ML307A-DCLN

ML307A 硬件设计手册 AT版本适用 版本：V1.0.1 发布日期：2022/10/14 中移物联网有限公司 关于文档 修订记录 版本 描述 V1.0.0 初版 V1.0.1 更正温度参数 中移物联网有限公司 目录 关于文档................................................................................................................................................................................................................................. ii 表格索引.................................................................................................................................................................................................................................5 图示索引.................................................................................................................................................................................................................................7 1. 引言.....................................................................................................................................................................................................................................8 1.1. 适用型号............................................................................................................................................................................................................... 8 1.2. 安全须知............................................................................................................................................................................................................... 8 2. 总体介绍............................................................................................................................................................................................................................9 2.1. 产品示意图........................................................................................................................................................................................................10 2.2. 产品概述............................................................................................................................................................................................................ 11 2.3. 系统框图............................................................................................................................................................................................................ 12 3. 应用接口......................................................................................................................................................................................................................... 13 3.1. 引脚定义............................................................................................................................................................................................................ 14 3.1.1. 引脚分配................................................................................................................................................................................................15 3.1.2. 引脚描述................................................................................................................................................................................................16 3.2. POWER接口......................................................................................................................................................................................................19 3.2.1. VBAT.......................................................................................................................................................................................................20 3.2.2. 其他电源接口.......................................................................................................................................................................................22 3.3. USB接口.............................................................................................................................................................................................................23 3.4. UART接口.......................................................................................................................................................................................................... 24 3.5. USIM接口...........................................................................................................................................................................................................26 3.6. GPIO接口........................................................................................................................................................................................................... 29 3.7. ANALOG接口................................................................................................................................................................................................... 30 3.8. AUDIO接口........................................................................................................................................................................................................31 3.9. CONTROL接口................................................................................................................................................................................................ 32 3.9.1. 开关机接口........................................................................................................................................................................................... 33 3.9.2. 复位接口................................................................................................................................................................................................35 3.9.3. 唤醒输出接口.......................................................................................................................................................................................36 3.9.4. 网络状态指示接口..............................................................................................................................................................................37 3.9.5. 模组状态指示接口..............................................................................................................................................................................38 3.9.6. 下载控制接口.......................................................................................................................................................................................39 3.9.7. PWM接口..............................................................................................................................................................................................40 3.10. RF接口..............................................................................................................................................................................................................41 3.11. RESERVED接口.............................................................................................................................................................................................42 3.12. 测试点设计..................................................................................................................................................................................................... 42 4. 射频特性......................................................................................................................................................................................................................... 43 4.1. 工作频段............................................................................................................................................................................................................ 44 4.2. 传导测试数据................................................................................................................................................................................................... 45 4.2.1. 传导接收灵敏度.................................................................................................................................................................................. 46 4.2.2. 传导发射功率.......................................................................................................................................................................................47 4.3. 天线设计............................................................................................................................................................................................................ 48 4.3.1. 天线指标................................................................................................................................................................................................49 5. 电气特性和可靠性....................................................................................................................................................................................................... 50 中移物联网有限公司 5.1. 极限工作条件................................................................................................................................................................................................... 51 5.2. 工作和存储条件...............................................................................................................................................................................................51 5.3. 电源特性............................................................................................................................................................................................................ 52 5.3.1. 输入电压................................................................................................................................................................................................53 5.3.2. 功耗.........................................................................................................................................................................................................54 5.4. EMC和ESD特性...............................................................................................................................................................................................56 6. 机械特性......................................................................................................................................................................................................................... 57 6.1. 外形尺寸............................................................................................................................................................................................................ 57 6.2. PCB焊盘设计....................................................................................................................................................................................................59 7. 存储和生产.....................................................................................................................................................................................................................60 7.1. 存储规范............................................................................................................................................................................................................ 60 7.2. 生产焊接............................................................................................................................................................................................................ 61 8. 包装.................................................................................................................................................................................................................................. 63 8.1. 包装要求............................................................................................................................................................................................................ 64 9. 附录.................................................................................................................................................................................................................................. 65 9.1. 参考文档............................................................................................................................................................................................................ 65 9.2. 缩略语................................................................................................................................................................................................................. 66 中移物联网有限公司 表格索引 Table 1: 适用模组............................................................................................................................................................................................................... 8 Table 2: 子型号差异对比................................................................................................................................................................................................. 9 Table 3: ML307A模组概述........................................................................................................................................................................................... 11 Table 4: 信号状态符号说明.......................................................................................................................................................................................... 14 Table 5: POWER...............................................................................................................................................................................................................16 Table 6: UART................................................................................................................................................................................................................... 16 Table 7: USIM....................................................................................................................................................................................................................16 Table 8: GPIO.................................................................................................................................................................................................................... 17 Table 9: RF......................................................................................................................................................................................................................... 17 Table 10: USB................................................................................................................................................................................................................... 17 Table 11: ANALOG..........................................................................................................................................................................................................17 Table 12: AUDIO.............................................................................................................................................................................................................. 17 Table 13: CONTROL.......................................................................................................................................................................................................17 Table 14: GND.................................................................................................................................................................................................................. 18 Table 15: RESERVED......................................................................................................................................................................................................18 Table 16: VBAT接口描述...............................................................................................................................................................................................20 Table 17: VDD_EXT接口描述...................................................................................................................................................................................... 22 Table 18: USB 接口描述................................................................................................................................................................................................23 Table 19: UART 接口描述............................................................................................................................................................................................. 24 Table 20: USIM接口描述............................................................................................................................................................................................... 26 Table 21: GPIO接口描述............................................................................................................................................................................................... 29 Table 22: Analog接口描述........................................................................................................................................................................................... 30 Table 23: 模拟音频接口描述........................................................................................................................................................................................31 Table 24: CONTROL 接口描述................................................................................................................................................................................... 32 Table 25: 模组开关机接口功能定义.......................................................................................................................................................................... 33 Table 26: 休眠唤醒输出接口描述...............................................................................................................................................................................36 Table 27: 网络状态指示接口描述...............................................................................................................................................................................37 Table 28: 模组网络状态指示........................................................................................................................................................................................37 Table 29: 模组状态指示.................................................................................................................................................................................................38 Table 30: RF接口描述.................................................................................................................................................................................................... 41 Table 31: RESERVED接口描述....................................................................................................................................................................................42 Table 32: 模组射频频段.................................................................................................................................................................................................44 Table 33: 传导接收灵敏度............................................................................................................................................................................................ 46 Table 34: 传导发射功率.................................................................................................................................................................................................47 Table 35: 天线电缆设计要求........................................................................................................................................................................................49 Table 36: 天线设计要求.................................................................................................................................................................................................49 Table 37: 极限工作条件.................................................................................................................................................................................................51 Table 38: 温度范围描述.................................................................................................................................................................................................51 Table 39: 输入电压要求.................................................................................................................................................................................................53 Table 40: 模组耗流..........................................................................................................................................................................................................54 Table 41: ESD性能参数（温度：25℃，湿度：45%）......................................................................................................................................56 中移物联网有限公司 Table 42: 存储条件参考表............................................................................................................................................................................................ 60 Table 43: 参考文档..........................................................................................................................................................................................................65 Table 44: 缩略语.............................................................................................................................................................................................................. 66 中移物联网有限公司 图示索引 Figure 1: 模组示意图...................................................................................................................................................................................................... 10 Figure 2: 模组系统框图..................................................................................................................................................................................................12 Figure 3: 引脚分配图...................................................................................................................................................................................................... 15 Figure 4: 电源推荐设计..................................................................................................................................................................................................20 Figure 5: 循环状态下VBAT时序.................................................................................................................................................................................. 21 Figure 6: USB接口电路示意图.....................................................................................................................................................................................23 Figure 7: UART接口示意图...........................................................................................................................................................................................25 Figure 8: SIM0接口示意图............................................................................................................................................................................................27 Figure 9: SIM1接口示意图............................................................................................................................................................................................28 Figure 10: 模组开关机接口示意图.............................................................................................................................................................................33 Figure 11: 开关机按钮示意图...................................................................................................................................................................................... 34 Figure 12: 模组复位接口示意图................................................................................................................................................................................. 35 Figure 13: 网络状态指示接口示意图........................................................................................................................................................................ 37 Figure 14: 模组状态指示接口示意图........................................................................................................................................................................ 38 Figure 15: BOOT_MODE接口示意图........................................................................................................................................................................ 39 Figure 16: 射频参考电路............................................................................................................................................................................................... 41 Figure 17: 模组顶视图（单位：mm）..................................................................................................................................................................... 57 Figure 18: 模组底视图（单位：mm）..................................................................................................................................................................... 58 Figure 19: PCB推荐封装（单位：mm）................................................................................................................................................................. 59 Figure 20: 印膏图.............................................................................................................................................................................................................61 Figure 21: 炉温曲线........................................................................................................................................................................................................ 62 Figure 22: 载带卷盘尺寸参考图（单位：mm）................................................................................................................................................... 64 中移物联网有限公司 1. 引言 本文档介绍模组硬件接口规范、技术参数、电气特性、射频性能指标以及机械规范等，旨在帮助用户快速 理解模组的硬件功能，快速应用模组于无线通信，完成产品设计开发。 1.1. 适用型号 Table 1. 适用模组 模组系列 模组子型号 ML307A ML307A-DSLN/ML307A-DCLN 1.2. 安全须知 道路行驶安全第一！当你开车时，请勿使用手持移动终端设备，除非其有免提功能。请停车， 再打电话！ 登机前请关闭移动终端设备。移动终端的无线功能在飞机上禁止开启用以防止对飞机通讯系统 的干扰。忽略该提示项可能会导致飞行安全，甚至触犯法律。 当在医院或健康看护场所，注意是否有移动终端设备使用限制。RF干扰会导致医疗设备运行 失常，因此可能需要关闭移动终端设备。 移动终端设备并不保障任何情况下都能进行有效连接，例如在移动终端设备没有话费或SIM无 效。当你在紧急情况下遇见以上情况，请记住使用紧急呼叫，同时保证您的设备开机并且处于 信号强度足够的区域。 您的移动终端设备在开机时会接收和发射射频信号。当靠近电视，收音机电脑或者其他电子设 备时都会产生射频干扰。 请将移动终端设备远离易燃气体。当你靠近加油站，油库，化工厂或爆炸作业场所，请关闭移 动终端设备。在任何有潜在爆炸危险场所操作电子设备都有安全隐患。 8 中移物联网有限公司 2. 总体介绍 本章主要介绍模组的基础信息和功能概述。 基本信息 ML307A是一款LTE Cat.1无线上网模组，可以广泛应用于各种消费级、工业级产品上。 封装信息 ML307A采用LCC/LGA封装，94个引脚，其中LCC引脚44个，LGA引脚50个。 该模组尺寸为 17.7mm*15.8mm*2.4mm。 子型号信息 ML307A模组目前包含以下型号： ▪ ML307A-DSLN ▪ ML307A-DCLN Table 2. 子型号差异对比 模组型号 网络制式 供电电压 频段 适用运营商 备注 Band 1/Band LTE-FDD 3/Band 5/Band 支持8MB 8 pSRAM+8M BFLASH； ML307A-DSLN LTE-TDD Band 34/Band 支持模拟音频接 38/Band 口； 39/Band 范围：3.4V ~ 40/Band 41 ▪ 中国移动 Band 1/Band ▪ 中国联通 4.5V 典型值：3.8V LTE-FDD 3/Band 5/Band 8 ▪ 中国电信 支持4MB pSRAM+4MB FLASH； ML307A-DCLN LTE-TDD Band 34/Band 不支持模拟音频 38/Band 接口； 39/Band 不支持VoLTE。 40/Band 41 Important: 本文档中“*”表示功能正在开发中，暂未开放。 9 支持VoLTE。 中移物联网有限公司 2.1. 产品示意图 Figure 1. 模组示意图 Note: 上图为模组产品设计效果展示，实际外观及标签信息请参照中移物联网有限公司提供的产品实物。 10 中移物联网有限公司 2.2. 产品概述 本节简要介绍模组规格、主要性能和功能等。 Table 3. ML307A模组概述 类型 描述 封装 LCC44+LGA50 ▪ 尺寸（长*宽*高）：17.7mm*15.8mm*2.4mm 物理特性 ▪ 重量：约2.9g ▪ LTE-FDD：最大下行速率10Mbps，最大上行速率5Mbps 理论速率 ▪ LTE-TDD：最大下行速率7.5Mbps，最大上行速率1Mbps ▪ LTE-FDD Band 1/Band 3/Band 5/Band 8 工作频段 发射功率 ▪ LTE-TDD Band 34/Band 38/Band 39/Band 40/Band 41 23dBm±2dB ▪ 正常工作温度：-30℃ ~ +75℃ ▪ 扩展工作温度：-40℃ ~ +85℃ 温度和湿度 ▪ 存储温度：-45℃ ~ +90℃ 工作电压范围 DC3.4V ~ 4.5V（典型值3.8V） ▪ UART*3 ▪ USB*1 ▪ USIM*2 1 ▪ AUDIO*1 ▪ RF*1 应用接口 ▪ CONTROL接口*6 ▪ GPIO*4 ▪ PWM*2 ▪ ADC*1 短信业务 支持 网络协议 IPv4/IPv6/PING/NTP/DNS/TCP/UDP/SSL/HTTP/HTTPS/MQTT/MQTTS 驱动 USB驱动：支持Windows7/10,Linux,Android4.x*~Android11.x* 固件升级 USB 3GPP标准 - 1. 11 仅ML307A-DSLN支持。 中移物联网有限公司 2.3. 系统框图 模组主要包含下列功能模块： ▪ 电源管理 ▪ 基带 ▪ 射频 ▪ 应用接口 Figure 2. 模组系统框图 ANT_MAIN RF VBAT VDD_EXT BB PMU PWR_ON/OFF SPK MIC RESET GPIO ADC STATE NETLIGHT UART USIM USB 12 中移物联网有限公司 3. 应用接口 本章主要介绍模组应用接口和具体使用方法。 模组主要应用接口包括： ▪ POWER接口 ▪ UART接口 ▪ USIM接口 ▪ GPIO接口 ▪ RF接口 ▪ USB接口 ▪ ANALOG接口 ▪ AUDIO接口 ▪ CONTROL接口 ▪ RESERVED接口 Important: 本文档中“*”表示功能正在开发。 13 中移物联网有限公司 3.1. 引脚定义 本节主要介绍使用引脚定义类型、状态以及参数。 Table 4. 信号状态符号说明 分类 信号类型 符号 说明 AI 模拟输入信号 AO 模拟输出信号 AIO 模拟输入输出双向信号 DI 数字输入信号 DO 数字输出信号 DIO 数字输入输出双向信号 PI 电源输入信号 PO 电源输出信号 IO 输入输出双向信号 SI 施密特输入信号 OD 开漏输出信号 OC 开集输出信号 BOD 开漏输入输出双向信号 BOC 开集输入输出双向信号 RF 射频信号 OL 输出低电平 OH 输出高电平 Z 高阻态 Float 浮空 PU 默认上拉 PD 默认下拉 VIH 高电平输入电压 VIL 低电平输入电压 VOH 高电平输出电压 VOL 低电平输出电压 默认状态 参数 14 中移物联网有限公司 3.1.1. 引脚分配 36 GND 37 GND 70 38 DBG_RXD 40 GND 71 39 DBG_TXD 41 GND 42 VBAT 43 VBAT 44 RESERVED Figure 3. 引脚分配图 1 GND 35 ANT_MAIN 72 69 68 2 RESERVED 34 GND 45 67 3 MIC_P 73 88 74 PWM0 87 GPIO3 33 RESERVED 46 4 MIC_N 66 47 5 SPK_P 75 PWM1 89 86 GPIO2 94 48 6 SPK_N 76 GPIO0 90 93 77 GPIO1 8 RESERVED 78 91 79 SIM0_D ET 82 BOOT_ MODE 80 81 52 11 SIM0_DATA 29 UART1_TXD 62 SIM1_ CLK 28 UART1_RXD 83 92 51 10 GND 30 RESERVED 63 SIM1_ RST 84 50 9 ADC 31 RESERVED 64 SIM1_ DATA 85 49 WAKEU P_OUT 7 PWR_ON/OFF 32 RESERVED 65 SIM1_ VCC 61 USB_V BUS 27 GND 60 USB_D M 26 RESERVED 25 STATE 59 USB_D P 53 12 SIM0_RST 24 VDD_EXT 54 55 56 57 58 13 SIM0_CLK 图 例 22 UART0_CTS 21 UART0_DCD 20 UART0_RI 19 UART0_DTR 18 UART0_TXD 17 UART0_RXD 16 NETLIGHT 15 RESET 14 SIM0_VCC 23 UART0_RTS RESERVED GND KEYPAD POWER USIM UART GPIO RF USB ANALOG AUDIO IIC CONTROL SDIO LCD CLOCK Note: 带*引脚表示功能开发中，暂不支持。 RESERVED表示预留引脚，电路设计时需保持悬空，不能进行任何电气连接。 Pin 3、Pin 4、Pin 5和Pin 6为模拟音频引脚，仅ML307A-DSLN支持使用。 15 中移物联网有限公司 3.1.2. 引脚描述 本小节介绍模组引脚定义。 Table 5. POWER 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 VDD_EXT 24 PO 模组供电输出 - VBAT 42 PI 模组供电输入 - VBAT 43 PI 模组供电输入 - 备注 Table 6. UART 引脚名 引脚号 类型 描述 UART0_RXD 17 DI 接收数据 UART0_TXD 18 DO 发送数据 UART0_DTR 19 DI 数据终端准备就绪 UART0_RI 20 DO 串口振铃 UART0_DCD 21 DO 载波检测 UART0_CTS 22 DO 请求发送 UART0_RTS 23 DI 清除发送 UART1_RXD* 28 DI 接收数据 UART1_TXD* 29 DO 发送数据 DBG_RXD 38 DI 调试串口接收 DBG_TXD 39 DO 调试串口发送 1.8V电压域 Table 7. USIM 引脚名 引脚号 类型 描述 SIM0_DATA 11 DIO SIM卡数据信号 SIM0_RST 12 DO SIM卡复位信号 SIM0_CLK 13 DO SIM卡时钟信号 SIM0_VCC 14 PO SIM卡供电 SIM0_DET 79 DI SIM卡检测信号 SIM1_CLK 62 DO SIM卡时钟信号 SIM1_RST 63 DO SIM卡复位信号 SIM1_DATA 64 DIO SIM卡数据信号 备注 1.8V/3.0V 16 1.8V电压域 1.8V/3.0V 中移物联网有限公司 Table 7. USIM (continued) 引脚名 引脚号 类型 描述 SIM1_VCC 65 PO SIM卡供电 备注 Table 8. GPIO 引脚名 引脚号 类型 描述 GPIO0 76 DIO 通用输入输出 GPIO1 77 DIO 通用输入输出 GPIO2 86 DIO 通用输入输出 GPIO3 87 DIO 通用输入输出 备注 1.8V电压域 Table 9. RF 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 ANT_MAIN 35 RF 射频主集天线 - Table 10. USB 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 USB_DP 59 AIO USB差分数据D+ - USB_DM 60 AIO USB差分数据D- - USB_VBUS 61 PI USB电源输入 5V输入 Table 11. ANALOG 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 ADC 9 AI ADC模数转换接口 0~1.2V 备注 Table 12. AUDIO 引脚名 引脚号 类型 描述 MIC_P 3 AI 麦克风差分音频输入+ MIC_N 4 AI 麦克风差分音频输入- ML307A-D SPK_P 5 AO 扬声器差分音频输出+ CLN不支持 SPK_N 6 AO 扬声器差分音频输出- Table 13. CONTROL 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 PWR_ON/OFF 7 DI 模组开关机 低电平有效 17 中移物联网有限公司 Table 13. CONTROL (continued) 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 RESET 15 DI 模组复位 低电平有效 BOOT_MODE 82 DI USB强制下载 低电平有效 WAKEUP_OUT 49 DO 模组休眠唤醒输出 1.8V电压域 NETLIGHT 16 DO 网络状态指示 1.8V电压域 STATE 25 DO 模组状态指示 1.8V电压域 PWM0 74 DO PWM输出 1.8V电压域 PWM1 75 DO PWM输出 1.8V电压域 类型 描述 备注 - 地 - Table 14. GND 引脚名 引脚号 1, 10, 27, 34, GND 36, 37, 40, 41, 45~48, 70~73, 88~94 Table 15. RESERVED 引脚名 引脚号 类型 描述 备注 - 保留 - 2, 8, 26, 30~33, RSV 44, 50~58, 66~69, 78, 80, 81, 83~85 Note: RSV表示功能暂未定义，建议做悬空处理； 输入输出方向定义的前提是模组作为主设备。 18 中移物联网有限公司 3.2. POWER接口 本节简要介绍模组电源引脚。 19 中移物联网有限公司 3.2.1. VBAT 电源设计对模组工作的稳定性至关重要，供电电源必须能够提供符合要求的负载电流。 模组提供VBAT接口用于外部供电。 Table 16. VBAT接口描述 引脚名 引脚号 类型 描述 参数 VBAT 42, 43 PI 模组供电输入 - 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) 3.4 3.8 4.5 备注 - 为保证更好的电源供电性能，请参考以下注意事项和电路设计图。 ▪ 为保证模组正常工作，系统电源需保持在3.4V~4.5V（典型3.8V）范围内。 ▪ 当模组用于不同外部设备时，需注意模组的供电设计。 ▪ 当模组在4G网络最大发射功率下工作时，现网下的瞬态工作电流能达到2A，并可能引起电源电压跌落。 在任何情况下，需保证模组电源电压保持在3.4V以上，否则模组可能出现重启等意外状况。 ▪ 外部供电LDO或者DCDC选型建议器件能输出2A以上电流，且在VBAT上至少并联2颗220uF储能电容。 另外，为了减小PCB走线对供电电压的影响，需要VBAT走线尽量短，尽量宽。 ▪ 建议在VBAT上设计一颗磁珠，隔离DTE对模组的干扰。示意图如下所示。 ▪ 当系统电源重启时，建议采用放电电路保证电压迅速下降并连续至少100ms保持在1.8V以下。当VBAT电 压处于1.8V~3.4V之间时，模组有可能会进入到不定状态，影响模组系统稳定性。循环状态下的供电时序 如下图所示。 Figure 4. 电源推荐设计 Module (DCE) VBAT VBAT VBAT 33pF 20 10µF 100nF + + 220µF 220µF Ferrite bead 中移物联网有限公司 Figure 5. 循环状态下VBAT时序 电压 关机 开机 4.5V 开机 3.4V 未定义状态 1.8V 关机 保持时间：>100毫秒 时间 21 中移物联网有限公司 3.2.2. 其他电源接口 模组提供VDD_EXT接口用于外部设备供电。 Table 17. VDD_EXT接口描述 引脚名 引脚号 类型 描述 参数 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) 备注 可为外部 GPIO提供上 VDD_EXT 24 PO 模组供电输出 - - 1.8 - 拉，输出 1.8V/50mA，不 用则悬空。 22 中移物联网有限公司 3.3. USB接口 模组支持USB2.0高速接口，兼容USB2.0/USB1.1协议，接口速率最大支持480Mbps，只支持从模 式，USB输入/输出信号兼容USB2.0接口规范。该接口可用于AT 命令传送、数据传输、软件调试和固件升级。 接口定义如下表所示。 Table 18. USB 接口描述 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) USB差分数据D+ - - - - - AIO USB差分数据D- - - - - - PI USB电源输入 3 5 5.25 - 引脚名 引脚号 类型 描述 USB_DP 59 AIO USB_DM 60 USB_VBUS 61 参数 - 备注 Figure 6. USB接口电路示意图 Module MCU VBUS USB_VBUS 15nH USB_DM 1.8pF 2.2pF USB_DP USB_DM 15nH USB_DP 1.8pF GND GND Note: USB_DM和USB_DP布线在关键信号层，按照差分走线要求控制，需要上下左右包地保护，差分阻 抗控制在90Ω，各层走线保持阻抗连续；USB差分信号线必须越短越好，并且尽可能远离高速信号和其 他同频信号。 最大限度减少USB信号线上的过孔和转角以减少信号反射和阻抗变化。 USB信号线上尽量避免留有分支线，以免产生反射影响信号质量。 为防止信号辐射，USB信号线必须远离板边缘。 推荐使用15nH电感和1.8pF电容并联滤出USB线上的共模干扰，2.2pF用于滤出USB线上的差模干 扰。具体的值需要根据走线微调；USB数据线上的ESD防护器件的寄生电容不能超过2pF。 23 中移物联网有限公司 3.4. UART接口 模组提供多种类型UART接口，用于AT命令通信、软件调试、日志打印等。 Table 19. UART 接口描述 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) VIH 1.2 - 2.0 VIL -0.3 - 0.6 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 数据终端准备就 VIH 1.2 - 2.0 绪 VIL -0.3 - 0.6 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 VIH 1.2 - 2.0 VIL -0.3 - 0.6 VIH 1.2 - 2.0 VIL -0.3 - 0.6 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 VIH 1.2 - 2.0 VIL -0.3 - 0.6 VOH 1.35 - - VOL 0 - 0.45 引脚名 引脚号 类型 描述 UART0_RXD 17 DI 接收数据 UART0_TXD 18 UART0_DTR 19 UART0_RI 20 UART0_DCD UART0_CTS 22 UART0_RTS 23 UART1_RXD UART1_TXD 21 * * DBG_RXD DBG_TXD 28 29 38 39 DO DI DO DO DO DI DI DO DI DO 参数 备注 - 发送数据 - - 串口振铃 - 载波检测 - 请求发送 - 清除发送 - 接收数据 - 发送数据 - 调试串口接收 - 调试串口发送 - UART接口 模组提供三路UART通信接口：主串口UART0、辅串口UART1（待开发）、调试串口DBG。 24 中移物联网有限公司 主要有以下特性： ▪ UART0用作AT命令接口，支持4800bps/9600bps/19200bps/38400bps/57600bps/115200bps/ 230400bps/460800bps/921600bps波特率，默认波特率为115200bps，支持RTS和CTS硬件流控； ▪ UART1可用于与串口设备通信； ▪ DBG UART用作打印LOG接口，默认波特率为115200bps。 Figure 7. UART接口示意图 Module DTE UART0_RXD UART_TXD UART0_TXD UART_RXD UART0_DTR GPIO UART0_RI GPIO UART0_DCD GPIO UART0_CTS UART_CTS UART0_RTS UART_RTS GNSS UART1_TXD UART_RXD UART1_RXD UART_TXD DEBUG DBG_TXD UART_RXD DBG_RXD UART_TXD 当主机和模组通过UART接口连接的时候，可以通过如下步骤使能模组进入休眠模式： 用AT+MLPMCFG="sleepmode",2,0命令使能休眠功能；拉高UART0_DTR引脚。 通过主机拉低UART0_DTR或利用UART0串口发送数据可退出休眠模式。 Note: 模组串口电平为1.8V，应用时注意电平是否匹配； UART0仅可用于AT通信；模组使用RS232或3.3V TTL线进行串口通信时，需进行电平转换； 模组仅使用串口进行数据通信时，可以控制DTR允许模组进入休眠状态； 模组内部RTS和CTS已做交换，与外设连接时直连即可。 25 中移物联网有限公司 3.5. USIM接口 模组提供2路USIM接口，符合ISO7816标准，支持1.8V/3V SIM卡。 模组支持双卡单待，可通过AT命令切换SIM卡。仅SIM0接口默认支持热插拔功能。 Table 20. USIM接口描述 引脚名 引脚号 类型 描述 参数 VOH VOL SIM0_DATA 11 DIO 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) - - 1.35/2 .55 - - SIM卡数据信号 VIH VIL 1.2/1 .95 - 备注 0.45/0 .45 - - - 0.6/1.0 SIM0_VCC VOH SIM0_RST 12 DO VOH 13 DO SIM0_DET 14 79 PO DI 62 DO 26 63 DO 1.35/2 .55 - =1.8V/3.0V - 0.45/0 .45 - SIM卡供电 0.45/0 - 1.7 1.8 1.9 2.7 3.0 3.05 VIH 1.26 1.8 2.0 VIL -0.3 0 0.54 - - .45 SIM0_VCC =1.8V - SIM卡检测信号 SIM0_VCC =3.0V 不用则悬空 1.35/2 .55 SIM卡时钟信号 VOL SIM1_RST - - VOH SIM1_CLK - SIM卡时钟信号 VOL SIM0_VCC .55 SIM卡复位信号 VOL SIM0_CLK 1.35/2 SIM卡复位信号 VOH 1.35/2 .55 - - 0.45/0 SIM1_VCC .45 =1.8V/3.0V - 中移物联网有限公司 Table 20. USIM接口描述 (continued) 引脚名 引脚号 类型 描述 参数 VOL DIO PO (V) (V) - - - - SIM卡数据信号 1.2/1 SIM卡供电 .45 0.45/0 .45 - - - 0.6/1.0 1.7 1.8 1.9 2.7 3.0 3.05 33pF 1uF 33pF USIM 10KΩ 33pF 33pF VDD_EXT SIM0_VCC 0Ω VDD SIM0_RST 0Ω RST SIM0_CLK 0Ω CLK SIM0_DATA 0Ω DATA 10KΩ 27 SIM1_VCC =1.8V - Figure 8. SIM0接口示意图 Module 备注 0.45/0 - .95 VIL 65 (V) - VIH SIM1_VCC 最大值 .55 VOL 64 典型值 1.35/2 VOH SIM1_DATA 最小值 SIM0_DET DET GND GND SIM1_VCC =3.0V 中移物联网有限公司 33pF 1uF 33pF Module 33pF 33pF Figure 9. SIM1接口示意图 USIM SIM1_VCC 0Ω VDD SIM1_RST 0Ω RST SIM1_CLK 0Ω CLK SIM1_DATA 0Ω DATA 10KΩ GND GND Note: SIM_DATA必须通过10k电阻上拉到SIM_VCC，增加DATA线驱动能力； 强烈建议SIM_CLK、SIM_DATA和SIM_RST上并联33pF到地，防止射频信号干扰； 建议SIM卡座布局靠近模组SIM接口，走线过长会影响信号质量； SIM_CLK和SIM_DATA走线包地； SIM_VCC并联33pF和 1uF电容到地，如果SIM_VCC走线过长，1uF电容必要的时候也可以替换为 4.7uF； 建议在SIM卡座附近设计ESD保护，TVS管选型Vrwm为5V，寄生电容小于10pF，布局位置尽量靠 近卡座引脚； 模组默认打开SIM0热插拔功能，SIM0_DET引脚默认状态下建议外部上拉10K电阻，防止干扰； SIM0_DET高电平表示卡在位，SIM0_DET低电平表示卡拔出。 28 中移物联网有限公司 3.6. GPIO接口 模组提供4个GPIO接口，可通过AT命令配置输入输出，不用则悬空。 Table 21. GPIO接口描述 引脚名 GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 29 引脚号 76 77 86 87 类型 DIO DIO DIO DIO 描述 参数 最小值(V) 典型值(V) 最大值(V) 备注 VIL -0.3 - 0.54 通用输入 VIH 1.26 - 2.0 输出 VOL - - 0.45 VOH 1.35 - - VIL -0.3 - 0.54 通用输入 VIH 1.26 - 2.0 输出 VOL - - 0.45 VOH 1.35 - - 不用则悬 VIL -0.3 - 0.54 空 通用输入 VIH 1.26 - 2.0 输出 VOL - - 0.45 VOH 1.35 - - VIL -0.3 - 0.54 通用输入 VIH 1.26 - 2.0 输出 VOL - - 0.45 VOH 1.35 - - 中移物联网有限公司 3.7. ANALOG接口 模组提供1路Analog接口，分辨率12bits，可使用AT命令读取电压值。 Table 22. Analog接口描述 引脚名 引脚号 类型 ADC 9 AI 30 描述 ADC模数 转换接口 参数 最小值(V) 典型值(V) 最大值(V) - 0 - 1.2 备注 不用则悬 空 中移物联网有限公司 3.8. AUDIO接口 2 模组提供一组AUDIO接口 ，包含喇叭和麦克风。 MIC_P和MIC_N通道是用于麦克风差分输入，麦克风通常选用驻极体。 SPK_P和SPK_N通道是用于扬声器差分输出，可驱动32Ω喇叭，功率37mW，若输出功率无法满足需求， 可用此接口驱动外部功放器件。 Table 23. 模拟音频接口描述 引脚名 引脚号 类型 MIC_P 3 AI MIC_N 4 AI 描述 麦克风差分音频 输入+ 麦克风差分音频 输入- 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) - - - - - - - - 参数 备注 不用则悬空 SPK_P 5 AO SPK_N 6 AO 2. 31 仅ML307A-DSLN型号支持。 扬声器差分音频 输出+ 扬声器差分音频 输出- - - - - - - - - 中移物联网有限公司 3.9. CONTROL接口 模组控制信号主要有： ▪ 唤醒输出接口（WAKEUP_OUT） ▪ 模组复位接口（RESET） ▪ 网络状态指示接口（NETLIGHT） ▪ 模组开关机接口（PWR_ON/OFF） ▪ 模组状态指示接口（STATE） ▪ USB强制下载接口（BOOT_MODE） ▪ 脉冲宽度调制接口（PWM） Table 24. CONTROL 接口描述 最小值 典型值 最大值 (V) (V) (V) VIH 2.9 - VBAT VIL -0.3 - 0.5 VIH 1.2 1.6 2.0 VIL -0.3 - 0.5 VOH 1.35 1.8 - VOL - - 0.45 VOH 1.35 1.8 - VOL - - 0.45 模组休眠唤醒输 VOH 1.35 1.8 - 出 VOL - - 0.45 VIH 1.26 1.8 2.0 VIL -0.3 0 0.54 VOH 1.35 1.8 - VOL - - 0.45 VOH 1.35 1.8 - VOL - - 0.45 引脚名 引脚号 类型 描述 PWR_ON/OFF 7 DI 模组开关机 RESET NETLIGHT STATE WAKEUP_OUT BOOT_MODE PWM0 PWM1 32 15 16 25 49 82 74 75 DI DO DO DO DI DO DO 参数 备注 - 模组复位 - 网络状态指示 - 模组状态指示 - 不用则悬空。 USB强制下载 - PWM输出 不用则悬空。 PWM输出 不用则悬空。 中移物联网有限公司 3.9.1. 开关机接口 模组通过PWR_ON/OFF引脚实现开关机。 Table 25. 模组开关机接口功能定义 功能 引脚状态 操作 开机 低电平（模组关机时） 将PWR_ON/OFF引脚拉低2s~3.5s 关机 低电平（模组开机时） 将PWR_ON/OFF引脚拉低3.5s~4s 当模组处于关机模式，可以通过拉低PWR_ON/OFF引脚2s~3.5s使模组开机。推荐使用开集电路实现控制 拉低。 模组在开机状态下，拉低PWR_ON/OFF引脚3.5s~4s后释放，模组将执行关机流程。注意，拉低时间不能 过长，否则会重新执行开机流程。 模组可通过以下的方式关机： ▪ 正常关机：通过PWR_ON/OFF引脚控制模组关机。 ▪ AT命令关机：发送AT+MPOF=0命令关机。 模组开关机接口示意图如下所示。 Figure 10. 模组开关机接口示意图 另一种控制PWR_ON/OFF的引脚方式是直接通过一个按钮开关，按钮附近需放置一个TVS用于ESD保护， 参考电路如下。 33 中移物联网有限公司 Figure 11. 开关机按钮示意图 34 中移物联网有限公司 3.9.2. 复位接口 模组通过RESET引脚可实现硬件复位。模组软件停止响应时，通过拉低RESET引脚至少300ms或更长时间 实现系统复位。模组复位接口示意图如下所示。 Figure 12. 模组复位接口示意图 Note: RESET信号非常敏感，建议在这个接口上预留10nF~0.1uF电容进行滤波。另外，建议这条线路走 线小于20mm，距离PCB板边大于2.54mm，且走线需包地，否则干扰信号可能引起模组复位。RESET信号拉 低，模组会直接复位重启。 35 中移物联网有限公司 3.9.3. 唤醒输出接口 模组提供一个唤醒输出接口，指示模组处于唤醒或者休眠状态。 Table 26. 休眠唤醒输出接口描述 引脚名 引脚号 描述 WAKEUP_OUT 49 模组休眠唤醒输出 36 状态 模组状态 高电平（>1.35V） 唤醒 低电平（ 95%，10M LTE Band 3 -98.5 FDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 5 -98.5 FDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 8 -98.5 FDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 34 -99.5 TDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 38 -99.5 TDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 39 -99.5 TDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 40 -99.5 TDD QPSK throughput > 95%，10M LTE Band 41 -99.5 TDD QPSK throughput > 95%，10M Note: 此数据为实验室测试数据，测试条件为环境温度25℃，在实网情况下受网络环境影响，仅供参考。 46 中移物联网有限公司 4.2.2. 传导发射功率 发射功率指标是衡量模组发射机性能的重要参数。 Table 34. 传导发射功率 频段 最大值 最小值 FDD LTE Band 1 23dBm±2dB < -39dBm FDD LTE Band 3 23dBm±2dB < -39dBm FDD LTE Band 5 23dBm±2dB < -39dBm FDD LTE Band 8 23dBm±2dB < -39dBm TDD LTE Band 34 23dBm±2dB < -39dBm TDD LTE Band 38 23dBm±2dB < -39dBm TDD LTE Band 39 23dBm±2dB < -39dBm TDD LTE Band 40 23dBm±2dB < -39dBm TDD LTE Band 41 23dBm±2dB < -39dBm Note: 此数据为实验室测试数据，测试条件为环境温度25℃，在实网情况下受网络环境影响，仅供参考。 47 中移物联网有限公司 4.3. 天线设计 天线设计要求主要包含主天线指标和天线具体设计要求。 48 中移物联网有限公司 4.3.1. 天线指标 Table 35. 天线电缆设计要求 频率 要求 2.3 GHz 插入损耗< 2dB Table 36. 天线设计要求 参数 要求 VSWR ≤2 效率 >30% 最大输入功率（W） 50 输入阻抗（Ω） 50 49 中移物联网有限公司 5. 电气特性和可靠性 本章主要介绍模组接口的电气特性和可靠性特性。 主要包括： ▪ 极限工作条件 ▪ 工作和存储环境 ▪ 电源特性 ▪ 可靠性指标 ▪ EMC和ESD特性 50 中移物联网有限公司 5.1. 极限工作条件 模组极限工作条件如下表所示，若超过极限条件，可能会对模组造成不可修复的损坏。 Table 37. 极限工作条件 参数 描述 最小值（V） 最大值（V） VBAT 外部供电电压 -0.3 6.0 USB_VBUS USB检测电压 -0.3 5.5 VIO 数字输入电压 -0.3 2.3 5.2. 工作和存储条件 模组的工作温度和存储温度如下表所示。 Table 38. 温度范围描述 参数 最小值 典型值 最大值 单位 正常工作温度 -30 +25 +75 ℃ 扩展工作温度 -40 +25 +85 ℃ 存储温度 -45 - +90 ℃ Note: 在正常工作温度范围内，模组的相关性能满足3GPP标准要求； 在扩展工作温度范围时，模组仍能保持正常工作状态，具备数据传输等功能，不会出现不可恢复的 故障；仅个别射频指标可能会超出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。 51 中移物联网有限公司 5.3. 电源特性 电源特性主要包含输入电压和功耗两部分。 52 中移物联网有限公司 5.3.1. 输入电压 模组输入电压要求如下表所示。 Table 39. 输入电压要求 参数 最小值(V) 典型值(V) 最大值(V) 纹波 VBAT 3.4 3.8 4.5 3% DANGER: 当外部供电电压小于最小值时，模组不能正常工作。 53 中移物联网有限公司 5.3.2. 功耗 模组典型工作模式下的耗流情况如下表所示。 Table 40. 模组耗流 参数 模式 条件 频段 典型值 上电不开机 - 31.63uA PWRKEY关机 - 144.3uA AT+CFUN=0（USB 断开） - 0.97mA AT+CFUN=4（USB 断开） - 0.84mA DRX = 64（USB 断开） FDD LTE Band 1 1.49mA DRX = 128（USB 断开） FDD LTE Band 1 1.19mA DRX = 256（USB 断开） FDD LTE Band 1 1.05mA DRX = 64（USB 断开） TDD LTE Band 34 1.48mA DRX = 128（USB 断开） TDD LTE Band 34 1.19mA DRX = 256（USB 断开） TDD LTE Band 34 1.05mA DRX = 64（USB 断开） FDD LTE Band 1 17.81mA DRX = 128（USB 断开） FDD LTE Band 1 17.69mA DRX = 256（USB 断开） FDD LTE Band 1 17.63mA DRX = 64（USB 断开） TDD LTE Band 34 17.80mA DRX = 128（USB 断开） TDD LTE Band 34 17.68mA DRX = 256（USB 断开） TDD LTE Band 34 17.62mA 关机 休眠 IVBAT 待机 0dBm Tx Power 10dBm Tx Power FDD LTE Band 1 611.43mA 0dBm Tx Power 158.71mA FDD LTE Band 3 187.44mA 23dBm Tx Power 474.87mA 0dBm Tx Power 152.13mA 10dBm Tx Power FDD LTE Band 5 23dBm Tx Power 0dBm Tx Power 54 240.55mA 23dBm Tx Power 10dBm Tx Power 连表发射 162.72mA 226.21mA 485.06mA FDD LTE Band 8 157.48mA 中移物联网有限公司 Table 40. 模组耗流 (continued) 参数 模式 条件 频段 10dBm Tx Power 217.34mA 23dBm Tx Power 527.21mA 0dBm Tx Power 95.59mA 10dBm Tx Power TDD LTE Band 34 128.72mA 23dBm Tx Power 303.66mA 0dBm Tx Power 100.23mA 10dBm Tx Power TDD LTE Band 38 139.17mA 23dBm Tx Power 299.26mA 0dBm Tx Power 93.19mA 10dBm Tx Power TDD LTE Band 39 122.87mA 23dBm Tx Power 275.34mA 0dBm Tx Power 96.73mA 10dBm Tx Power TDD LTE Band 40 131.15mA 23dBm Tx Power 290.81mA 0dBm Tx Power 99.95mA 10dBm Tx Power TDD LTE Band 41 23dBm Tx Power Note: 测试条件为常温，输入电压3.8V；测试数据为单片模组的连表功耗，仅供参考。 55 典型值 139.06mA 302.76mA 中移物联网有限公司 5.4. EMC和ESD特性 在模组应用中，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组，可能会对模 组造成一定的损坏，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。例如，在电路设计的接口处以及易受静电放电损伤或影响的地方，应增加静电保护，生 产中应佩戴防静电手套等。 下表为模组重点引脚ESD耐受电压情况。 Table 41. ESD性能参数（温度：25℃，湿度：45%） 测试点 接触放电(kV) 空气放电(kV) VBAT, GND ±5 ±10 射频天线接口 ±5 ±10 其他接口 ±0.5 ±1 56 中移物联网有限公司 6. 机械特性 本章描述了模组的机械尺寸和推荐PCB封装等信息。 6.1. 外形尺寸 Figure 17. 模组顶视图（单位：mm） 57 中移物联网有限公司 Figure 18. 模组底视图（单位：mm） 58 中移物联网有限公司 6.2. PCB焊盘设计 Figure 19. PCB推荐封装（单位：mm） Note: 为确保器件的焊接质量，方便后续的维修操作，客户主板上模块与其他元器件之间的距离至少为3 mm。 59 中移物联网有限公司 7. 存储和生产 7.1. 存储规范 模组为湿敏产品，湿敏等级定义为3级。 模组拆封后需注意存储条件，具体标准请参考下表。存储时长超过下表所示车间寿命，必须烘烤后再贴 片。 Table 42. 存储条件参考表 潮湿等级 车间寿命（工厂环境≤+30℃/60%RH） 1 无限期保质，在环境≤+30℃/85% RH条件下 2 1年 2a 4周 3 168小时 4 72小时 5 48小时 5a 24小时 强制烘烤后使用；烘烤后的模组，必须在规定时限内完成贴片。（具体实现 6 以标签所示为准） Note: 模组包装无法承受高温烘烤，烘烤前请移除模组包装；短时间的烘烤，请参照IPC/JEDECJSTD-033规范执行； 模组存储与烘烤相关的详细标准请参考《中移物联网智能模组部通信模组贴片应用指导》。 60 中移物联网有限公司 7.2. 生产焊接 用印刷刮板在网板上印刷锡膏，使锡膏通过网板开口漏印到PCB上，印刷刮板力度需调整合适，为保证模 组印膏质量，模组焊盘部分对应的钢网厚度应为0.23mm。 Figure 20. 印膏图 为避免模组反复受热损伤，建议客户PCB板第一面完成回流焊后再贴中移物联网模组。推荐的炉温曲线图 如下图所示。 61 中移物联网有限公司 Figure 21. 炉温曲线 Note: 钢网制作和回流焊相关的详细要求请参考《中移物联网智能模组部通信模组贴片应用指导》。 62 中移物联网有限公司 8. 包装 卷带抽真空包装后，放入纸箱。 一盘250片，一箱4盘共1000片。包装示意图如下。 63 中移物联网有限公司 8.1. 包装要求 Figure 22. 载带卷盘尺寸参考图（单位：mm） 左上三角形为Pin1位置。 64 中移物联网有限公司 9. 附录 附录主要包含参考文档和术语缩写。 9.1. 参考文档 Table 43. 参考文档 序号 文档名称 备注 [1] 《AT命令用户手册》 - [2] 《通信流程示例》 - [3] 《参考设计》 - [4] 《中移物联网智能模组部通信模组贴片应用指导》 - 65 中移物联网有限公司 9.2. 缩略语 Table 44. 缩略语 缩写 英文全称 CTS Clear To Send DRX Discontinuous Reception DCE Data Communications Equipment (typically module) DTE Data Terminal Equipment (typically computer, external controller) eDRX Enhanced Discontinuous Reception ESD Electrostatic Discharge I/O Input / Output Imax Maximum Load Current Inorm Normal Current kbps Kilo Bits Per Second PCB Printed Circuit Board PSM Power Save Mode RF Radio Frequency RTC Real Time Clock RTS Request To Send RX Receive Direction SIM Subscriber Identification Module TX Transmitting Direction UART Universal Asynchronous Receiver & Transmitter VSWR Voltage Standing Wave Ratio Vmax Maximum Voltage Value Vnorm Normal Voltage Value Vmin Minimum Voltage Value VIHmax Maximum Input High Level Voltage Value VIHmin Minimum Input High Level Voltage Value VILmax Maximum Input Low Level Voltage Value VILmin Minimum Input Low Level Voltage Value 66 中移物联网有限公司 Table 44. 缩略语 (continued) 缩写 英文全称 VImax Absolute Maximum Input Voltage Value VImin Absolute Minimum Input Voltage Value VOHmax Maximum Output High Level Voltage Value VOHmin Minimum Output High Level Voltage Value VOLmax Maximum Output Low Level Voltage Value VOLmin Minimum Output Low Level Voltage Value ADC Analog to Digital Converter 67