边缘计算模块硬件设计手册


一、简介

二、综述

2.1 技术参数

2.2 模块方框图

模块接口包括: 电源输入,复位控制,恢复出厂控制, 工作状态指示,SIM,数据调试接口,休眠等。

2.3 应用接口

MG10 模块在硬件设计上优化了 IO 设计,使得模块可以适配市面上所有电平的MCU处理器接口,方便传统厂商尽快向物联网系统转型。
MG10 边缘计算模块共有 20 个管脚,后续章节依次介绍各个功能:

三、硬件设计指导

3.1 电源设计

MG10 的供电范围为 4.5~5.5 V,需要确保输入电压不低于 4.5V。
为了减少电压跌落,需要使用低 ESR(ESR = 0.7 Ω)的 100 μF 滤波电容。同时建议预留3个具有最佳 ESR 性能的片式多层陶瓷电容(MLCC)(100 nF、 10 pF 和 33 pF),且电容靠近电源引脚放置。走线宽度应不小 1 mm。负载电流峰值超过 2.0 A。
用户可使用单片机的 I/O 接口直接连接模块的 PWR_CTR 管脚来控制开关机。高电平(1.8-5V)关闭模块内部电源,低电平或悬空打开模块电源。

3.2 SIM 接口

MG10 模块内置了抽屉式 SIM 卡接口,用户可直接使用标准的物联网卡。同时引出了4 个SIM卡的管脚,方便 esim 使用和外扩卡座。
在 SIM 接口的电路设计中,为了确保 SIM 卡的良好性能和可靠性,在电路设计中建议遵循以下原则:
⚫ SIM 卡座靠近模块摆放,尽量保证 SIM 卡信号线布线长度不超过 200 mm。
⚫ SIM 卡信号线布线远离射频线和电源等功率线。
⚫ 请确保 SIM_VDD 与 GND 之间的旁路电容容值不大于 1 μF, 且尽可能靠近(U)SIM卡座放置。
⚫ 为防止 SIM_CLK 信号与 SIM_DATA 信号相互串扰,两者布线不能太靠近,并且在两条走线之间需增加地屏蔽。
⚫ 模块内置了 TVS 管,用户无需二次设计。

3.3 串口

       MG10 模块通过标准串口与用户 MCU 进行通信。模块提供了两路 UART 接口,其中MAIN为数据接口,DBG 为调试接口。调试接口用户可以获取到模块的各种状态和设置模块参数等功能。MG10 模块支持 1200 bps、 2400 bps、 4800 bps、 9600 bps、 19200 bps、115200bps波特率。MAIN 数据接口参数为 波特率 9600,无校验 N,数据位 8,停止位1。数据接口的参数可通过平台远程修改。调试接口为 115200/N/ 8/1。
MG10 模块内置了电平转换电路,可以适配各种 MCU 的 UART 电平接口。其中TXD为开漏极设计,用户需接上拉电阻。

3.4 状态指示

MG10 模块的状态指示通过引脚 STATE 指示。STATE 引脚为开漏极设计,用户接上拉电阻到MCU系统可捕获各种状态。

3.5 恢复出厂

MG10 模块的恢复出厂设置可通过引脚 RELOAD 控制。也可以通过 UART 调试口或服务器远程设置。

3.6 复位控制

MG10 模块的硬件复位可通过引脚 RESET 控制。也可以通过 PWR_CTR 管脚开关电源来控制模块的复位
控制引脚内置了数字三极管,用户直接连接到 MCU 的 IO 口即可;

3.7 天线

模块提供两种方式的天线接口,IPEX 和 SMA(默认不焊装)接口,用户依据自己的情况可做合适的选择。

四、可靠性和电气特性

4.1 电源额定值

4.2 工作和存储温度

注 1:当模块工作在正常温度范围时, 模块的相关性能满足 3GPP 标准要求。
注 2:当模块工作在扩展温度范围时,模块仍能保持正常工作状态, 具备语音、短信和数据传输等功能;不会出现不可恢复的故障;射频频谱、网络基本不受影响。仅个别指标如输出功率等参数的值可能会超出3GPP标准的范围。当温度返回至正常工作温度范围时,模块的各项指标仍符合 3GPP 标准

4.3 静电防护

在模块应用中,由于人体静电、微电子间带电摩擦等产生的静电,通过各种途径放电给模块,可能会对模块造成一定的损坏,因此 ESD 防护应该受到重视。在研发、生产组装和测试等过程中,尤其在产品设计中,均应采取 ESD 防护措施。生产中应佩戴防静电手套等。
下表为模块引脚的 ESD 耐受电压情况;

五、机械尺寸

本章节描述了模块的机械尺寸,所有的尺寸单位为毫米(mm) ;
所有未标注公差为±0.05 mm。
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1 年多前
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