 的电流保护。 见电路 图8 （D2、D4、R29）。针号Pin 姓名I / O水平产品描述9P2BO–备用电池电流测量的第二个连接点。8时间脉冲O3.3 V时间脉冲输出。7外传 0I3.3 V外部中断信号。 可用于时间标记功能、时间辅助和从省电模式唤醒。6NC––未连接。5SDA2I / O3.3 VI2C 接口的数据输入/输出。4SCL2I3.3 VI2C 接口的时钟输入。3发送端1O3.3 V串口传输。2RXD1I3.3 V串口接收。1GNDI–推荐的公共接地引脚。

　　表 4：EVK-M10QSAM 14 针连接器针脚说明

　　图 3：EVK-M10QSAM 5.0 V 直流电源 example将 3.3 V 数字接口用于您的应用程序（例如 I2C）时，建议电缆长度小于 25 cm。USB

　　评估套件中的 USB 连接器可用于供电和通信。 评估 EVK-M10QSAM 操作的最简单方法是使用 USB 数据线将 EVK 连接到 PC，然后使用 u-center 2 工具配置和监控 GNSS 功能。 USB 连接器在内部连接到一个 USB 转串口转换器，该转换器连接到 EVK 上 u-blox M10 接收器的 UART 接口。 这也允许使用 USB 连接器进行通信。 接口开关可用于与接收器进行USB通信。

　　当 EVK 连接到 PC 时，Windows 会创建一个到 PC 的虚拟 COM 端口。 这个新创建的虚拟COM口需要在u-center 2评估工具中选择，用于与接收器通信。 EVK-M10QSAM 支持高达 921600 波特的 USB 到 UART 通信速度。RS-232的

　　EVK 可以使用最长 3 m 的直通 RS-232 串行电缆与公母连接器连接到 PC。 需要配置 RS-232 端口以连接到 PC。 为此，请使用 UBX-CFG-VALSET 命令并在 u-center 1 评估工具中选择 CFG-UART2 配置组。 最大工作波特率为 230400 波特。 注意，如果使用 USB-to-RS-232 适配器电缆，它可以直接连接到评估套件的 RS-232 端口。 RS-232 端口还提供 TIMEPULSE 输出信号。

　　9 针 RS-232 母连接器分配如下：

　　引脚号：分配1 & 6 时间脉冲2 TXD（GNSS 传输数据）3 RXD（GNSS 接收数据）4 未连接5 地7、8 和 9 未连接

　　表 5：EVK-M10QSAM RS-232 连接器引脚说明UART 通过 14 针连接器

　　EVK 还通过引脚 TxD 和 RxD 上的 14 引脚连接器提供 UART 通信。 有关详细信息，请参阅第 14 针连接器部分。I2C

　　14 针连接器包含用于评估 I2C 总线通信的针脚。 默认情况下，I2C 上拉电阻安装在 EVK 板上，如果需要长电缆的快速通信速度，这会有所帮助。时间脉冲

　　u-blox 接收器包括时间脉冲功能，可提供具有可配置脉冲周期、脉冲长度和极（上升沿或下降沿）的脉冲。 u-center 2 评估工具可用于配置时间脉冲参数。 时间脉冲信号可在 14 针和 RS-232 连接器上使用。 此外，时间脉冲信号被反相连接到EVK正面的LED。

　　来自 14 针连接器的时间脉冲信号具有 50 欧姆输出，因此，不可能有快速斜率输出信号。复位按钮

　　正面的 RST 按钮可重置 SAM-M10Q 模块。搭载了LED

　　在 EVK 单元的正面，单个蓝色 LED 显示时间脉冲信号以及设备的开机状态。 在 GNSS 定位期间，LED 开始每秒闪烁一个脉冲。 如果没有 GNSS 定位，LED 将只点亮，不会闪烁。备用电池

　　评估单元中有备用电池。 这是存储轨道信息所必需的

　　之间的操作和启用更快的启动。 它是 CR3.0 类型的 RENATA 2450 V Li / MnO² 电池。 电池的额定容量为 540 毫安。 电池工作温度范围为-40°C至+85°C。如果内置备用电池在长时间存放后电量不足或耗尽，请购买上述电池进行更换。注意 如果更换的电池类型不正确，则存在爆炸风险。 确保电池规格正确。注意 接触带导电部件的电池时存在短路风险。 请勿使用导电部件取出或接触电池。外部中断

　　在 EVK-M10QSAM 上，外部中断 (EXTINT) 信号在 14 针连接器上可用。 EXTINT 信号可用于接收器的时间标记和时间辅助功能，以及用于将接收器从省电模式唤醒。 有关详细信息，请参阅第 14 针连接器部分。测量电流启动 EVK-M10QSAM。在 1 针连接器的 P12A（针 1）和 P11B（针 14）之间连接一个真正的 RMS 电压表。阅读卷tage（必要时取平均值）并转换为电流（1 mV 等于 1 mA）。在信号良好且天空晴朗的情况下进行测试 view 以确保接收机能够接收到卫星信号。

　　有关详细信息，请参阅下面的设置。

　　图 4：Example——跟踪电流测量测量备用电流

　　要使用 EVK-M10QSAM 测量备用电流 (IBCKP)，请执行以下步骤：在 2 针连接器的 P10A（针 2）和 P9B（针 14）之间连接一个真正的 RMS 电压表。移除电源（USB 电缆或 14 针连接器的其他外部电源）。阅读卷tage（必要时取平均值）并转换为电流（1 mV 等于 10 µA）。框图

　　EVK-M10QSAM 框图提供了一个view 供应量tages，电流测量和通信接口如图5所示。

　　图 5：EVK-M10QSAM 框图电路板布局

　　图 6：EVK-M10QSAM 电路板布局

　　图 7：EVK-M10QSAM PCB原理图

　　图 8：EVK-M10QSAM 原理图设备配置

　　本节介绍如何配置和评估 EVK-M10QSAM 上与功率模式、GNSS 星座、接收器导航速率相关的一些重要接收器功能。 此外，接收器可以配置高级配置 View u-center 2 评估工具，如图 9 所示。

　　图 9：EVK-M10QSAM 接收器配置 view

　　接收器配置可以保存到接收器 RAM 或电池供电的 RAM (BBR)。 RAM 内容在电源断开或处于软件待机模式和 On/Off 省电模式 (PSMOO) 的关闭状态后被清除。 因此，建议将接收器配置保存到 RAM 和 BBR。 只要备用电池电源可用，BBR 内容就会保持不变。

　　图 10：EVK-M10QSAM 通信端口

　　COM 端口在不同的 Windows 版本中可能会有所不同。 对于前ample，在 Windows 10 中如图 11 所示。

　　图 11：Windows 上的 EVK-M10QSAM 通信端口标识UART 波特率配置

　　与接收器的 UART 通信的波特率可以在 CFG-UART1-BAUDRATE 配置键中配置。 默认波特率设置为 9600，如图 12 所示，最特率为 921600。

　　图 12：EVK-M10QSAM UART 波特率配置

　　设置不同的波特率将中断通信。 如果之后设置了其他配置键，则不会应用这些键。 因此，需要手动选择新的波特率以恢复通信并应用剩余的配置项。

　　图 13：EVK-M10QSAM 接收器 GNSS 配置

　　图 14：EVK-M10QSAM 接收机导航更新率配置连续模式（FULL）：这是全功率模式和接收器的默认模式。 在此模式下没有激活省电模式。开/关模式 (PSMOO)：这是一种省电模式，用于降低设备的功耗

　　收件人。 在这种模式下，接收器被配置为定期打开或关闭，以用于需要较少位置更新的应用程序。 通常用于超过 10 秒的更新周期。循环跟踪模式 (PSMCT)：对于需要更频繁的位置更新的应用程序，这也是一种省电模式。 通常用于 0.5 到 10 秒范围内的短更新周期。 在这种模式下，接收器不会在定位之间完全关闭，而是使用低功率跟踪。

　　省电模式 (PSM) 不支持北斗 B1C。 某些 PSM 状态会清除 RAM 内存。 在 BBR 中存储接收器配置以维护设置。 此外，建议禁用 SBAS，因为接收器无法下载或处理 PSM 中的任何 SBAS 数据。图 15 显示了用于选择接收器功率模式和配置位置更新周期的配置窗口。 对于开/关电源模式，位置更新周期由 CFG-PM-POSUPDATEPERIOD 定义。 要在非活动状态期间保持配置，请将其同时保存在 RAM 和 BBR 层中。

　　在 CFG-PM 组中定义其他所需的功耗模式配置项之后，最后应用 CFG-PM-OPERATEMODE 配置。

　　图 15：EVK-M10QSAM 接收器功率模式配置备份模式

　　SAM-M10Q支持两种备份模式：硬件备份模式和软件待机模式。硬件备份模式：在此模式下，除备份电源 (V_BCKP) 外的其他电源均关闭。 在 EVK-M10QSAM 上，这是通过移除 USB 电缆或 5.0 针连接器的 14 V 电源来关闭 EVK 的主电源来实现的。软件待机模式：在此模式下，接收器执行很少或不执行系统活动。 要将接收器从软件待机模式唤醒，可以在 UBX-RXM-PMREQ 消息中配置唤醒源。 可用的唤醒源是 EXTINT 和 UART RxD 信号。 UBX-RXM-PMREQ 消息中的持续时间可以设置为 0，以便将接收器无限期地置于软件待机模式，直到从配置的唤醒源检测到信号。 此外，确保选择强制选项。

　　RAM 存储器在软件待机模式和 PSMOO 关闭状态下被清除。 要在非活动状态期间保持配置，请将其同时保存在 RAM 和 BBR 层中。

　　有关接收器高级配置的更多信息，请参阅 u-blox M10 接口说明 [5]。故障排除我的应用程序（例如 u-center 2）没有收到所有消息

　　使用 UART 时，请检查波特率是否足够高或减少启用消息的数量。 对于大多数用例，921600 或 460800 波特率的最特率应该足够了。 如果波特率不足，基于 u-blox M10 GNSS 技术的 GNSS 接收器将跳过过多的消息。 一些串行端口卡/适配器（例如 USB 到 RS-232 转换器）经常产生错误。 如果u-center 2在接收消息时发生通信错误，则该消息将被丢弃。某些 COM 端口未显示在我的应用程序的端口列表中（例如 u-center 2）

　　只有计算机上可用的 COM 端口才会显示在 COM 端口下拉列表中。 如果某个 COM 端口为灰色或 u-center 2 无法连接到所选的 COM 端口，请检查是否有其他应用程序在使用同一端口的计算机上运行。

　　图 16：Linux 环境下的 EVK-M10QSAM 通信端口

　　图 17：使用 u-center 2 GNSS 评估工具设置 GPS 周数常见的评估陷阱参数可以具有相同的名称但具有不同的定义。 GNSS 接收器可能具有相似的尺寸、价格和功耗，但仍然可以具有不同的功能（例如，不支持无源天线、不同的温度范围）。 此外，热启动、暖启动和冷启动时间的定义可能因供应商而异。验证设计关键参数。 在比较不同接收器的 GNSS 能时，尝试使用相同或至少相似的设置。 不在同一时间、同一地点记录的数据不应进行比较。 卫星星座、可见卫星数量和天空 view 可能会有所不同。不要比较瞬时测量值。 GNSS 是一个非确定系统。 卫星星座不断变化。 大气效应（即黎明和黄昏）有影响

　　关于信号传输时间。 GNSS 接收器的位置在两次测试之间通常是不同的。 因此，应该使用一个天线和一个信号分配器并行进行比较测试； 统计测试应运行 24 小时。监控载噪比 (C/N0)。 高海拔卫星的平均 C/N0 应在 40 dHz 和大约 50 dHz 之间。 低 C/N0 将导致 TTFF 延长和更多的位置漂移。尝试使用相同的电缆长度将相同的信号并行（即通过分离器）馈送到所有接收器； 否则接收器将不会有相同的天空 view. 即使是很小的差异也会对速度、准确和功耗产生影响。 增加一颗卫星可以降低精度稀释 (DOP)、位置漂移和功耗。进行重捕获测试时，遮住天线以遮挡天空 view.附录

　　词汇表缩写定义北斗中国导航卫星系统BBR 电池供电 RAMEVK 评估套件I2C1 内部集成电路总线ESD 静电放电伽利略欧洲导航卫星系统GLONASS 俄罗斯导航卫星系统地 地GNSS 全球导航卫星系统GPS全球定位系统IEC 国际电工委员会PCB印刷电路板射频射频UBX u-bloxQZSS准天顶卫星系统相关文件SAM-M10Q 数据表，UBX-22013293SAM-M10Q 集成手册，UBX-22020019信息技术设备 – 安全标准 IEC 62368-1:2018u-center 2 用户指南， www.u-blox.com/en/info/u-center-2-user-guideu-blox M10 SPG 5.10 接口说明，UBX-21035062，UBX-21035061（需要 NDA）华体会最新地址

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