A7670C-FASS

A7670C_R2 硬件设计手册 LTE 模块 芯讯通无线科技(上海)有限公司 上海市长宁区临虹路289号3号楼芯讯通总部大楼 电话：86-21-31575100 技术支持邮箱：support@simcom.com 官网：www.simcom.com A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 文档名称： 版本： 日期： 状态： A7670C_R2 硬件设计手册 V1.05 2021-11-10 已发布 前言 此模块主要用于语音或者数据通讯，本公司不承担由于用户不正常操作造成的财产损失或者人身伤害责任。 请用户按照手册中的技术规格和参考设计开发相应的产品。同时注意使用移动产品应该关注的一般安全事项。 在未声明之前，本公司有权根据技术发展的需要对本手册内容进行修改。 版权声明 本手册包含芯讯通无线科技（上海）有限公司（简称：芯讯通）的技术信息。除非经芯讯通书面许可，任何 单位和个人不得擅自摘抄、复制本手册内容的部分或全部，并不得以任何形式传播，违反者将被追究法律责 任。对技术信息涉及的专利、实用新型或者外观设计等知识产权，芯讯通保留一切权利。芯讯通有权在不通 知的情况下随时更新本手册的具体内容。 本手册版权属于芯讯通，任何人未经我公司书面同意进行复制、引用或者修改本手册都将承担法律责任。 芯讯通无线科技(上海)有限公司 上海市长宁区临虹路 289 号 3 号楼芯讯通总部大楼 电话：86-21-31575100 邮箱：simcom@simcom.com 官网：www.simcom.com 了解更多资料，请点击以下链接： http://cn.simcom.com/download/list-230-cn.html 技术支持，请点击以下链接： http://cn.simcom.com/ask/index-cn.html 或发送邮件至 support@simcom.com 版权所有 © 芯讯通无线科技(上海)有限公司 2021，保留一切权利。 www.simcom.com 2/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 版本历史 日期 版本 变更描述 作者 2021-03-30 1.00 初版 陈中友、刘雪峰 2021-04-27 1.01 修改 PIN99 定义为 VDD_AUX，电压可调 修改有源天线供电连接电路 陈中友 2021-06-17 1.02 修改 GPIO3 上电开机默认电平状态 修改 ADC 部分描述 陈中友 2021-07-20 1.03 修改 VDD_AUX 可调电压输出范围 增加 GSM 频段描述 修改模块 VBAT 峰值电流 陈中友、夏雨 2021-09-27 1.04 修改 GNSS 串口电阻建议值为 1K VBAT_ADC 参考原理图修改 增加 GNSS_VBKP 耗流数据 修改 GNSS 两种推荐接线方案原理图 增加 AP-FLASH 软件热启动/GNSS_VBKP 硬件热启动可选 方案 陈中友、刘俊熙 2021-11-10 1.05 耗流数据更新 夏雨、刘俊熙 www.simcom.com 3/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 目录 1 绪论................................................................................................................................................................10 1.1 1.2 1.3 1.4 2 封装信息........................................................................................................................................................14 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3 模块综述.....................................................................................................................................................10 接口概述..................................................................................................................................................... 11 模块框图.....................................................................................................................................................12 主要特性.....................................................................................................................................................12 引脚分布图.................................................................................................................................................14 引脚描述.....................................................................................................................................................16 机械尺寸.....................................................................................................................................................23 推荐 PCB 封装尺寸.................................................................................................................................. 24 推荐钢网尺寸.............................................................................................................................................25 应用接口........................................................................................................................................................26 3.1 供电输入.....................................................................................................................................................26 3.1.1 供电参考设计................................................................................................................................... 27 3.1.2 推荐外部电源电路........................................................................................................................... 28 3.1.3 电源监测........................................................................................................................................... 28 3.2 开机/关机/复位.......................................................................................................................................... 29 3.2.1 模块开机........................................................................................................................................... 29 3.2.2 模块关机........................................................................................................................................... 30 3.2.3 模块复位........................................................................................................................................... 31 3.3 串口.............................................................................................................................................................32 3.3.1 串口参考设计................................................................................................................................... 32 3.3.2 RI 和 DTR 描述................................................................................................................................. 34 3.4 USB 接口....................................................................................................................................................34 3.4.1 USB 参考设计................................................................................................................................... 34 3.4.2 USB_BOOT 接口............................................................................................................................. 35 3.5 USIM 卡接口..............................................................................................................................................36 3.5.1 USIM 参考设计................................................................................................................................. 37 3.5.2 USIM 卡座的选择............................................................................................................................. 38 3.6 模拟音频接口.............................................................................................................................................39 3.6.1 模拟音频参考设计........................................................................................................................... 39 3.7 键盘接口.....................................................................................................................................................40 3.8 GPIO 接口操作说明..................................................................................................................................41 3.9 I2C 总线......................................................................................................................................................41 3.10 网络状态指示......................................................................................................................................... 41 3.11 GNSS 功能接口........................................................................................................................................ 42 3.12 SPI LCD 接口............................................................................................................................................ 45 3.13 SPI Camera 接口......................................................................................................................................46 3.14 蓝牙功能................................................................................................................................................. 47 www.simcom.com 4/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 3.15 4 其他接口................................................................................................................................................. 47 3.15.1 模数转换器（ADC）.................................................................................................................... 47 3.15.2 LDO..................................................................................................................................................48 射频参数........................................................................................................................................................50 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 GSM/LTE 射频参数.................................................................................................................................. 50 GSM/LTE 天线要求.................................................................................................................................. 52 GNSS 射频参数........................................................................................................................................ 52 GNSS 天线要求........................................................................................................................................ 53 BlueTooth 射频参数..................................................................................................................................53 天线参考设计.............................................................................................................................................53 4.6.1 GSM/LTE/GNSS/BlueTooth 无源天线.......................................................................................... 54 4.6.2 GNSS 有源天线................................................................................................................................54 4.7 PCB 走线设计........................................................................................................................................... 55 5 电气参数........................................................................................................................................................56 5.1 5.2 5.3 极限参数.....................................................................................................................................................56 正常工作条件.............................................................................................................................................56 工作模式.....................................................................................................................................................57 5.3.1 工作模式定义................................................................................................................................... 57 5.3.2 休眠模式........................................................................................................................................... 58 5.3.3 功能模式........................................................................................................................................... 58 5.4 耗流.............................................................................................................................................................58 5.5 静电防护.....................................................................................................................................................60 6 贴片生产........................................................................................................................................................61 6.1 6.2 6.3 6.4 模块的顶视图和底视图.............................................................................................................................61 标签信息.....................................................................................................................................................62 典型焊接炉温曲线.....................................................................................................................................63 湿敏特性.....................................................................................................................................................63 7 包装................................................................................................................................................................65 8 附录................................................................................................................................................................68 8.1 8.2 8.3 8.4 编码方式及最大数据速率........................................................................................................................ 68 参考文档.....................................................................................................................................................68 术语和解释.................................................................................................................................................70 安全警告.....................................................................................................................................................72 www.simcom.com 5/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 表格索引 表 1：A7670X_R2 模块频段列表................................................................................................................................10 表 2：A7670E&SA R2 模块频段列表.........................................................................................................................10 表 3：模块主要特性...................................................................................................................................................... 12 表 4：引脚定义列表...................................................................................................................................................... 15 表 5：引脚参数缩写...................................................................................................................................................... 16 表 6：1.8V IO 引脚电气特性....................................................................................................................................... 17 表 7：3.3V IO 引脚电气特性....................................................................................................................................... 17 表 8：引脚描述.............................................................................................................................................................. 18 表 9：VBAT 引脚电气参数...........................................................................................................................................26 表 10：推荐的 TVS 管列表.......................................................................................................................................... 27 表 11：开机时序参数.................................................................................................................................................... 30 表 12：关机时序参数....................................................................................................................................................31 表 13：RESET 引脚电气参数..................................................................................................................................... 32 表 14：USB_BOOT 描述............................................................................................................................................. 35 表 15：1.8V 模式时 USIM 接口电气参数（USIM_VDD=1.8V）...........................................................................36 表 16：3.0V 模式时 USIM 接口电气参数（USIM_VDD=3V）.............................................................................. 37 表 17：Amphenol USIM 卡座引脚描述..................................................................................................................... 39 表 18：模拟音频输出（AVDD_AUD=1.8V,T=25°C）.............................................................................................39 表 19：键盘接口引脚描述............................................................................................................................................40 表 20：A7670X_R2 标准版软件 GPIO 资源............................................................................................................. 41 表 21：LTE 制式下 NETLIGHT 工作状态..................................................................................................................42 表 22：GNSS 功能接口描述....................................................................................................................................... 42 表 23：SPI LCD 接口描述........................................................................................................................................... 45 表 24：SPI Camera 接口描述..................................................................................................................................... 46 表 25：通用 ADC 电气特性......................................................................................................................................... 47 表 26：VBAT ADC 电气特性....................................................................................................................................... 48 表 27：VDD_1V8 电气特性......................................................................................................................................... 48 表 28：VDD_AUX 电气特性........................................................................................................................................49 表 29：传导发射功率....................................................................................................................................................50 表 30：GSM 频段信息..................................................................................................................................................50 表 31：4G 频段信息......................................................................................................................................................51 表 32：传导灵敏度........................................................................................................................................................51 表 33：4G 传导灵敏度(QPSK)....................................................................................................................................51 表 34：LTE 天线要求....................................................................................................................................................52 表 35：GNSS 频段........................................................................................................................................................52 表 36：GNSS 性能........................................................................................................................................................52 表 37：GNSS 天线要求............................................................................................................................................... 53 表 38：BlueTooth 性能................................................................................................................................................. 53 表 39：TVS 推荐型号列表........................................................................................................................................... 54 www.simcom.com 6/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 表 40：极限参数............................................................................................................................................................ 56 表 41：模块推荐工作电压............................................................................................................................................56 表 42：1.8V 数字接口特性...........................................................................................................................................56 表 43：模块工作温度....................................................................................................................................................57 表 44：工作模式定义....................................................................................................................................................57 表 45：VBAT 耗流(VBAT=3.8V)................................................................................................................................. 58 表 46：ESD 性能参数（温度：25℃，湿度：45%）.............................................................................................60 表 47：模块信息描述....................................................................................................................................................62 表 48：模块湿敏特性....................................................................................................................................................63 表 49：托盘尺寸信息....................................................................................................................................................66 表 50：小卡通箱尺寸信息............................................................................................................................................66 表 51：大卡通箱尺寸信息............................................................................................................................................67 表 52：编码方式和最大数据速率................................................................................................................................68 表 53：参考文档............................................................................................................................................................ 68 表 54：术语和解释........................................................................................................................................................70 表 55：安全警告............................................................................................................................................................ 72 www.simcom.com 7/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 图片索引 图 1：模块框图.............................................................................................................................................................. 12 图 2：A7670X_R2 模块引脚图(正面视图).................................................................................................................14 图 3：三维尺寸（单位：毫米）.................................................................................................................................. 23 图 4：推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米）................................................................................................................24 图 5：推荐钢网尺寸（单位：毫米）..........................................................................................................................25 图 6：突发电流时 VBAT 的跌落.................................................................................................................................26 图 7：VBAT 输入参考电路...........................................................................................................................................27 图 8：线性电源推荐电路.............................................................................................................................................. 28 图 9：开关电源推荐电路.............................................................................................................................................. 28 图 10：开关机参考电路................................................................................................................................................29 图 11：PWRKEY 开机时序..........................................................................................................................................29 图 12：PWRKEY 关机时序......................................................................................................................................... 31 图 13：复位推荐电路....................................................................................................................................................32 图 14：串口连接图（全功能模式）............................................................................................................................33 图 15：串口连接图（NULL 模式）............................................................................................................................ 33 图 16：三极管电平转换电路........................................................................................................................................33 图 17：RI 上电平变化（短信，URC）......................................................................................................................34 图 18：USB 连接图.......................................................................................................................................................35 图 19：USB_BOOT 连接图......................................................................................................................................... 36 图 20：强制下载端口....................................................................................................................................................36 图 21：USIM 接口推荐电路.........................................................................................................................................37 图 22：USIM 接口推荐电路(8PIN)............................................................................................................................. 37 图 23：Amphenol C707 10M006 512 USIM 卡座尺寸图....................................................................................... 38 图 24：模拟音频接口推荐电路....................................................................................................................................40 图 25：键盘参考设计....................................................................................................................................................40 图 26：I2C 接口参考电路.............................................................................................................................................41 图 27：NETLIGHT 参考电路....................................................................................................................................... 42 图 28：GNSS 参考原理图（非独立 GNSS 方案）..................................................................................................44 图 29：GNSS 参考原理图（独立 GNSS 方案）......................................................................................................44 图 30：SPI LCD 接口参考原理图............................................................................................................................... 46 图 31：SPI CAM 接口参考原理图.............................................................................................................................. 47 图 32：VBAT_ADC 参考原理图..................................................................................................................................48 图 33：无源天线连接电路............................................................................................................................................54 图 34：有源天线连接电路...........................................................................................................................................54 图 35：PCB 走线参考..................................................................................................................................................55 图 36：模块顶视图和底视图........................................................................................................................................61 图 37：标签信息............................................................................................................................................................ 62 图 38：推荐焊接炉温曲线图（无铅工艺）................................................................................................................63 图 39：模块包装示意图................................................................................................................................................65 图 40：托盘尺寸图........................................................................................................................................................65 www.simcom.com 8/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 图 41：小卡通箱尺寸图................................................................................................................................................66 图 42：大卡通箱尺寸图................................................................................................................................................66 www.simcom.com 9/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 1 绪论 本文档描述了模块的硬件接口，可以帮助用户快速的了解模块的接口定义、电气性能和结构尺寸的详细 信息。结合本文档和其他的应用文档，用户可以快速的使用模块来设计移动通讯应用方案。SIMCom提供一 套评估板，以方便A7670X_R2系列模块测试和使用。所述评估板工具包括EVB板，USB线，天线，和其他外 设。 1.1 模块综述 A7670X_R2 模块可支持 LTE-TDD 和 LTE-FDD。用户可以灵活选用不同型号的模块以满足多样化的市场 需求。详细的频段描述请参考下表： 表 1：A7670C_R2 模块频段列表 网络类型 GSM LTE-FDD LTE-TDD 频段 BASL BASS MASL MASS LASL LASS FASL FASS LASE LASC EGSM900  DCS1800  LTE-FDD B1      LTE-FDD B3      LTE-FDD B5      LTE-FDD B8      LTE TDD B34      LTE TDD B38      LTE TDD B39      LTE TDD B40      LTE TDD B41      GNSS  BlueTooth  Category CAT1   CAT1 CAT1 CAT1 CAT1 表 2：A7670E&SA R2 模块频段列表 网络类型 频段 www.simcom.com A7670ELASE A7670EFASE A7670SALASE A7670SAFASE 10/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 GSM 850  900     1800               1900 LTE-FDD  LTE-FDD B1   LTE-FDD B2 LTE-FDD B3   LTE-FDD B4 LTE-FDD B5     LTE-FDD B7     LTE-FDD B8     LTE-FDD B20   LTE-FDD B28   LTE-FDD B66   GNSS   BlueTooth   Category CAT1 CAT1 CAT1 CAT1 ※ 特别注意 GNSS 及 BlueTooth 是可选功能。 模块的尺寸只有24*24*2.4 mm，几乎可以满足所有M2M应用中的对空间尺寸的要求，例如车载，计量， 安防，路由，无线POS，移动计算设备，PDA，平板电脑等。 A7670X_R2模块共提供124个引脚，包括外圈80个LCC引脚和内圈44个LGA引脚，本文将针对所有的功 能引脚展开介绍。 1.2 接口概述 A7670X_R2模块提供了如下的硬件接口： ●一路电源输入 ●一路USB 2.0接口 ●三路UART接口，一组全功能串口，一组DEBUG串口，一组两线串口 ●两路USIM卡接口 ●多个可编程的通用输入输出接口（GPIO） ●一路通用ADC接口 ●一路VBAT ADC接口 ●4*4矩阵键盘接口 ●模拟音频MIC输入接口 ●模拟音频SPK输出接口 ●一路SPI接口 www.simcom.com 11/72 A7670C_R2硬件设计手册_V1.05 ●两路供电输出 ●两路I2C接口 ●一组SPI LCD接口 ●一组SPI Camera接口 ●一路USB_BOOT下载引导接口 ●网络状态指示接口 ●模块运行状态指示接口 ●三路天线接口 1.3 模块框图 下图展示了模块内部主要功能构架： 图 1：模块框图 1.4 主要特性 表 3：模块主要特性 特性 说明 供电 电压范围：3.4V~4.2V，推荐值3.8V 休眠功耗 休眠模式下的耗流：