0 позиций в запросе!   Отправить?

Статьи >> Андрей Русак: «Конкуренты не дают нам расслабляться»

В этом году НАВИА празднует пятилетие. Эта дата кому-то может показаться детской, но за годы, прошедшие с основания, компания достигла многих убедительных успехов. О промежуточных итогах и планах на будущее нашему корреспонденту рассказал Андрей Русак, управляющий директор НАВИА.

Андрей-Русак— Коллектив нашей редакции поздравляет НАВИА с пятилетием. Расскажите, с чего все начиналось?

— Представьте, 2010 год, ГЛОНАСС только появился (летало всего три–четыре спутника), но в рамках импортозамещения уже было понятно, что у нас должна быть своя навигационная система, и что у нас может быть что-то российское, независимое от других. И что точность позиционирования значительно улучшится при использовании нескольких систем.

В это время к нам обратилась компания STMicroelectronics— основной производитель чипов GPS и ГЛОНАСС — с предложением о продвижении своего нового чипа. Идея состояла в том, что мы становимся монополистом в техподдержке, нам даются первые квоты и т.д., а мы со своей стороны гарантируем выйти на какой-то объем продаж за счет создания собственного модуля. На практике продвижение чипа оказалось тяжелой задачей, а вот с точки зрения производства модулей — идея полностью удалась.

Среднестатистический заказчик говорит, что не готов тратиться на технологии, даже если мы обучим его персонал, потому что если он спроектирует свою печатную плату в четыре или шесть слоев и поставит чип и другие компоненты, то такая плата будет гораздо дороже стоить, чем двухслойная (для которой достаточно просто купить и установить модуль). В этом есть своя изюминка, если плата не очень сложная.

С другой стороны, у нас есть клиент в Новосибирске, который сам делает модули из наших компонентов. Понятно, что они получаются подороже, чем наши, ввиду малосерийности их производства, но для него это не критично, потому что в рамках всей платы его модуль окупает эти затраты, вся плата становится дешевле.

За пять лет мы создали целую стратегию, отдельное направление, зарегистрировали бренд и торговую марку, подняли сайт, провели большую работу и в итоге смогли занять свою нишу на рынке.

— Почему выбрали такое название — «НАВИА»?

— Вопрос выбора брендового имени всегда непрост. Хотелось найти что-то красивое, с женским именем (представляя красивую молодую девушку), но так, чтобы и с навигацией было связано. И, конечно, раз это товарный знак, он обязательно должен был быть технически регистрируемым. Вот такие задачи я себе поставил в мае 2011 года… Патентная чистота имени была не просто звуком. В интернете я обнаружил сеть отелей «НАВИА» и косметику с таким именем. А однажды, прогуливаясь по солнечной Барселоне, обнаружил кафе «НАВИА». Название было красивое и подходящее!

С брендовым именем связана одна история, которая сейчас кажется смешной, но когда она происходила, мы воспринимали ее очень серьезно. Мы только начинали бизнес, отправили товарный знак «НАВИА» на регистрацию. Эта процедура, вы знаете, длится около года. И конечно, чтобы придать весомости молодому направлению, сразу стали в буклетах писать название НАВИА с символом R (Registered). Не прошло и трех месяцев, как получаем от одного из российских производителей гневное письмо, суть которого сводится к тому, что мы позорим их честное имя, поскольку наше название сходно по написанию, имеет один корень «НАВ» и отличается парой букв от их имени. Они требовали либо убрать регистрационный символ, либо прислать регистрационные документы. Мы тогда очень переживали. Конечно, пришлось убрать буковку R из буклетов и с веб-страницы. Но надо сказать, что время все расставило по местам. Мы и регистрацию получили, и модуль у нас вышел качественный. Думаю, теперь за нас не стыдно, если наш бренд созвучен с конкурентами.

— Какова сегодня структура компании?

— НАВИА — это не отдельная компания, это зарегистрированный торговый бренд. Есть группа коллег–инженеров, под руководством технического директора, из которых один специалист занимается печатными платами, второй — схемотехникой, третий — гарантийным ремонтом и т. д. Изначально задачей этой группы была лишь разработка и производство модулей. На повестке дня было два модуля — «большой» (general) и «микро». Впрочем, это тогда нам казалось, что это «микро», а сейчас у нас есть несколько модулей меньшего размера, но назвать их «нано» язык не поворачивается. В процессе развития мы создали аппаратуру и программное обеспечение для проверки модулей. К настоящему времени нами уже сделано несколько шагов по развитию оборудования: начиная от простых стендов на 20 модулей до оборудования промышленных масштабов.

В какой-то момент наша группа перестала справляться с управлением производственными процессами, и было принято решение о передаче управления выпуском в нашу холдинговую структуру, занимающуюся контрактным производством — PT Technology. Это позволило сосредоточиться на генерации новых идей и продуктах, избавившись от «головной боли» по их выпуску, за что отдельная благодарность директору этого подразделения, Eлене Соколовской.

— Оказывает ли НАВИА поддержку в применении модулей и чипсетов в конечных устройствах?

— Да, конечно. У нас на сайте существует горячая линия. Письма, которые приходят от клиентов, попадают в службу конечной поддержки и распределяются по инженерам. Уместно сказать и о дистрибуции («ЕвроМобайл», «Компэл», «Радиотерминал»).

Мы проводим такую политику, что у дистрибьютора тоже должны быть свои инженеры, способные осуществлять техническую поддержку. Для этого они у нас проходят обучение, это их непременная обязанность.

— Какие направления работы вы особо выделяете?

— С одним из своих заказчиков мы сейчас запускаем проект «ЭРА–ГЛОНАСС» уже с применением не модулей, а навигационных чипов Teseo-III производства STMicroelectronics. Заказ большой, предполагается выпускать по 300 тыс. шт. в год. Применение решения на чипе позволит заказчику сэкономить, в том числе на программном обеспечении и ресурсах. Потому что, применяя чип, можно получить не только функции определения местоположения, но и возможность использования внутренних ресурсов процессора для управления всем устройством. Таким образом, центральный контроллер исключается, и на этом экономится пара евро. Еще у нас есть проект по грузовикам, где мы тоже пытаемся внедрить чиповые решения. И, конечно, кроме производства навигационных модулей мы еще занимаемся производством Bluetooth-модулей — это тоже было предложение STMicroelectronics. Сейчас мы работаем уже не только с STMicroelectronics, но и с другими производителями чипов, например, MediaTek. Это связано с тем, что везде свои требования: если нужно быстродействие и особо точное позиционирование, мы выбираем STM, а если требуется низкое энергопотребление, то — MediaTek. Это диктует заказчик, мы рыночно ориентированная компания.

— Как вы думаете, благодаря чему за такой короткий срок вы достигли таких значительных результатов?

— Я думаю, нам на руку сыграло сразу несколько моментов.

nl3333Во-первых, у нас уже было понимание рынка, мы знали, куда продавать подобные изделия.

Во-вторых, был опыт разработки, производства и реализации собственных достаточно сложных изделий в компании «Новаком».

В-третьих, необходимо учитывать просто-таки громадную компетенцию STMicroelectronics в навигации… Компания производит навигационные чипы миллионами штук, начиная с 90-х годов; программное обеспечение GPS/ГЛОНАСС тестируется ведущими производителями навигационной аппаратуры и конечными потребителями — крупнейшими автогигантами мира. Выбираются различные реальные условия для тестов: «городские каньоны» в Токио или условия крайних, заполярных широт, где GPS принимается хуже, а ГЛОНАСС имеет полное покрытие. Поэтому, когда мы свои первые модули принесли одному из придирчивых клиентов, вопросы из разряда «а вы тестировали ваше ПО под линиями электропередач?» выглядели несерьезно. Конечно, тестировали! Весь мир, можно сказать, этим занимается! Применительно к STMicroelectronics сказанную выше фразу «громадная компетенция» можно трактовать еще и по-другому: это возможность изготовить моментально «громадное количество» микросхем ГЛОНАСС! Понимаете, о чем я говорю? Не нужно ждать, например, 30 недель… А оперативность в нашем деле — главный козырь!

В-четвертых, у нас под руководством Осадчего В. В. работают квалифицированные кадры. Они наша особая гордость: кажется, что на сегодня по технике для них нет неразрешимых задач.

И последнее. Осознавая всю глобальность задачи, уже на первом этапе работы мы инвестировали немалые средства в собственное лабораторное оборудование: симуляторы GPS/ГЛОНАСС, рекордеры навигационного сигнала и другое оборудование, так необходимое для ведения независимых исследований и разработок. Сейчас, имея парк передовой техники, мы можем приглашать клиентов протестировать свои навигационные устройства, оказываем необходимую помощь в разработке. Это уже другой «статус».

В общем, все согласно классического дерева целей: «деньги, клиенты, маркетинг, процессы и люди».

Надо сказать, уникальность проекта НАВИА еще в том, что он сделан не на государственные деньги, как это сейчас модно, а на частные — деньги нашей компании PT Electronics! Я сам писал бизнес-план и защищал его перед нашим советом директоров, т.к. деньги требовались немалые. Здесь надо сказать спасибо президенту компании Шумилину Ю. В. — он их выделил вовремя и в полном объеме, поверил в нас и… получилось!

Нам помогло также то, что мы сразу все делали параллельно: разрабатывали модули, к ним — тестовое оборудование, оформляли регистрацию товарного знака, строили рекламную политику, подключали интернет-ресурсы, занимались продвижением, патентовали полезную модель, заключали договора с дистрибуторами и т.п. Тут, как никогда, мы поняли важность процессного подхода. Если придумал устройство, то прежде, чем его продвигать, придумай устройство для его массового тестирования, придумай схему продаж, рекламную политику, объясни самому себе, почему он так нужен твоему заказчику, одновременно сделай удобные демокиты и т.п.!

— А конкуренты?

— Конкуренты не дают нам расслабляться. Когда в 2010–2011 гг. ГЛОНАСС только поднимал голову, на рынке было всего несколько компаний, предлагающих конечное оборудование пользователя. Цены тогда исчислялись сотнями долларов, а мы чувствовали себя королями: у нас модуль можно было купить за $20. Кроме того, у нас уже был опыт по созданию устройств для «беспроводки» — и с компанией «Новаком», и с «ЕвроМобайл». Я помню, в самом начале деятельности НАВИА один из известных китайских производителей навигационных модулей решил повторить наш подвиг — выпустить аналогичный модуль на том же чипе STMicroelectronics… С тех пор некоторые компании пытаются периодически выпускать свои модули в «нашем» форм-факторе.

— И как вы спасаетесь…?

— Мы их количеством забили… Просто расстреливали своими модулями из пулемета, вставляя их в ленты! (смеется) На самом деле, еще не начав выпускать эту продукцию, мы уже предполагали, какой будет подход у конкурентов, особенно из братской КНР — конечно, задавить ценой. Поэтому мы, прежде чем объявить громогласно о своих творческих успехах в рождении первого миниатюрного ГЛОНАСС-моду-ля made in Russia, обстоятельно подготовились к выпуску не 1000 и не 10 000 шт., а сразу 100 000 модулей! И это сработало. Конечно, мы рисковали, не без этого. Но у нас были свои ключевые клиенты, готовые у нас покупать и, конечно, наш партнер — «ЕвроМобайл» — со своей клиентской сетью оказал просто-таки колоссальную помощь в продажах и продвижении бренда НАВИА. Отдельная им благодарность за это! Получилось, что мы первые выступили с таким количеством, мы и лучшую квоту получили на чип от STM. А мы знаем, что если однажды получил хорошую цену, то каждый год будешь получать скидку… Ясно, что вновь включившимся в игру соперникам уже такого не достичь никогда.

— То есть все так просто?

— Есть еще секретный принцип (хотя никакой это не секрет): если производишь примерно 200 тыс. модулей в год для минимум 40 клиентов, ты конкурентоспособен. Нельзя 100% бизнеса строить на двух заказчиках — отберут!

ml8089fНу и, конечно же, мы постоянно придумываем что-то новое, чтобы быть первыми. В этом мне активно помогает руководитель нашего отдела беспроводных технологий Танцюра Алексей. Для того чтобы было понятнее, что мы продаем, он даже сделал функциональную схему самого массового навигационного устройства типа «трекер» в виде отдельных электронных компонентов, наклеенных на кусок пластика и соединенных рисованными линиями — связями с их описанием. Он же отвечает мне на главный вопрос — сколько модулей производить.

Когда ты приходишь к клиенту не просто с диодом, процессором, а с изделием — модемом или модулем, на котором держится уже концепция всего устройства, то твой авторитет в его глазах резко растет. И потом, производя модули, ГЛОНАСС или GPS, ты имеешь на рынке преимущество, входишь число лидеров.

Надо периодически ставить себя на место заказчика! Надо любить своих клиентов, понимать их тревоги. Я, как правило, раз в две недели своих людей собираю и провожу некий тренинг–игру: они мне должны доказать, почему я у них буду покупать те или иные новые продукты! После такой беседы как-то легче и понятнее все становится, отсекается все ненужное.

Важно не забыть за своими непомерными амбициями и эгоизмом то, что мы продукцию делаем не для себя лично, а для простых людей, которым, в общем-то, безразлично, какие мы крутые! У них свои заботы, и все, что от нас требуется — качественный и конкурентоспособный товар, красивое схемотехническое решение, сделанное с душой. Чтобы их продукция была конкурентоспособна на рынке, чтобы ее у них покупали, тогда у них будет потребность в наших компонентах. Все просто! Кстати, примерно так читался предыдущий девиз и бизнес-стратегия нашего холдинга.

— Кого вы могли бы назвать в качестве основных конкурентов в России и за рубежом?

— Если говорить о российских компаниях, то они занимают сейчас какую-то свою нишу, сосредоточившись, в основном, на военных заказах и импортозамещении. Мы занимаемся больше коммерческими и автомобильными проектами, а это другой рынок. Можно сказать, что в некоторой степени мы конкурируем сейчас с компанией u-blox, но ситуация такая: когда мы внедряем чипы STMicroelectronics, то ощущаем за собой мощь этого гиганта, а это то, о чем я уже говорил: количество с большой буквы Q и, конечно же, это существенное подспорье по ценам и техническим возможностям.

— Как согласуется производство чипов с трендом на импортозамещение?

— С импортозамещением интересный момент, ведь в России навигационные чипы не производятся. Чаще всего они заказываются и изготавливаются в Тайване, несмотря на то что разработка — наша, отечественная. Но не все так однозначно. Например, непременным условием одного из наших клиентов была передача ему программного обеспечения модуля в исходных кодах. Таким образом, все перемешалось, потому что программное обеспечение перешло в наши в руки.

Существуют и отечественные производители. У «Прогресса», например, есть свой чип. Если они нам предложат какую-нибудь разработку, которая будет конкурентоспособна по цене, мы будем использовать их продукцию в своих модулях. Мы с ними уже сотрудничаем по ряду устройств. Если будет предложена продукция, соответствующая мировым ценам, мы будем первыми в очереди.

— Расскажите, в каких сферах применяются ваши навигационные модули и есть ли планы по освоению новых областей?

— Наше поле — автомобилестроение, медицина, мониторинг объектов недвижимости, а также персональные трекеры, охрана.

Сейчас мы активно занимаемся развитием медицинского направления. Оно уже существует: клиенты, которые должны находиться под постоянным наблюдением врача, носят устройства мониторинга, которые либо накапливают информацию, либо передают ее в режиме реального времени. К примеру, холтеровское мониторирование только накапливает информацию. Но если говорить о пациентах в группе риска, то используемые ими устройства снабжены модемом для обмена данными с call-центром. В этом случае важность позиционирования такого объекта необходима, продиктована жизнью: если человеку плохо, вероятно, что он не сможет объяснить, где находится, поэтому проще сразу определить его геогра-фические координаты. В свое время Siemens производила такие блоки. Но в нашей стране запуск производства таких носимых устройств станет важным шагом. И это только одна из областей применения беспроводных решений в медицине.

— Есть ли у вас зарубежные заказчики? Развивается ли экспортное направление?

— С 2012–2013 гг. мы вплотную занимаемся международным бизнесом. У нас уже были подписаны договоры, например в Германии. Проблема в том, что на сегодня, если взять, допустим, автомобили, то там производители сразу покупают чипы.

А если говорить о пласте компаний, которые производят устройства мониторинга (трекеры), то они, в основном, позиционируют их как устройства противодействия угону. Но в Европе машины не угоняют, там люди просто запирают их на ключ.

Есть еще страны третьего мира — например ЮАР, Бразилия, где криминогенная обстановка повышена, поэтому такие устройства востребованы. Мы сейчас пытаемся продвинуться в сторону Бразилии, в ЮАР тоже кое-какие контакты получили.

Поскольку ГЛОНАСС/GPS-модули могут применяться не только для позиционирования объектов, но и для получения метки единого времени с точностью до 15 нс, в Европу нам удавалось продавать по 100–200 шт. модулей, которые шли на организацию базовых станций.

— А у нового медицинского направления есть перспективы выхода на зарубежный рынок?

— Безусловно, есть. У нас даже были контакты с одной португальской компанией. Партнерство не сложилось, но будем предпринимать попытки и дальше. И будем выходить на рынки с уже готовой продукцией. К концу 2017 г. мы планируем создать готовое устройство.

— Что нам ждать в ближайшее время от НАВИА?

— Мы постоянно генерируем новые идеи, увеличиваем линейку модулей. Если нужен самый дешевый, малофункциональный модуль, но при этом на уровне конкурентов, мы его делаем. Мы пытаемся идти в ногу с рынком, то есть со временем. За прошлый год мы произвели феноменальное количество модулей, около 700 тыс., такой объем требовался для топографии. В этом году планы поскромнее, а в следующем мы опять ожидаем прорыв.

 

Вестник Электроники, №3, 2016, скачать статью

Статьи >> ML8090 продолжает славные традиции ML8088

В статье описан самый мощный современный модуль ML8090 (семейство TESEO III) для определения настоящего местоположения объекта и предсказания его положения в будущем (Dead Reckoning).

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_1В настоящее время система определения местоположения по спутникам используется буквально везде, разве что исключая интеллектуальные пылесосы и холодильники. Возможно, я несколько преувеличиваю… Хотя и там, и там знание точного положения в пространстве было бы совсем не лишним. Скажем, для интеллектуального холодильника знание положения в пространстве может сократить число телодвижений пользователя, а заказ продуктов может содержать автоматически определенный адрес. По положению в пространстве и карте города вполне можно определить местонахождение устройства. Конечно, для этого точность определения координат должна составлять не более метра, а лучше – несколько сантиметров. Иначе как определить, в какой именно кухне установлен искомый холодильник? Типовая планировка квартир такова, что кухни соседей разделены одной стеной, холодильники стоят «спина к спине» и различаются по положению максимум на метр.

Для интеллектуального пылесоса знание текущих координат с точностью до сантиметров вполне может дать ему новое качество. На сегодня алгоритм движения такого устройства основан на случайном столкновении с препятствиями. Самые продвинутые модели могут использовать сигналы от барьеров и не заходить за них. Если бы программа управления движением пылесоса могла опираться на точные координаты с точностью до сантиметров, можно было бы составить задание прибору, просто очертив на плане квартиры зоны, где надо убирать, а где не надо.

Фантастика? Пока да, но средства измерения положения в пространстве быстро развиваются.

Навигационные системы

В настоящий момент мы имеем точность определения координат порядка единиц метров, но технически можно увеличить точность до единиц сантиметров. Это если говорить о массовой продукции, а системы спецприменения уже сегодня обеспечивают такую точность, например геодезические приемники, которые используют для установления координат на местности для определения границ земельных участков.

Как известно, на сегодня полностью развернуты две спутниковые системы определения координат – отечественный ГЛОНАСС и американский GPS. Оба имеют полноценную спутниковую группировку и запасные спутники. На подходе:

  • европейская система Galileo (на текущий момент четыре спутника, полное развертывание запланировано на 2018 г.);
  • китайская система BeiDou2 (на текущий момент 15 спутников, полное развертывание к 2020 г.);
  • японская система QZSS (на сегодня один спутник дифференциальной коррекции, до 2017 г. должно быть выведено на орбиту еще три спутника, а после 2018 г. – остальные). Эта система, скорее, является дополнением к GPS и имеет главной целью увеличить точность измерения координат (до сантиметров) на территории Японии.

 

Модуль ML8090

Компания НАВИА подготовила к выпуску новейший модуль ML8090, построенный на новейшем навигационном чипсете семейства Teseo III (STA8090FG) от STMicroelectronics. Модуль способен одновременно следить за 48 спутниками любой из навигационных систем ГЛОНАСС/GPS/Galileo/BeiDou/QZSS. В семейство TESEO III, объединяющее все необходимое для построения систем определения положения, входят несколько модулей третьего поколения для разных условий работы, а также программное обеспечение (ПО) DRAW для расчета предсказания положения объекта. DRAW расшифровывается как Dead Reckoning Automotive Way и может быть переведено как «Предсказание движения автомобиля».

Основные характеристики устройства:

  • 48 каналов для одновременного слежения за спутниками любой системы GNSS и два канала быстрого определения положения; однокристальное решение: на одной подложке размещены малошумящий усилитель и высокочастотные узлы;
  • чувствительность –162 дБм внутри помещения в режиме захвата;
  • время захвата (TTFF) менее 1 с при горячем старте и 30 с при холодном;
  • высокопроизводительное микропроцессорное ядро ARM946 (тактовая частота до 196 МГц);
  • 256 кбайт статического ОЗУ;
  • встроенная SQI flash-память объемом 16 Mбайт;
  • часы реального времени;
  • 32-битный сторожевой таймер;
  • три последовательных интерфейса;
  • интерфейс I2C, способный работать в режиме Master и Slave и позволяющий подключить интегрированный датчик ускорения и твердотельный гироскоп для получения данных для расчетов траектории в режиме Dead Reckoning;
  • синхронный последовательный интерфейс (SSP, поддерживается режим Motorola-SPI);
  • USB 2.0 Full speed с интегрированным приемопередатчиком;
  • два контроллера CAN-шины, позволяющие подключение для считывания текущих значений скорости/пробега автомобиля и т. д.;
  • двухканальный АЦП;
  • встроенный импульсный модуль управления питанием;
  • условия эксплуатации:

– o основной (Vinl) и резервный (Vinb) источники пита-ния 1,6–4,3 В;

– o питание цифровой части (Vdd) 1,2 В ±10%;

– o питание высокочастотных узлов (Vcc) 1,2 В ±10%;

– o питание цепей ввода/вывода (Vddio) 1,8 В ±5% или 3,3 В ±10%;

  • корпус TFBGA99 (5x6x1,2 мм), 0,5 мм шаг выводов;
  • диапазон рабочих температур –40…+85 °C.

Структура и возможности модуля

STA8090FG представляет собой однокристальный модуль, способный одновременно работать со всеми системами спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС/Galileo/BeiDou/QZSS). В производственной гамме имеются также изделия Automotive grade, пригодные для использования в бортовой автомобильной технике. Блок-схема модуля показана на рис. 1.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_2

Рис. 1. Блок-схема STA8090FG

Способность STA8090FG использовать одновременно множество сигналов от всех систем GNSS, независимо от их принадлежности к разным системам, позволяет ему рассчитывать данные позиционирования с высочайшей точностью. Кристалл отлично работает в тяжелых условиях современных городов с высокоэтажной застройкой и в условиях, когда захват и слежение за спутниками сильно затруднены наличием строений и другими препятствиями. Требуется лишь минимальное количество вспомогательных элементов (обвязка) STA8090FG для получения полностью законченного изделия с весьма конкурентной ценой. Малое место, необходимое для размещения STA8090FG в готовом устройстве, делает этот кристалл подходящим для использования в портативных трекерах, разнообразных устройствах телематики, планшетах и смартфонах, морских и спортивных устройствах.

Энергоэффективность

STA8090FG отличают продвинутые средства управления энергопотреблением. Основные интерфейсы UART и SPI работают с уровнем сигнала 1,8 или 3,3 В (по выбору пользователя), а питание модуля может быть в диапазоне 1,8–4,3 В. Это позволяет использовать совместно с модулем современные процессоры, непосредственно подключая модуль к шинам данных. Устройства сопряжения не требуются. Границы напряжения питания позволяют использовать литиевые аккумуляторы непосредственно без дополнительных стабилизаторов.

STA8090FG поставляется полностью укомплектованным матобеспечением, которое выполняет все расчеты по позиционированию, включая слежение, захват, навигацию и вы-вод данных. При этом никакая дополнительная память не требуется, т. е. в кристалле есть все, что нужно.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_3

Рис. 2. Примерное расположение выводов на нижней поверхности ML8090

Точность определения координат модуля ML8090 в инженерных образцах на сегодня составляет 2 м по уровню 0,5 при использовании альфа-версии встроенного ПО. Это означает, что при статистической обработке большого количества отсчетов (5–10 тыс.) 50% точек попадают внутрь окружности диаметром 2 м. По мере доработки математического обеспечения точность вырастет минимум втрое и составит 1 м – 60 см. Конечный потребитель, естественно, получит доработанное ПО. Также в кристалле заложена возможность выполнять определение координат с использованием фазовых методов, что даст увеличение точности до 50 см.

В кристалл интегрированы часы реального времени и цепи их поддержки от резервной батареи.

Максимальная частота выдачи координат составляет 10 Гц. Это программное ограничение, поскольку описываемое изделие предназначено для гражданского применения.

Для инженеров-разработчиков предоставляется SDK для пользователя, а большие свободные ресурсы для приложения пользователя позволяют решать сложные задачи. Например, используя SDK, можно дописать собственную программу и в готовом приборе полностью исключить внешний процессор, всю логику работы готового изделия обеспечить внутренними, уже имеющимися ресурсами STA8090FG. SDK поставляется по запросу пользователя бесплатно, но потребуется подписать NDA.

Также следует отметить традиционно качественную защиту антенного входа от электростатики: до 8 кВ воздушного разряда гарантируется официально, фактически – до 15 кВ. 15 кВ – это пробивной промежуток порядка 4 мм в воздухе.

Новый модуль ML8090 будет доступен в почти таком же корпусе, как и ML8088. Боковые выводы останутся теми же, дополнительные выводы появятся на нижней поверхности модуля (рис. 2). Поначалу цена нового устройства будет несколько выше, чем ML8088, но по мере освоения производства и наращивания выпуска предполагается достичь такой же стоимости изделия, как сейчас у ML8088. Распределение сигналов по выводам ML8090 приведено в таблице 1.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_4

Таблица 1. Распределение сигналов по выводам ML8090

Краевой вывод 15 (рис. 2) служит для подачи питания (1,8 или 3,3 В) интерфейсов группы R1 (краевые контакты). Питание нижних интерфейсов (3,3 В) заведено на вывод 30. Сигнал Standby (вывод 19) и сигнал WakeUp всегда работают с уровнем 1 В. Группа контактов JTAG предназначена для отладки ПО.

На момент написания статьи производитель еще не представил окончательную разводку выводов. Наиболее вероятно, что выводы внешнего (1–22) и первого внутреннего (23–44) рядов останутся неизменными, а назначение выводов «внутренней десятки» (45–54) может измениться. Впрочем, работа идет быстро, и я уверен, что к моменту публикации этой статьи модуль будет окончательно разведен и готов к промышленному выпуску.

Сценарии использования режима предсказания для STA8090FG

В качестве примера возьмем обычный автомобиль. Система позиционирования на базе STA8090FG будет получать данные от систем спутниковой навигации от антенны, показания трехосевого твердотельного датчика ускорения (MEMS Accelerometer), трехосевого твердотельного гироскопа (MEMS Gyroscope) и данных о перемещении автомобиля, доступных по CAN-шине (рис. 3).

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_5

Рис. 3. Состав датчиков для системы предсказания положения

Пока автомобиль движется по местности без помех приему сигналов спутников (режим «чистого неба», рис. 4), STA8090FG использует данные для расчета положения и калибровки вспомогательных датчиков.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_6

Рис. 4. Движение автомобиля в режиме «открытого неба»

Если автомобиль движется по городу с высокими зданиями, то прием сигналов спутников затруднен (рис. 5). В этом случае STA8090FG дополняет данные по положению от спутников данными от гироскопа, акселерометра и одометра. Для сведения данных от датчиков используется встроенное ПО DRAW.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_7

Рис. 5. Движение автомобиля в режиме застройки города высотными зданиями

Третий вариант – движение по многоуровневой развязке (рис. 6). В этом случае важно знать не только плоскостные координаты, но и высоту. Программа DRAW использует весь комплекс данных, включая данные от трехкоординатного твердотельного акселерометра, что позволяет значительно точнее определять положение автомобиля на развязке, а именно – на каком из лепестков развязки находится в данный момент автомобиль.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_8

Рис. 6. Движение автомобиля на многоуровневой развязке

И наконец, самый сложный вариант – подземный многоуровневый паркинг или протяженный туннель (рис. 7). В этом случае сигналы спутников отсутствуют полностью, но система DRAW, используя информацию от трехосевых твердотельных акселерометра и гироскопа, а также от одометра, продолжает выдавать информацию о положении автомобиля с высокой точностью.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_9

Рис. 7. Движение автомобиля на многоуровневом паркинге

Преимущества многосистемного навигационного приемника

Поскольку на текущий момент полностью развернуты всего две полноценные спутниковые навигационные системы (отечественный ГЛОНАСС и американская GPS), рассмотрим преимущества совместного их использования. К ним относятся:

  • минимизация времени первоначального определения местоположения;
  • минимизация дисперсии расчета координат;
  • возможность отбора наилучших измерений;
  • фильтрация случайных отклонений;
  • сохранение полной работоспособности в случае отказа одной из систем.

На рис. 8 показано сравнение возможностей только одной системы и двух систем одновременно. Использование двух систем одновременно значительно улучшает работу системы GNSS. Так, например, вдвое уменьшается разброс координат и вдвое увеличивается точность их определения.

ML8090_prodolzhaet_tradicii_ML8088_10

Рис. 8. Сравнение возможностей одной и более одной системы GNSS

При использовании ПО предсказания очень важно обеспечить максимальное количество и точность дополнительных данных, включая температуру. Показания твердотельных акселерометров и гироскопов достаточно сильно зависят от температуры. Если обеспечить ПО DRAW даннымив том числе и от температурных датчиков, то после выполнения калибровки точность расчетов положения значительно увеличится.

Увеличение точности при работе ПО предсказания движения DRAW можно проиллюстрировать такими данными: при движении в течение 10 мин в туннеле Namsan (Сеул) пройден путь в 1500 м. Температура в туннеле изменилась на 5°. Ошибка составила 40 м (2% от пройденного пути) с учетом ухода данных твердотельного акселерометра и гироскопа, а без такой температурной коррекции – 430 м (28% от пройденного пути).

ПО DRAW поставляется по запросу.

Заключение

В статье рассмотрен новый модуль ML8090, производящийся на базе последнего, самого современного однокристального устройства STA8090FG.

Ключевые особенности ML8090:

  • пять систем навигации – GPS/Galileo/Glonass/BeiDou/QZSS;
  • ARM946 MCU;
  • повышенная точность определения координат (потенциально до 50 см);
  • два интерфейса UART, один USB/UART, один I2C, один SPI, один MMC, CAN;
  • выбираемое пользователем напряжение работы интерфейсов (1,8 или 3,3 В);
  • ПО DRAW для предсказания положения (Dead Reckoning Automotive Way);
  • широкий выбор внешних датчиков, настройка внешних датчиков в установках программы;
  • автокалибровка датчиков в процессе работы, компенсация температурных дрейфов, автоподстройка показаний датчиков гироскопа/ускорения под реальное положение после монтажа (не требуется ни точной установки, ни калибровки);
  • SDK для собственных приложений клиента.

 

 

Сергей Дронский

Вестник Электроники, №4, 2014, скачать статью

Статьи >> Навиа вчера, сегодня и завтра

Команда НАВИА специализируется на разработке и производстве изделий в области беспроводной связи. В этом году специалистами НАВИА были разработаны навигационный модуль (подробнее о нем можно прочитать в статье Сергея Дронского «ML8090 продолжает славные традиции ML8088») и модуль Bluetooth LE на основе новейших чипов от STMicroelectronics. Рассказать о компании и новинке мы попросили Владимира Осадчего, руководителя команды разработчиков НАВИА.

Vladimir_OsadchiiРасскажите о фирме НАВИА. С чего начинался этот проект?

НАВИА – зарегистрированный торговый знак ООО «ПетроИнТрейд». Это не отдельное предприятие.

Направление было создано в начале 2011 г., и вскоре мы уже имели рабочие прототипы модулей GL8088s, а к концу лета – прототипы модулей ML808s. К ноябрю мы подготовили производственное технологическое оборудование для модулей GL8088s, что позволило нам выпустить в декабре первые серийные экземпляры. Отмечу, что мы были первыми в мире, кто выпустил серийные модули на чипсете STA8088FG.

В феврале 2012 г. мы выпустили первые предсерийные образцы модуля ML8088s, опять-таки став первыми в мире, кто выпустил самый маленький на тот момент GPS/ГЛОНАСС-модуль с краевыми SMD-контактами. Для российских производств этот модуль стал настоящим вызовом, заставившим несколько предприятий заметно пересмотреть свой технологический процесс.

Где производится продукция под маркой НАВИА?

Мы прошли достаточно большой путь в выборе партнеров по выпуску нашей продукции. Начали производство модулей на одном из предприятий Санкт-Петербурга, потом перенесли часть линейки в Подмосковье (Зеленоград). Выпускали модули там достаточно долго, однако мы продолжали искать и других партнеров. Протестировали еще несколько производств, кто-то подошел, кто-то не смог выпустить продукцию с надлежащим качеством. Одновременно искали производство в Юго-Восточной Азии, поскольку значительная часть наших клиентов собирает свои конечные изделия именно там. С точки зрения логистики получается, что «плечо» ЮВА–ЮВА короче, а это выгодно и нам, и нашим клиентам. Таким образом, сегодня у нас несколько площадок для сборки модулей. Мы направляем продукцию по кратчайшему маршруту к нашему покупателю.

Какие разработки НАВИА вы хотели бы подчеркнуть особо?

Традиционно мы занимаемся навигационными модулями и всем тем, что может потребоваться нашим клиентам, чтобы эти модули применять: программное обеспечение, демонстрационные платы, анализ устройств пользователя и многое другое. Поскольку стандартные недорогие покупные антенны не реализуют точностный потенциал наших модулей, нам пришлось разработать свою антенну. Таким образом, из разработок навигационных модулей плавно выкристаллизовалось дополнительное направление – антенны. Еще одно новое направление нашей деятельности – разработка Bluetooth LE модулей. Мы разработали бюджетную версию модуля, максимально простого в применении, и, соответственно, делаем для него и всю «инфраструктуру» – демонстрационную плату, встроенное программное обеспечение, программное обеспечение для работы с демонстрационной платой, технологическое программное обеспечение для серийного выпуска…

navia_vchera_segodnya_zavtra_1Расскажите об истории появления нового модуля.

Как я уже говорил, первоначально мы ориентировались только на разработку навигационных модулей на базе чипсетов STMicroelectronics (ST). Так на этом чипсете мы разработали два модуля со сходной функциональностью, отличающихся размерами и, соответственно, расположением выводов. Модули неоднократно модернизировались с целью улучшения потребительских качеств и технологичности (для информации – нынешняя версия печатной платы модуля имеет номер 8).

Развитие навигационных приемников не останавливается ни на день, разрабатываются новые технические решения, вводятся в строй давно ожидаемые спутниковые группировки – европейский «Галилео» и китайский «БейДоу» («Компас»). Все это стимулирует производителей микросхем разрабатывать новые чипсеты для спутниковых приемников. Вот мы и освоили новый для себя чипсет МТ3333 производства тайваньской компании «Медиатек». Модуль на нем был выполнен в форм-факторе нашего традиционного ML8088sE и практически pin-to-pin совместимым. Были получены положительные результаты, выпущена малая партия модулей (порядка 40 шт.). Клиентам модуль понравился, однако его цена оказалась слишком высока – мы заложили в нем слишком много «вкусняшек на вырост», что и сыграло отрицательную роль в судьбе этой разработки. Вердикт – неконкурентоспособен…

Соответственно, наш традиционный партнер по чипсетам компания STMicroelectronics тоже не сидела сложа руки и выпустила новый чипсет Teseo III. Это принципиально новая разработка с рядом функций, которые ранее были доступны только в приемниках профессионального уровня и, соответственно, высокого ценового диапазона. В то же время энергопотребление нового чипсета находится на уровне современных бытовых чипсетов ведущих производителей.

Как это получилось у ST – даже не представляю. Но получилось… Компания является нашим давним и проверенным партнером, мы имеем возможность применять самые новые и перспективные их разработки. Когда ST разработала великолепный Bluetooth LE чипсет BlueNRG, на его базе мы уже и разработали свой Bluetooth-модуль.

Какими серийными изделиями в настоящее время может похвастаться НАВИА?

Мы запустили в серию два модуля на чипсете STA8088FG в разных форм-факторах, выпустили для них отладочные платы. Естественно, модули в процессе серийного выпуска претерпели некоторые изменения, которых от нас потребовала реальная эксплуатация. Так что это – серия, причем большая по российским меркам. Антенны НАВИА производятся малой серией.

Сейчас готовимся к серийному выпуску Bluetooth LE модуля BT-01A. Естественно, и к нему мы выпускаем отладочные платы. Ну и особо хочу отметить наше программное обеспечение – оно традиционно отслеживает изменения в тенденциях на рынке. Пока клиентам нужны были только данные о местоположении объекта, мы давали ему эти данные и еще чуть-чуть дополнительно. Потребовались данные для синхронизации времени – появилась и такая информация. Захотели получать информацию о погрешности – пожалуйста! Захотели работать с сервисом дифференциальной коррекции – никаких проблем!

Так что мы стараемся постоянно обеспечивать пользователя максимальным набором информации.

Что находится в разработке?

Сейчас мы разрабатываем новые навигационные модули на двух разных чипсетах – STA8090FG и MT3333. Модули будут выполнены в разных конструктивах и ориентированы на разные сегменты рынка. Многофункциональный модуль ML8090F будет выполнен в традиционном для нас форм-факторе ML8088sE с существенными дополнениями: к привычным 22 краевым выводам добавятся 32 LGA-вывода «на брюшке». Пользователю, желающему применить модуль «по минимуму», будет достаточно припаять только привычные краевые выводы, а тем, кто пожелает полностью реализовать потенциал нашего модуля, понадобится припаять все контакты. Благо, к контактам LGA пользователя уже давно приучают другие производители. Вообще, модуль ML8090F заслуживает отдельного большого разговора – в нем мы реализуем много интересных задумок. Модуль на чипсете MT3333 будет выполнен в нано-формате. Подробности я пока раскрывать не буду, подождите немного, и сами увидите.

По Bluetooth-модулям мы планируем сделать новую версию с особо малым энергопотреблением. Возможно, он не будет совместим по форм-фактору с BT-01A, но это и не нужно.

Хочу отметить, что традиционный ML8088sE получит новую версию – низковольтный ML8088LV. Дело в том, что традиционно в большинстве модулей внутренние узлы работают от напряжения питания не выше 2 В, а основное напряжение питания модулей ранее было принято равным 3,3 В. Разница в напряжениях чаще всего превращалась в тепло, не выполняя никакой полезной работы. По этой причине все больше и больше потребителей переходят на напряжение питания 1,8 В для своих приборов. Мы решили влиться в стройные ряды сторонников низковольтного питания и сделать модуль с напряжением питания 1,8 В. Естественно, при этом существенно снизится потребляемая модулем мощность.

В то же время мы добавляем модулю ранее не задействованные интерфейсы – и он становится готовым к работе с MEMS-датчиками для реализации функции Dead Reckoning (навигация в условиях плохого или отсутствующего сигнала от спутников). Программное обеспечение уже готово, модули скоро появятся.

Также мы планируем выпустить новые версии нашей антенны с уменьшенными габаритами.

Естественно, все наши изделия будут выпускаться в сопровождении сервисного оборудования – демонстрационные платы, программное обеспечение для ускорения процесса освоения и, естественно, техподдержка…

navia_vchera_segodnya_zavtra_2

В каких областях и в каких странах применяется продукция НАВИА?

Ответ достаточно традиционный: там, где требуется получать данные о местоположении объекта. Автомобильные трекеры, переносное и полустационарное оборудование, координаты которого требуется знать…

Новые направления – синхронизация времени, высокоскоростные изменения и метеозонды. Россия, Казахстан, Украина, Китай, Сингапур, Германия – это те страны, с которыми мы работаем. Там находятся инженеры, с которыми мы контактируем по применению наших модулей. Возможно, есть еще страны, инженеры из которых еще не связывались с нами.

Какое из применений вам наиболее запомнилось?

Наиболее запомнилось применение нашего модуля в метеозонде. Да, мы имели предварительную информацию о том, что модуль должен работать на больших высотах (более 18 км), но, знаете ли, сомнения все равно оставались. И вот когда наш заказчик сообщил, что метеозонд нормально поднялся на 38 км и наш модуль отработал нормально все это время, вот тогда действительно был восторг!

Участвовала ли продукция НАВИА в международных выставках?

Да, конечно! Первый «бенефис» НАВИА был на выставке CeBit 2012 в Ганновере (Германия). Модуль понравился, он успешно принимал сигналы через небольшие окна в потолке выставочного зала. Потом была выставка Electronica 2012 в Мюнхене. Тоже успешно, масса интереса к нашим модулям. В 2013 г. мы принимали участие в выставках Telematics India 2013 в городе Пуна (Индия) и ElectronicAsia 2013 в Гонконге.

В 2014 г. мы также принимали участие в выставках ElectronicAsia 2014 в Гонконге и Electronica 2014 в Мюнхене. Так что нас хорошо знают за рубежом.

Какова динамика выпуска продукции НАВИА?

На этот вопрос я не могу ответить с высокой точностью, однако динамика примерно такова: 2011 г. – 1500 шт.; 2012 г. – 90 тыс. шт.; 2013 г. – 110 тыс. шт. В 2014 г. ожидается объем в 400 тыс. шт.

 

Вестник Электроники, №4, 2014, скачать статью

Статьи >> Bluetooth-модули НАВИА BT-01

Автор статьи:

Иван Гончаров

В настоящее время многие современные гаджеты содержат Bluetooth-чипсеты – наручные часы, связанные с телефоном по технологии Bluetooth LE (Low Energy), гаджеты для фитнеса и прочие потребительские вещи. Широкое применение Bluetooth 4.0 LE находит и в сфере М2М. В статье рассматривается новый продукт под брендом НАВИА – Bluetooth-модуль BT-01.

bluetooth_moduli_navia_vt_01_1

bluetooth_moduli_navia_vt_01_2

Таблица 1. Технические характеристики модуля

Модуль НАВИА BT-01 предназначен для обеспечения надежного и стабильного радиоканала передачи данных в диапазоне 2,4 ГГц. Он работает в стандарте Bluetooth LE и совместим с модулями других производителей, поддерживающими этот стандарт.

НАВИА BT-01 представляет собой законченное устройство на базе чипсета BlueNRG производства STMicroelectronics с выводами UART и GPIO. Краевые площадки позволяют легко и быстро интегрировать модуль в конечное изделие заказчика либо в плату разрабатываемого устройства. Устройство выпускается в двух исполнениях – НАВИА BT-01A со встроенной антенной и НАВИА BT-01, разработанный для применения совместно со внешней антенной. Эти модули позволяют создать техническое решение с высокими характеристиками для обеспечения информационного обмена системы пользователя с внешним оборудованием при небольших затратах. Технические характеристики устройства приведены в таблице 1.

 

Описание NAVIA BT-01(А)
Внешний вид модулей NAVIA BT-01 и NAVIA BT-01A приве-ден на рис. 1 и 2.

bluetooth_moduli_navia_vt_01_3

Рис. 1. Модуль Bluetooth НАВИА BT-01A (со встроенной антенной)

 

bluetooth_moduli_navia_vt_01_4

Рис. 2. Модуль Bluetooth НАВИА BT-01 (без антенны)

 

bluetooth_moduli_navia_vt_01_5

Рис. 3. Структурная схема модуля NAVIA BT-01

 

Структура модуля приведена на рис. 3. Назначение основных функциональных блоков:

  • Управляющий процессор модуля STM32 осуществляет двусторонний обмен информацией с внешними устройствами и преобразование поступающей информации в формат, пригодный для обработки радиочастотным процессором.
  • Радиочастотный процессор BlueNRG обеспечивает выполнение стека протокола Bluetooth LE и осуществляет формирование и прием высокочастотных сигналов.
  • Цепь высокочастотного согласования с антенной RF match предназначена для согласования радиочастотного тракта процессора BlueNRG и антенны и фильтрации внеполосных помех.
  • Кварцевые резонаторы 16 МГц и 32768 Гц предназначены для обеспечения работы процессоров STM32 и BlueNRG.
  • Антенна предназначена для преобразования электрического сигнала в радиосигнал и обратно. Может быть выполнена в составе модуля или подключаться снаружи к специальным контактам модуля.

На структурной схеме не показаны цепи электропитания процессоров, так как они не влияют на информацию, циркулирующую в модуле.

bluetooth_moduli_navia_vt_01_6

Рис. 4. Расположение выводов модуля NAVIA BT-01(A)

 

Вариант исполнения модуля NAVIA BT-01 имеет выводы ANT и GND для подключения внешней антенны, а NAVIA BT-01A снабжен встроенной антенной и не требует подключения внешней антенны.

На рис. 4 и в таблице 2 приведены расположение и назначение выводов модуля NAVIA BT-01(A).

На нижней поверхности модуля расположен вывод BOOT, предназначенный для производственных целей. В устройстве пользователя этот вывод не должен быть подключен к каким-либо цепям (т. е. должен быть оставлен «в воздухе»).

bluetooth_moduli_navia_vt_01_8

Таблица 2. Назначение выводов модуля

 


Комментарий специалиста

bluetooth_moduli_navia_vt_01_7Алексей Танцюра, support@naviaglonass.ru

Сегодня Bluetooth-модули NAVIA BT-01 способны решить ряд задач, связанных с системами АСКУЭ и не только. При помощи смартфона или планшетного компьютера можно связаться со счетчиком, в который интегрирован наш модуль, и получать данные по показаниям электроэнергии. Или другой пример: использование в ОПС для связи и управления охранной системой дома при помощи смартфона. И это только часть задач, которые можно решить при помощи Bluetooth-модуля. В дальнейшем планируется внедрить АТ-команды для управления модулем, для упрощения работы или тестирования со стороны заказчика. Кроме того, планируется расширение линейки модулей.


bluetooth_moduli_navia_vt_01_9

Рис. 5. Подключение выводов модуля NAVIA BT-01(A) к микроконтроллеру

 

bluetooth_moduli_navia_vt_01_10

Таблица 3. Подключение программатора к модулю

 

Схема включения модуля

На рис. 5 показано подключение выводов модуля NAVIA BT-01(A) к микроконтроллеру. Подключение выводов модуля GPIO не приводится, так как эти выводы предназначены для подключения к ним различных устройств – кнопок, контактных датчиков, выходов различных изделий (при настройке выводов модуля как «входы») или входов устройств индикации, входов управления различными устройствами и т. д. (при настройке выводов модуля как «выходы»). Конкретное назначение выводов GPIO определяется программным обеспечением модуля и его настройками.

Программные интерфейсы обмена модулей NAVIA BT-01 и NAVIA BT-01A с устройством конечного пользователя описаны в документе «Модуль Bluetooth LE BT-01 Описание интерфейса обмена».

Подключение программатора ST-LINK к модулю

Для загрузки программного обеспечения в модуль следует использовать программатор ST-LINK V2. В таблице 3 указаны выводы модуля, к которым нужно подключать программатор.

 

Вестник Электроники, №4, 2014, скачать статью

Статьи >> Глонасс-приемник ML8088SЕ – новые возможности

Введение

На российском рынке бренд НАВИА относительно новый, но, несмотря на это, технические решения НАВИА успели завоевать доверие многих разработчиков электронного навигационного оборудования. Например, ГЛОНАСС-приемники GL8088 имеются в приборной панели «Лада Калина» и «Лада Приора». Приемник ML8088sE установлен не только в приборной панели «Лада Гранта», но и в таких устройствах, как тахографы, автомобильные системы мониторинга и системы синхронизации времени. Что же представляет собой ГЛОНАСС-приемник ML8088sE – самый популярный и маленький приемник российского производства (рис. 1)? В рамках статьи рассмотрим более подробно, на каком чипсете построены приемники, каковы особенности включения, а также разберем более подробно, как работает режим ST-AGPS.

glonass-priemnik_ml8088se_1

Рис. 1. Внешний вид приемника ML8088sE

 

 

ML8088sE

ГЛОНАСС-приемники ави подверглись кардинальным изменениям по сравнению с приемниками производства 2011–2012 годов. Так, вместо чипсета STA8088FG применяется обновленный чипсет STA8088CFG, на котором и построены все приемники производства 2013 года. В обновленном приемнике также успешно решен вопрос со статикой, ESD-защита соответствует 3-му уровню по IEC 61000-4-2 – 8 кВ. Благодаря обновленному чипсету улучшились и технические характеристики. Основные технические параметры представлены в таблице 1.

glonass-priemnik_ml8088se_tab1

Таблица 1. Основные технические характеристики

 

Появилось новое программное обеспечение модулей и функции, новые команды и возможности. В последних версиях ПО добавлены режимы адаптивного энергопотребления, спящий режим, режим работы с дифференциальными поправками. При активации функции ST-AGPS время теплого старта приравнивается ко времени горячего старта, осуществляется уверенный прием сигналов со спутников, даже в осложненных условиях. Итак, каковы же характеристики нового чипсета?

 

Чипсет STA8088CFG

Приемники НАВИА разрабатывались на чипсете от STM. В первых версиях ML8088s применялся навигационный чипсет STA8088FG. Его особенность заключается в том, что он содержит большое количество интерфейсов и способен принимать сигналы от различных спутниковых группировок: GPS, ГЛОНАСС, Galileo. По сути, получился микроконтроллер с навигацией. Структура чипсета приведена на рис. 2.

glonass-priemnik_ml8088se_2

Рис. 2. Структура чипсета

 

Чипсет построен на ядре ARM 946, содержит встроенную двухуровневую систему подавления помех, 2 Мбайт встроенной флэш-памяти предназначены для записи и хранения данных о спутниковой обстановке. Ресурс флэш-памяти рассчитан на 10 лет работы. Доступны следующие интерфейсы: до 3 UART, в приемнике предусмотрены 2 UART для подключения и отладки, до 12 GPIO, USB 2.0, SPI, АЦП и JTAG, предназначенный для отладки чипсета.

 

Схема включения приемника НАВИА ML8088sE

На основе приемника НАВИА ML8088sE разработчик может создать техническое решение для приема спутниковых сигналов, затратив минимум усилий на создание и подсоединение приемника (рис. 3). Для активирования подключения приемника не обязательно задействовать все линии. Исходя из своей задачи, можно использовать только те выводы, которые необходимы для решения конкретных задач.

glonass-priemnik_ml8088se_3

Рис. 3. Схема включения микроконтроллера с ML8088sE

 

В большинстве реальных применений задействованы не все линии связи. Рассмотрим более подробно основные линии приемника:

  • Вывод 4 TX1 – UART1 Tx NMEA Out.

Сигнальная линия предназначена для передачи в конечное изделие информации в виде сообщений NMEA и собственных служебных сообщений приемника, имеющих NMEA-подобный формат. Линия является основным выходом приемника.

  • Вывод 18 /RST – /RESET In.

Сигнальная линия, предназначенная для осуществления аппаратного сброса приемника. Этот сигнал в некоторых случаях можно не подключать, однако при программных или аппаратных конфликтах между приемником и конечным устройством подача данного сигнала позволяет устранить последствия большинства конфликтов.

  • Вывод 5 RX1 – UART1 Rx NMEA In.

Сигнальная линия, предназначенная для подачи на приемник команд и ввода данных. При помощи команд можно осуществлять управление приемником, изменять его программную конфигурацию, а также производить смену встроенного программного обеспечения приемника.

  • Вывод 2 TX1 – UART0 Tx Debug Out.

Сигнальная линия, предназначенная для передачи приемником отладочной информации, которая передается в текстовом виде, однако ее структура не раскрывается разработчиком. Данная линия может применяться для смены встроенного программного обеспечения приемника (совместно выводы 1 и 2).

  • Вывод 1 RX1 – UART0 Rx RTCM In.

Сигнальная линия, предназначенная для подачи на приемник сообщений RTCM SC-104 (данных для дифференциальной коррекции принимаемых сигналов). Может применяться для смены встроенного программного обеспечения приемника (совместно выводы 1 и 2).

  • Вывод 3 PPS – 1PPS Out.

Сигнальная линия, предназначенная для передачи в конечное устройство сигнала метки времени PPS. Предназначена для взаимной синхронизации нескольких устройств, находящихся в различных пространственных точках.

  • Вывод 8 GNSS Status – GNSS Status Out.

Сигнальная линия, предназначенная для передачи в конечное устройство информации о статусе решения навигационной задачи. Данный сигнал является опциональным и формируется не всеми вариантами встроенного программного обеспечения приемника. В состоянии заводской поставки сигнал GNSS Status не формируется, для получения приемников со встроенным ПО, создающим этот сигнал, следует сделать особое указание при заказе приемников у поставщика.

Обновление встроенного программного обеспечения приемника может быть произведено непосредственно заказчиком, как при помощи сервисной платы, так и в конечном изделии (самостоятельное обновление встроенного ПО приемника требует двусторонней связи приемника с внешним компьютером, действующим под управлением Windows).

 

Напряжения питания приемника

Для работы приемника применяются два напряжения питания: +3,3V_main и +Vbat_RTC.

  • Вывод 12 V_RTC – +Vbat RTC.

Питание встроенных часов реального времени приемника. Пределы изменения 2–3,6 В, ток потребления 50 мкА. При напряжении +Vbat_RTC, превышающем +3,3V_main, ток потребления в данной цепи может возрастать до 2 мА.

  • Вывод 13 V_IN – +3,3V_main.

Основное напряжение питания приемника. Пределы изменения 3–3,6 В. Ток потребления может достигать 120 мА, без включения тока потребления активной антенны, подсоединенной к приемнику.

 

Минимальная схема включения

Минимальная схема включения приемника приведена на рис. 4. В этой схеме задействованы один выходной сигнал UART1 Tx NMEA Out, один входной сигнал /Reset и одно напряжение питания +3,3V_main. Данная схема применяется при минимальных требованиях потребителя – получение только NMEA-потока информации без возможности управления приемником.

glonass-priemnik_ml8088se_4

Рис. 4. Минимальная схема включения приемника ML8088sE

 

 

Особенности включения приемника

Включение приемника имеет некоторые особенности, и несоблюдение определенных несложных требований может привести к нестабильности работы или даже полной его неработоспособности.

Основные особенности могут быть разделены на несколько групп:

  • диапазон питающих напряжений;
  • допустимые напряжения на выводах;
  • «фантомное питание»;
  • батарейное питание RTC;
  • включение питания;
  • состояния выводов при включении (старте) приемника;
  • программная конфигурация приемника;
  • цепь питания активной антенны;
  • согласование уровней информационных, статусных и управляющих сигналов.

Рассмотрим вышеуказанные особенности по порядку.

 

Диапазон питающих напряжений

Напряжение питания приемника не должно превышать 3,6 В. Иначе это может вывести приемник из строя. Основной причиной подобных превышений являются переходные процессы в источнике питания приемника при резком изменении нагрузки, например при включении питания, при переходе приемника из режима поиска (потребление до 120 мА) в режим сна (потребление менее 1,5 мА), при выходе приемника из режима сна и т. д.

Нижняя граница питающего напряжения составляет 3,0 В. Данное значение не является критичным, однако провалы ниже этого уровня могут приводить к перезапуску программного обеспечения приемника. Повреждения приемника при уменьшении питающего напряжения не происходит.

 

Допустимые напряжения на выводах

Напряжение на любых выводах приемника не должно превышать 3,6 В, чтобы приемник оставался работоспособным. Основными причинами подобных превышений являются переходные процессы в цепях связи «приемник – конечное устройство», а также переходные процессы в цепях питания конечного устройства.

 

«Фантомное питание»

Ни на одном выводе приемника (кроме вывода 12 V_RTC и вывода 18 – /RST) напряжение не должно превышать 0,3 В при отсутствии основного напряжения питания +3,3V_ main. Иначе говоря, информационные линии связи «конечное устройство – приемник» ни в какой момент времени не должны быть источниками питания приемника.

 

Батарейное питание RTC

Напряжение питания встроенных часов реального времени должно находиться в диапазоне 2–3,6 В. Превышение уровня 3,6 В может привести к выходу приемника из строя, понижение уровня менее 2 В может привести к сбоям в работе часов и сбросу регистра конфигурации запуска приемника. Кратковременные (доли и единицы миллисекунд) провалы напряжения питания встроенных часов обычно не приводят к нарушениям в работе. Не рекомендуется устанавливать величину напряжения питания часов реального времени выше напряжения основного питания приемника, так как в этом случае ток потребления по цепи часов может существенно возрастать и достигать 2 мА.

Приемники НАВИА ML8088sE обладают возможностью функционировать без применения напряжения питания встроенных часов реального времени. Естественно, при этом в случае отключения электропитания часы прекращают работу, однако особенности схемотехники и программного обеспечения приемника позволяют ему осуществлять быстрый старт и определение координат и в такой ситуации. По этой причине во многих схемах включения питание V_RTC на приемник можно не подавать.

 

Включение питания

При включении питания требуется обеспечить правильное выполнение процедуры старта приемника. Возможны несколько вариантов подсоединения источников питания к приемнику:

  • основное питание и постоянно подключенная батарея питания часов реального времени;
  • основное питание и перезаряжаемый источник питания часов (ионистор или аккумулятор);
  • основное питание, подключенное и к выводу 13 V_IN, и к выводу 12 V_RTC, то есть основное питание и питание часов приемника осуществляются от одной цепи;
  • основное питание, подключенное к выводу 13 V_IN, вывод 12 V_RTC не подключен.
glonass-priemnik_ml8088se_5

Рис. 5. Ошибка первого определения места при теплом старте с использованием данных автономного прогнозирования по одному набору эфемерид. Абсолютная величина

 

 

ST-AGPS

Обычно под термином AGPS понимают несколько различных функций:

  • Assisted GPS off-line

Загрузка данных о спутниковой обстановке с удаленного источника. Наиболее старое, традиционное толкование термина. Загружаются альманах и эфемериды, иногда текущее время. Местоположение заранее неизвестно. Модуль GPS/ГЛОНАСС делает сам все вычисления. Требуется дополнительный канал связи, например GPRS.

  • Assisted GPS on-line

Загрузка данных о спутниковой обстановке с удаленного источника. Загружаются альманах и эфемериды, иногда текущее время. Местоположение заранее неизвестно. Модуль GPS/ГЛОНАСС выполняет измерения и передает все данные для проведения вычислений на центральный сервер. Требуется дополнительный канал связи.

  • Advanced GPS

Загрузка данных о спутниковой обстановке с удаленного источника, принятие информации о примерном местоположении приемника по данным сотового оператора (по информации о базовой станции, при возможности – о нескольких базовых станциях). Загружаются альманах и эфемериды, примерное место­положение и иногда текущее время. В данном случае навигационный приемник применяется для уточнения местоположения. Требуется дополнительный канал связи.

  • AGPS predicted

Прогнозирование спутниковой обстановки для формирования набора альманаха и эфемерид в приемнике до начала процедуры старта. Применяется с целью уменьшения времени холодного и теплого старта, а также для получения возможности старта в условиях слабого сигнала, когда холодный старт невозможен. Существуют две разновидности:

– On-line или Server based – данные вычисляются при помощи специального сервера и передаются на модуль по дополнительным каналам связи;

– Off-line, Autonomous или Self predicted – данные вычисляются приемником самостоятельно на основе принятой со спутников информации. Дополнительных каналов связи не нужно.

Как следует из вышеизложенного, в первых четырех вариантах модулю с системой AGPS для получения преимуществ над традиционным GPS-ГЛОНАСС-модулем необходим дополнительный канал связи, например GPRS или радиоканал. Только вариант с автономным прогнозированием спутниковой обстановки не требует дополнительного канала связи и, следовательно, пригоден к применению в большем объеме.

Далее будут рассмотрены некоторые аспекты использования системы ST-AGPS разработки фирмы STMicroelectronics.

glonass-priemnik_ml8088se_6

Рис. 6. Ошибка первого определения места при теплом старте с использованием данных автономного прогнозирования по одному набору эфемерид. Распределение по плоскости

 

 

Функции системы ST-AGPS

Система ST-AGPS включает как набор функций Assisted GPS off-line, так и полный набор AGPS predicted, что предоставляет конечному пользователю значительный выигрыш в функциональных возможностях изготавливаемого прибора. В состав ST-AGPS включены следующие функции:

  • загрузка данных о спутниковой обстановке;
  • Server Based-прогнозирование;
  • Self Predicted-прогнозирование.

Следует учесть, что все функции предназначены для уменьшения продолжительности (времени) теплого старта модуля, то есть стирания предварительно сохраненной информации о спутниковой обстановке не производится. Продолжительность холодного старта, при котором осуществляется стирание имеющейся информации о спутниковой обстановке, не изменяется по сравнению с модулем, не использующим систему ST-AGPS.

Загрузка данных о спутниковой обстановке предусматривает несколько этапов, из которых только два последних выполняются непосредственно в модуле, расположенном на подвижном объекте.

  • Подготовка данных о спутниковой обстановке модулем, установленным стационарно.
  • Получение со стационарного модуля данных об альманахе, эфемеридах и текущем времени.
  • Передача по каналу связи данных на устройство, в котором установлен подвижный модуль.
  • Загрузка в подвижный модуль данных об альманахе, эфемеридах, текущем времени и ориентировочных координатах.
  • Вычисление подвижным модулем текущих координат по сигналам спутников.

При этом подвижный модуль способен определить координаты (решить навигационную задачу) очень быстро (время решения сопоставимо со временем горячего старта) и, что очень важно, способен выполнить это даже в условиях слабого сигнала, при котором холодный старт уже невозможен.

Режим прогнозирования Self Predicted позволяет существенно снизить время теплого старта при длительных перерывах между включениями при автономной работе модуля. Глубина прогноза – 5 дней.

После включения модуль сначала определяет местоположение, затем в течение определенного времени (примерно 12–15 минут) накапливает данные и вычисляет прогноз спутниковой обстановки. После завершения расчетов спрогнозированные данные заносятся в энергонезависимую память модуля и становятся доступны встроенному ПО модуля для проведения последующих расчетов местоположения. После этого питание модуля можно отключать. Наличие батарейного питания часов реального времени модуля необязательно.

glonass-priemnik_ml8088se_7

Рис. 7.

 

При следующем включении или после пропадания навигационного решения на достаточно длительное время модуль осуществляет старт с использованием спрогнозированных данных о местоположении спутников. При этом не требуется тратить время на ожидание приема всего набора информации об альманахах и эфемеридах. Старт занимает несколько секунд и может осуществляться в условиях достаточно слабого сигнала.

Данный режим имеет два варианта применения – по одному набору эфемерид и по двум наборам эфемерид. Эти варианты отличаются только доступностью для модуля только одного набора эфемерид (одно включение для накопления данных для прогноза) или двух наборов (два включения с достаточно большим временным интервалом между ними). Никаких дополнительных действий со стороны потребителя для выбора варианта работы не требуется, следует только включить модуль на достаточное для вычисления прогноза время один раз в пять дней (получится прогноз по одному набору эфемерид) или включать ежедневно (будет вычисляться прогноз по двум наборам эфемерид).

glonass-priemnik_ml8088se_8

Рис. 8.

 

Однократное накопление данных и расчет прогноза спутниковой обстановки производится в условиях, когда второй цикл накопления недоступен по тем или иным причинам, например приемник включается на достаточное время лишь один раз в пять суток.

Накопленная вероятность ошибки первого местоопределения в режиме Self Predicted по одному набору эфемерид приведена в таблице 2.

glonass-priemnik_ml8088se_tab2

Таблица 2. Накопленная вероятность ошибки первого местоопределения в режиме Self Predicted по одному набору эфемерид

 

Как видно из приведенных данных в таблице 2, ошибка при первом определении координат увеличивается с устареванием набора в 5–7 раз. Время старта и точность первого определения местоположения хуже, чем для режима Server Based.

Наивысшая точность получается при работе с данными, подготовленными специализированным сервером.

В случае работы в режиме Self Predicted точность первого определения координат при работе по двум наборам эфемерид выше в полтора-два раза, особенно со второго по четвертый дни. Время подготовки первого набора эфемерид – около получаса, второго и последующих – около 20 минут.

 

Заключение

С каждым годом растут пожелания пользователей к ГЛОНАСС-приемникам. Приемники становятся компактнее, цена ниже, характеристики выше. На сегодня НАВИА отвечает всем современным требованиям: компактный размер, современное ПО, энергопотребление, высокие технические характеристики. Немаловажную роль играет функция ST-AGPS, благодаря которой осуществляется прием спутниковых сигналов в местах с плохой видимостью неба и приравнивается время теплого старта ко времени горячего старта.

 


Комментарий специалиста

tansuraТанцюра Алексей support@naviaglonass.ru

На сегодняшний день ГЛОНАСС-приемники НАВИА широко известны и популярны у разработчиков навигационного оборудования. Благодаря постоянному контакту с заказчиками, своевременному прогнозированию требований рынка и умению оптимизировать поставленные задачи у НАВИА рождаются все новые аппаратные и программные решения. Например, появились прошивки с функцией адаптивного энергопотребления и периодического режима, которые позволяют оптимизировать энергопотребление приемника, продлить жизнь от аккумуляторной батареи. И все это не в ущерб качеству работы! Из технических новинок следует отметить прошлогоднее обновление чипсетов, позволившее значительно улучшить их показатели. Также начата разработка приемника на новом чипсете TESEO3, инженерные образцы ожидаются в конце третьего квартала этого года. Следите за новостями!