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U-blox-LEA-5S说明书.pdf

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Contents
1 Functional description
1.1 Overview
1.2 Product features
1.3 GPS performance
1.4 Block diagram
1.5 Assisted GPS (A-GPS)
1.6 SuperSense Indoor GPS
1.7 KickStart / Oscillators
1.8 GALILEO
1.9 Protocols and interfaces
1.10 Antenna
1.11 Power management
1.12 Configuration
1.13 External serial EEPROM
1.14 LEA-5T
2 Mechanical specifications
2.1 Pin assignment
3 Electrical specifications
3.1 Absolute maximum ratings
3.2 Operating conditions
4 Design-in
5 Reliability tests and approvals
5.1 Reliability tests
5.2 Approvals
6 Product handling
6.1 Packaging
6.2 Shipment, storage and handling
7 Default settings
8 Labeling and ordering information
8.1 Product labeling
8.2 Explanation of codes
8.3 Ordering information
Related documents
Revision history
Contact
l   e t a r e e c c a   , e t a c n u m m o c   , e t a c o i l 17.0 x 22.4mm     LEA-5 u-blox 5 GPS Modules Data Sheet Abstract Technical data sheet describing the cost effective, high-performance  u-blox 5 based LEA-5 series of GPS modules.   Features  low  power  consumption,  SuperSense®  Indoor  GPS  providing  best-in-class  acquisition  and  tracking  sensitivity,  precision  timing  and  an  innovative  jamming- resistant RF architecture. The compact 17.0 x 22.4 mm form factor  of  the  highly  successful  LEA-4  series  is  maintained,  enabling  easy  migration. The LEA-5 series supports passive and active antennas.    include  A-GPS  support,  www.u-blox.com
LEA-5 - Data Sheet  PCN reference UBX-TN-09001-A  UBX-TN-08027  UBX-TN-08023  UBX-TN-08023  UBX-TN-08023  UBX-TN-08023  UBX-TN-09001-A  UBX-TN-08027  Type number LEA-5H-0-008  LEA-5H-0-007  LEA-5S-0-004  LEA-5A-0-003  LEA-5Q-0-002  LEA-5M-0-002  LEA-5T-0-002  LEA-5T-0-001  ROM/FLASH version FW6.00  FW5.00  ROM5.00  ROM5.00  ROM5.00  ROM5.00  FW6.00  FW5.00    Document Information Title LEA-5  Subtitle u-blox 5 GPS Modules   Document type Data Sheet   Document number GPS.G5-MS5-07026-B2  Document status       This document applies to the following products: Name LEA-5H  LEA-5S  LEA-5A  LEA-5Q  LEA-5M  LEA-5T                          This document and the use of any information contained therein, is subject to the acceptance of the u-blox terms and conditions. They  can be downloaded from www.u-blox.com.  u-blox makes no warranties based on the accuracy or completeness of the contents of this document and reserves the right to make  changes to specifications and product descriptions at any time without notice.   u-blox reserves all rights to this document and the information contained herein. Reproduction, use or disclosure to third parties without  express permission is strictly prohibited. Copyright © 2009, u-blox AG.  u-blox® is a registered trademark of u-blox Holding AG in the EU and other countries. ARM® is the registered trademark of ARM Limited in  the EU and other countries.        GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 2 of 26
LEA-5 - Data Sheet  Contents Contents..............................................................................................................................3 1.9.1 1.9.2 1.9.3 1.9.4 1 Functional description..................................................................................................5 1.1 Overview .............................................................................................................................................. 5 1.2 Product features ................................................................................................................................... 5 1.3 GPS performance ................................................................................................................................. 6 1.4 Block diagram....................................................................................................................................... 7 1.5 Assisted GPS (A-GPS)............................................................................................................................ 7 SuperSense Indoor GPS......................................................................................................................... 7 1.6 1.7 KickStart / Oscillators ............................................................................................................................ 7 1.8 GALILEO ............................................................................................................................................... 7 Protocols and interfaces........................................................................................................................ 8 1.9 UART............................................................................................................................................. 8 USB ............................................................................................................................................... 8 Serial Peripheral Interface (SPI)....................................................................................................... 8 Display Data Channel (DDC) .......................................................................................................... 8 Antenna............................................................................................................................................ 9 Power management.......................................................................................................................... 9 1.11.1 Operating modes .......................................................................................................................... 9 1.11.2 Maximum Performance mode ....................................................................................................... 9 1.11.3 Eco mode.................................................................................................................................... 10 1.11.4 Power Save mode........................................................................................................................ 10 1.11.5 Power states................................................................................................................................ 10 1.11.6 Peak current reduction ................................................................................................................ 10 Configuration ................................................................................................................................. 11 1.12.1 Boot-time configuration (LEA-5A, LEA-5M, LEA-5Q, LEA-5S)....................................................... 11 1.12.2 Configuration (LEA-5H, LEA-5T) .................................................................................................. 11 External serial EEPROM ................................................................................................................... 11 LEA-5T ............................................................................................................................................ 12 1.14.1 Time mode.................................................................................................................................. 12 1.14.2 Time mark................................................................................................................................... 12 1.14.3 Raw data..................................................................................................................................... 12 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 2 Mechanical specifications ..........................................................................................13 Pin assignment ................................................................................................................................... 14 2.1 GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 3 of 26
LEA-5 - Data Sheet  3 Electrical specifications ..............................................................................................15 3.1 Absolute maximum ratings ................................................................................................................. 15 3.2 Operating conditions .......................................................................................................................... 16 4 Design-in.....................................................................................................................17 5 Reliability tests and approvals ..................................................................................17 5.1 Reliability tests.................................................................................................................................... 17 5.2 Approvals ........................................................................................................................................... 17 6.1 6.2 6.1.1 6.1.2 6 Product handling........................................................................................................18 Packaging........................................................................................................................................... 18 Reels ........................................................................................................................................... 18 Tapes .......................................................................................................................................... 19 Shipment, storage and handling......................................................................................................... 19 6.2.1 Moisture Sensitivity Levels ........................................................................................................... 19 Shipment..................................................................................................................................... 20 6.2.2 6.2.3 Storage and floor life................................................................................................................... 21 Drying ......................................................................................................................................... 21 6.2.4 6.2.5 Reflow soldering ......................................................................................................................... 21 ESD handling precautions............................................................................................................ 22 6.2.6 7 Default settings..........................................................................................................23 8 Labeling and ordering information...........................................................................24 8.1 Product labeling.................................................................................................................................. 24 8.2 Explanation of codes .......................................................................................................................... 24 8.3 Ordering information.......................................................................................................................... 25 Related documents ..........................................................................................................25 Revision history................................................................................................................25 Contact..............................................................................................................................26     GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 4 of 26
LEA-5 - Data Sheet  1 Functional description 1.1 Overview The  LEA-5  module  series  is  a  family  of  stand-alone  GPS  receivers  featuring  the  high  performance  u-blox  5  positioning engine. These versatile receivers feature an extensive and flexible range of functionality, connectivity  and  cost  savings  options.  LEA-5  modules  maintain  the  industry  standard  17.0  x  22.4mm  form  factor  of  the  LEA-4 series and have been designed to allow simple migration. Their ease of integration results in reduced costs  and short time to market for a wide range of automotive, consumer and industrial applications.   Available features include u-blox' KickStart weak signal acquisition technology, providing accelerated startup at  weak  signals.  SuperSense®  Indoor  GPS  is  capable  of  tracking  and  acquiring  even  extremely  weak  signals.  An  optional built-in FLASH EEPROM enables firmware updates and the storage of specific configuration settings in a  non-volatile RAM. For cost savings an internal Read-Only Memory (ROM) is available and a crystal can be used  instead of a TCXO. The optional antenna supervisor supports external and active antennas, such as u-blox' ANN  high performance GPS antenna.   The 50-channel u-blox 5 positioning engine boasts a Time-To-First-Fix (TTFF) of under 1 second. The dedicated  acquisition engine, with over 1 million correlators, is capable of massive parallel time/frequency space searches,  enabling  it  to  find  satellites  instantly.  Innovative  design  and  technology  suppresses  jamming  sources  and  mitigates  multipath  effects,  giving  LEA-5  GPS  receivers  excellent  navigation  performance  even  in  the  most  challenging environments.   LEA-5 modules are not designed for life saving or supporting devices or for aviation and should not be used in  products that could in any way negatively impact the security or health of the user or third parties or that could  cause damage to goods.   1.2 Product features S= Supported by LEA-5H-0-008 and above  P= Planned  R= Supported by LEA-5T-0-002 and above  Table 1: Features of the LEA-5 Series   GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 5 of 26
1.3 GPS performance Parameter Receiver type  Time-To-First-Fix1  Sensitivity3  Horizontal position accuracy4  Accuracy of Timepulse signal  Specification 50 Channels   GPS L1 frequency, C/A Code  GALILEO Open Service L1 frequency    Cold Start (Autonomous)  Warm Start (Autonomous)  Hot Start (Autonomous)  Aided Starts2    Tracking & Navigation  Reacquisition  Cold Start (Autonomous)  Autonomous  SBAS  RMS  99%  Compensated 5 (LEA-5T)  Time Pulse  Max navigation update rate   Velocity accuracy 6   Heading accuracy 7   Dynamics   Operational limits8   Table 2: LEA-5 GPS performance   Altitude  Velocity  LEA-5 - Data Sheet  LEA-5H/ LEA-5S/ LEA-5T/ LEA-5Q  LEA-5A/ LEA-5M  29 s  29 s  <1 s  <1 s  LEA-5H/ LEA-5S/ LEA-5T/ LEA-5Q  32s  32s  <1s  <3s  LEA-5A/ LEA-5M  -160 dBm  -160 dBm  -143 dBm  -160 dBm  -160 dBm  -144 dBm  < 2.5 m  < 2.0 m  30 ns   <60 ns  15 ns3   Configurable f = 0.25 … 999 Hz (Tp = 1/f - 1ms)  <4Hz (ROM) / 2Hz FLASH  0.1m/s  0.5 degrees   4 g  50000 m  500 m/s                                                          1  All satellites at -130 dBm  2  Dependent on aiding data connection speed and latency  3  Demonstrated with a good active antenna  4  CEP, 50%, 24 hours static, -130dBm, SEP: <3.5m  5  Quantization error information can be used to compensate the granularity related error of the time pulse signal.  6  50% @ 30 m/s  7  50% @ 30 m/s  8  Assuming Airborne <4g platform  GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 6 of 26
1.4 Block diagram SAW Filter RF Front-End with Integrated LNA Antenna Supervision & Supply (optional) TCXO or Crystal (optional) Power Control RF_IN V_ANT AADET_N VCC_RF VCC_OUT VCC V_BACKUP G ND LEA-5 - Data Sheet  SPI USB V2.0   RESET_N CFG_xxx UART EXTINT TIMEPULSE DDC VDDIO Baseband Processor Digital IF Filter SRAM Power Management GPS/GALILEO Engine ROM Code Backup RAM ARM7TDMI-S® RTC FLASH EPROM (optional) RTC Figure 1: Block diagram (For available options refer to the product features table in section Error! Reference source not found..) 1.5 Assisted GPS (A-GPS) Supply of aiding information like ephemeris, almanac, rough last position and time and satellite status and an  optional  time  synchronization  signal  will  reduce  time  to  first  fix  significantly  and  improve  the  acquisition  sensitivity. All LEA-5 modules support the u-blox AssistNow Online and AssistNow Offline A-GPS services and are  OMA SUPL compliant.   1.6 SuperSense Indoor GPS All LEA-5 modules come with SuperSense, providing ultra-fast acquisition/reacquisition and exceptional tracking  sensitivity.  SuperSense  enables  best-in-class  tracking  and  navigation  in  difficult  signal  environments  such  as  urban canyons or indoor locations.  1.7 KickStart / Oscillators An available feature is KickStart. This functionality uses a TCXO to accelerate weak signal acquisition, enabling  faster start and reacquisition times. KickStart is available with the LEA-5H, LEA-5S, LEA-5Q and LEA-5T.  1.8 GALILEO The  u-blox  5  is  a  GNSS  chip  that  receives  and  tracks  GPS  and  GALILEO  signals  simultaneously,  enhancing  accuracy  and  coverage.  When  GALILEO-L1  signals  become  available,  LEA-5H  receivers  will  be  capable  of  receiving and processing them via a firmware upgrade. The ability to receive and track GALILEO satellite signals  will result in higher coverage, improved reliability and better accuracy.  GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 7 of 26
LEA-5 - Data Sheet  1.9 Protocols and interfaces Protocol NMEA  UBX  Table 3: Available protocols Type Input/output, ASCII, 0183, 2.3 (compatible to 3.0)  Input/output, binary, u-blox proprietary  Both  protocols  are  available  on  UART,  USB,  DDC  and  SPI.  For  specification  of  the  various  protocols  see  the  u-blox_5 Receiver Description including Protocol Specification [2].  LEA-5  modules  support  a  number  of  peripheral  interfaces  for  serial  communication.  The  embedded  firmware  uses these interfaces according to their respective protocol specifications. For specific applications, the firmware  also  supports  the  connection  of  peripheral  devices,  such  as  external  memories  or  sensors,  to  some  of  the  interfaces.  1.9.1 UART LEA-5  modules  include  one  configurable  UART  interface  for  serial  communication  (for  information  about  configuration see section 1.12).   1.9.2 USB LEA-5 modules provide a USB version 2.0 FS (Full Speed, 12Mbit/s) interface as an alternative to the UART. The  pull-up resistor on USB_DP is integrated to signal a full-speed device to the host. The VDD_USB pin supplies the  USB interface, independently from the VDD_IO pin.  u-blox  provides  a  Microsoft®  certified  USB  driver  for  Windows  XP  and  Windows  Vista  operating  systems.  Windows 7 will also be supported following certification.  Operating System Support level Windows XP  Windows Vista  Windows 7  Certified  Certified  Certification pending   Table 4: Operating systems supported by USB driver 1.9.3 Serial Peripheral Interface (SPI) An SPI interface is planned for future versions of LEA-5 modules.  The  SPI  interface  allows  for  the  connection  of  external  devices  with  a  serial  interface,  e.g.  EEPROM  or  A/D  converters,  or  to  interface  to  a  host  CPU.  The  interface  can  be  operated  in  master  or  slave  mode.  In  master  mode,  two  chip  select  signals  are  available  to  select  external  slaves.  In  slave  mode  a  single  chip  select  signal  enables communication with the host.   1.9.4 Display Data Channel (DDC) The  I2C  compatible  DDC  interface  can  be  used  either  to  access  external  devices  with  a  serial  interface  (e.g.  EEPROM  or  A/D  converters)  or  to  interface  with  a  host  CPU.  It  is  capable  of  master  and  slave  operation  and  communicates at a rate of <100kbit/s.  GPS.G5-MS5-07026-B2     Page 8 of 26
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