车载卫星定位导航系统设计 - 图文(4)

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c. 32K字节的数据缓存 d. 256K字节的L2缓存 e. 32K字节的ROM f. 64K字节的共享SRAM g. 12个32位的通用程序定时器 h. 2个32位的看门狗 i. 1个32为的安全监管看门狗 j. 高达188GHz的I/O管脚 8. 515-pin s-PBGA 封装 9. 423-pin s-PBGA 封装 与ARM9相比的优缺点 1. 优点：

a. DM3730处理器复杂的流水线架构基于双对称的，顺序发射的，

13级流水线，带有先进的动态分支预测，可实现2.0 DMIPS/MHz。 b. 结合功率优化的加载存储流水线，为功率敏感型应用提供2.0

DMIPS/MHz的速率 遵从ARMv7架构规范。

c. 集成的L2缓存：使用标准编译的ARM建立而成，64K到2MB的可

配置容量 ，可编程的延迟。

d. 优化的L1缓存 ：经过性能和功耗的优化 ，结合最小访问延迟

和散列确定方式，以便将性能最大化，将功耗最小化。 e. 处理器集成了一个可调尺寸的二级高速缓冲寄存器，能够同高速的16K或者32K一级高速缓冲存储器一起工作，从而达到最快的读取速度和最大的吞吐量。 2. 缺点：

a. 由于频率太高，很容易引起型号的不完整。 b. ARM9仍然占有很大一部分的市场空间。 c. 成本相对于ARM9来说成本太高。

d. 由于芯片更加复杂，对于学习来说，难度增加。

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3.2 串口

3.2.1 串口介绍

串行接口（Serial Interface）是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

根据实际情况，考虑到还有一些模块需要通过串口与CPU相连，因此我们决定设计5个串口,其中TTL电平的串口有4个，RS232电平的串口有1个，由于DM3730只提供了3个串口，因此需要用到串口扩展模块。

3.2.2 RS-232

RS-232也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座，后来使用简化为9芯D型插座（DB9），现在应用中25芯插头座已很少采用。

RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

在一般的微处理器中集成了3.3V的LVTTL电平串口，其中LVTTL的标准所定义逻辑1对应2~3.3V电频，逻辑0对应0~0.4V电频，可以直接使用。为了和标准的RS-232串行设备通信，采用一块MAX3232芯片。

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3.2.3 串口扩展芯片

由于DM3730采用的是CUS封装，因此完整的串口占有3个，而根据实际情况，需要5个串口，因此需要串口扩展芯片。

串口扩展芯片有很多，比如SP2237、GM8125、VK3200等同类系类。这次我们选择VK3233。

VK3233是业界首款具备 UART/SPI(Serial Peripheral Interface-, 串行外设接口) 接口的3通道UART器件。可以通过模式选择使得该芯片工作于以下任何一种主接口模式下：

当主接口为UART时，VK3233将一个标准3线异步串口（UART）扩展成为3个增强功能串口（UART）。主接口UART在数据传输时可以选择需要转义字符和不需要转义字符两种模式。此外，主接口的UART 以通过引脚配置为红外通模式。

当主接口为SPI接口时，VK3233实现SPI桥 /扩展3个增强功能串口（UART）的功能。 扩展的子通道的UART具备如下功能特点：

a.每个子通道UART的波特率、字长、校验格式可以独立设置，最高可以提供1Mbps的通信速率。

b.每个子通道可以独立设置工作在IrDA红外通信、RS-485自动收发控制、9位网络地址自动识别、硬件自动流量控制、广播 收等高级工作模式下。 c.每个子通道具备收/发独立的16 BYTE FIFO(First Input First Output, 先入先出队列)，FIFO的中断为4级可编程条件触发点。

d.提供一个子通道的调制解调器控制信号。

芯片管脚及其属性（图3-1，3-2来自VK3233数据手册）：

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图3-1 VK3233

（3）芯片连接图

图3-2 芯片连接图

T管脚连接DM3730的UART3_TX R管脚连接DM3730的UART3_TX

3.3 GPS、导航电子地图应用

3.3.1 芯片选择

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该车载多媒体一体化拟采用了和芯星通 UM220 三系统高性能 GNSS 模块，基于公司具有完全自主知识产权的多系统多频率高性能SoC（System On Chip, 片上系统）芯片，能够同时支持BD1 S/L、GPS L1 两个频点。UM220外形尺寸紧凑，采用 SMT(Surface Mounted Technology, 表面贴片技术) 焊盘，支持标准取放及回流焊接全自动化集成，尤其适用于低成本、低功耗领域。下图为其性能指标。

表3-1 UM220性能指标

通道 频率 基于192 通道Nebulas 芯片 BD2 B1 GPS L1 定位模式 单系统独立定位 多系统联合定位 首次定位时间(TTFF) 冷启动: 35s 热启动: 1s 重捕获: <1s

表3-2 物理特性

尺寸 天线接口 封装

表3-3 电气特性

电压 +3.0~3.6 VDC

功耗 350mW 40 x 30 x 4mm 温度 管脚 2 输入 60个管脚SMD表面贴装 存储温度：-45°C~+90°C 工作温度：-40°C~+85°C 定位精度(RMS) 速度精度(RMS) 1PPS* 数据更新率 数据格式 3m 三维 0.1m/s 20ns 1Hz(可升级更高频率) NMEA 0183

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