【前言】
hello，大家好，一晃又到本月最后一周了，时间荏苒啊~ 上周夏至，但钛叔这边连续多次夏至失败，温度变化太快，大家注意穿衣哈~
今天钛叔给大家讲一款定位芯片——UBX-G7020，该芯片是由U-blox公司研发的第七代GPS/GNSS芯片。首先介绍一下U-blox公司，U-blox是成立于上个世纪末的瑞士的一家科技公司，主攻GPS芯片，最开始主要为和Atmel公司提供GPS接受算法，随后逐渐涉足于芯片设计领域，采用自家芯片封装为模块，在欧洲的车载GPS市场取得了不俗的成绩，到现在，U-blox公司已经是全球GPS定位芯片设计领域的领头羊了，在功耗、数据刷新频率以及接受灵敏度等方面都是业界的标杆。
今天给大家讲的这款芯片UBX-G7020，为U-blox公司第七代GPS/GNSS芯片，该芯片具有极高的精度，外围器件少，可支持小体积产品设计，同时具备低功耗以及高灵敏度，另外，该芯片支持 GPS, GLONASS, Galileo 和QZSS等多种导航系统，这里顺便解释一下，我们最常听见的GPS中文名是全球定位系统，是由美国研发的卫星定位系统；GLONASS 中文名是格洛纳斯，为俄罗斯研发的卫星定位系统；QZSS中文名为准天顶卫星系统，为日本所研发；Galileo则是由欧盟研发建立的卫星定位系统；而中国的卫星定位系统就是北斗啦~
UBX-G7020的基带子系统集成了一个Cortex-M3 作为CPU，以及固件所需要的内存空间，u-blox 7包含了一个看门狗定时器，它可以防止由于软件陷入死锁而导致的系统锁定。在正常运行期间，固件会定期重置看门狗的内部计数器，直到计时器溢出为止。下面是芯片内部功能框图：
【硬件电路设计】
接下来钛叔具体讲讲该芯片的硬件外围设计，希望给大伙设计有所帮助~ （以下是钛叔的整体原理图和PCB）
1、关于晶振设计，该芯片需要26MHz的晶振源，有两种设计方式，一是可以采用晶体（Crystal），而是采用温补晶振（TCXO）。采用Crystal的方式，外部仅需两个电容即可实现，该方式的优势是价格便宜，同时可以降低功耗，在稳定性方面不如TCXO，TCXO能够通过温度补偿的方式保值晶振信号的稳定，但同时功耗也会相对提升，价格比Crystal高不少。大家可根据自己的需求来设计，钛叔这里采用的是TCXO方式，使用的是KDS的DSB221SDN型号，这里需要注意温补晶振的1脚，不同厂家、型号处理方式可能不一样，比如这里的DSB221SDN需要接地，而有些厂家的1脚可能是空置（NC）。另外，关于32.768KHz的RTC时钟，可以外部设计，也可以通过26MHz晶振获取，当主电源电压发生故障，备份电池连接到V_BCKP，基带部分关闭，但RTC仍会运行，从而将所有相关数据保存在备份的RAM中，以便后续可以实现快速热启动。如果不使用备份RAM或RTC，则不需要备份电池，V_BCKP应连接到VDD_IO
2、关于接收前端，芯片的LNA_IN为GPS信号进入端，芯片内部设计有一级LNA，如果外部采用的是有源天线，那这里的可以直接经过简单LC匹配之后输入到LNA_IN引脚，或者加一级声表滤波器；如果采用的是无源天线，GPS天线信号后端设计一级外部LNA，再加一级声表滤波器，最后再送入芯片的LNA_IN引脚。有源天线和无源天线的设计，钛叔均开板回来实际验证过，效果均还可以。外部LNA的型号可采用Maxim公司的MAX2659，也可以采用国产的AT2659（引脚兼容MAX2659，价格更便宜），声表滤波器采用的型号是muRata(村田)的SAFEB1G57KE0F00R15，这两个器件的体积都非常小，画封装时候注意引脚间距，如果是手风枪焊接，风量尽可能的控制小一些以避免吹跑，另外注意芯片的方向不要搞反。
3、关于接口，钛叔这里引出了芯片的两个串口引脚以及SAFEBOOT引脚，SAFEBOOT为安全模式引脚，主要用于生产测试的时候；另外钛叔将1PPS引脚外接控制了一个LED，在实际调试测试过程中，可通过该LED来判断芯片的工作状态，如果搜星成功定位，该LED将以每秒一次频率闪烁，如果常暗则表明未成功定位，钛叔在实际调试过程中还发现，如果常亮则很有可能是芯片焊接存在问题。
4、关于电源，V_DCDC、V_CORE、VDD_IO钛叔均设计的3.3V，未设计外部备份电池，所以V_BCKP连接到VDD_IO；板上的LDO，钛叔采用的是采用的超低噪声的LP5900，效果良好。芯片启动电路会达到100mA，注意选择LDO的时候，电流需满足该参数。
5、关于PCB布局布线，该电路板主要注意天线引脚到芯片LNA_IN引脚之间的电路，走线可使用SI9000作50Ω的仿真，这部分的信号线尽量走短，信号线两边的地打上足够的过孔；下面的地尽可能的保持完整，不要太多分割。下面是钛叔的布局布线，大家可参考参考，其中矩形框部分可以添加金属屏蔽罩，在较为复杂的环境可以一定程度上减弱外部干扰。
如果大家产品对体积有要求，可以采用下面这种天线（6x16x4mm），这种天线钛叔也实际验证过，在户外使用，效果还是没问题的。
下面是钛叔的设计源文件，仅供参考：
链接：https://pan.baidu.com/s/189Y3nR6SbKyslUTc2yAaHw
提取码：mdot
极寒钛
别给思维设限