بررسی کامل مودم QUECTEL EC200U

در این مطلب قصد داریم که مودم Quectel EC200U که یک مودم محبوب و البته اقتصادی است، را آنالیز کنیم. ما تا به حال مودم‌های زیادی که از GSM و GPRS پشتیبانی می‌کنند را تحلیل کرده‌ایم. اما مودم Quectel EC200U از تکنولوژی LTE، BLE و قابلیت GPS نیز پشتیبانی می‌کند که در نوع خود بسیار جالب است. مودم Quectel EC200U این قابلیت را دارد که در صورت در دسترس نبودن یا تضعیف سیگنال شبکه 4G به حالت 2G سوییچ کند.

مودم Quectel EC200U در واقع یک ماژول‌ LTE Cat 1 است. این ماژول‌ برای مصارف M2M و IoT بهینه‌سازی شده‌ است. نرخ انتقال داده در این دست ماژولها برای دریافت داده حدودا 10 مگابایت بر ثانیه و برای ارسال داده حدودا 5 مگابایت بر ثانیه می‌باشد.

پین‌های سری EC200U به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که با استاندارد LTE کوییکتل یعنی سری‌های EC20-CE، EC200S، EC21، EC25، EG21-G و EG25-G سازگاری دارند. هدف از این نوع طراحی این است که ماژول‌های LTE را بتوان بدون تغییر در سخت‌افزاری یا تغییر کم در نرم‌افزار جایگزین کرد.

برای اینکه بتوان از سری‌های EC200U برای کاربردهای صنعتی مختلف استفاده کرد، قابلیت پشتیبانی از مینی اسلات­های PCIe هم به آن‌ها اضافه شده است.

EC200U همچنین از معماری Open CPU پشتیبانی می‌کند. بدین صورت می‌توانید برنامه‌های خود را بر روی فریمور اصلی مودم پیاده‌سازی کنید، بدون اینکه به یک میکروکنترلر (MCU) خارجی نیاز داشته باشید. این امکان سبب صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه‌های تولید انبوه می‌شود. این قابلیت قبلا در سیسوگ معرفی شده است که در مقاله معرفی قابلیت QuecOpen در ماژول‌های کویکتل میتوانید در مورد آن مطالعه کنید.

ما تابه‌حال چندین بار از مودم EC200U در پروژ‌ه‌های مختلف استفاده کرده‌ایم. نتیجه اینکه این مودم در همه شرایط عملکرد خوبی داشت. البته برای اینکه بتوان یک نرم‌افزار را قابل‌اعتماد دانست باید موارد زیادی را در آن مدیریت کرد.

حال با سیسوگ همراه باشید، تا ببینیم این مودم از کدام SoC استفاده کرده است و از چه چیپست­های دیگری برای منبع تغذیه و بخش RF استفاده می‌کند.

برای بررسی این مودم مجبور شدم یک بورد توسعه را خراب کنم :)، در این برد مودم روی PCB لحیم شده بود و جداکردن آن بسیار سخت بود. در حین برداشتن شیلد روی ماژول، یکی از سلف‌های بخش DC DC روی برد شکست، البته که مشکل خاصی به وجود نیامد.

UIS8910DM که پردازنده اصلی این مودم است، متعلق به شرکت Unisoc بود که در Quectel EC600G هم استفاده شده است.

UIS8910DM یک SoC پیشرفته در مودم‌های CAT1bis/GSM/GPRS است.

 UNISOC موفق شده با ادغام IS8910DM RF transceiver و Bluetooth RF در UIS8910DM هزینه‌ها را کاهش دهد. UIS8910DM همچنین از انواع پرفرالهای جانبی ازجمله SDIO، UART، I2C، SPI، I2S، MIPI CSI و GPIOs پشتیبانی می‌کند.

چیپ مدیریت توان کاملاً اختصاصی این مودم توان کافی برای چیپست‌ها و تجهیزات جانبی مودم را فراهم می کند. UIS8910DM برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی (بدون استفاده از سخت‌افزار) از یک حالت آماده به کار که مصرف انرژی بسیار کمی دارد، بهره می‌گیرد. بدین منظور از power-fsm استفاده می‌کند که ایونت‌ها را در حالت استندبای اجرا می‌کند و در صورت لزوم سیستم را روشن می‌کند.

معماری چیپ UIS8910DM

برای مدیریت توان (PMIC) از آیسی UIP8910M استفاده می‌شود. در بسیاری از مودم‌های جدید، PMIC معمولاً درون خود پردازنده اصلی پیاده‌سازی می‌شود.

در تصویر زیر، تراشه PMIC را به همراه سه سلف بزرگ و چند خازن سرامیکی را مشاهده می‌کنید.

در تصویر زیر مشاهده می کنید که سه تراشه RF غیر از SoC و PMIC وجود دارد.

اولین قطعه‌ای که در بالا می‌بینید RPM6743-31 است. RPM6743-31 یک تقویت‌کننده RF چندکاناله LTE برای بلوک‌های RX و TX است.

RPM6743 یک ماژول تقویت‌کننده قدرت چندحالته چند بانده (MMMB) است که از حالت‌های CDMA، WCDMA، TD-SCDMA، TDD / FDD LTE پشتیبانی می‌کند. این ماژول از طریق رابط mipi RFFE کاملاً قابل‌برنامه‌ریزی است. RPM6743-31 سه روش برای تقویت باندهایی با فرکانس پایین، متوسط و بالا دارد. RPM6743-31 همچنین، یک خروجی سوئیچینگ برای پوشش‌ این چند باند دارد. پکیج چیپ RPM6743 دارای 42 پایه و ابعاد آن 4.0 × 6.8 × 0.82 میلی‌متر است.

RF چیپ دیگری که استفاده شده، RTM7916-51 است.

RTM7916-51 که در واقع پاورآمپلی فایر آنتن است، امکان سوئیچ بین شبکه‌های 3G/4G را فراهم می‌کنند. این ماژول شامل یک کنترلر CMOS، یک ماژول PA برای پشتیبانی از باندهای فرکانس GSM850/900، یک ماژول PA برای پشتیبانی از باندهای فرکانس DCS1800/PCS1900، فناوری TD-SCDMA برای باندهای 34/39 و فناوری TDD-LTE برای باندهای 34/39، فناوری فیلترینگ هارمونیک Tx است.

در این ماژول، از یک تراشه دیگر برای GPS استفاده شده که UC6228CI نام دارد.

UC6228CI یک SoC GNSS کم‌مصرف و با بهره‌وری بالا ساخت شرکت Unicore Communications است. UC6228CI قادر است سیگنال‌های GPS L1 را با فرکانس 1575.42 مگاهرتز و سیگنال‌های GLONASS L1 را دریافت و ردیابی کند. UC6228CI همچنین از سیستم‌های GPS، BDS، GLONASS و Galileo پشتیبانی می‌کند.

• BLE: مخفف Bluetooth Low Energy است. BLE نوعی از ارتباطات بی‌سیم است که برای اتصال دستگاه‌های الکترونیکی به یکدیگر با مصرف انرژی کم طراحی شده است. این فناوری اغلب در دستگاه‌های قابل حمل مانند هدفون‌ها، ساعت‌های هوشمند، سنسورها و … استفاده می‌شود.

• LTE Cat 1: یکی از دسته‌بندی‌های استانداردهای ارتباطی در فناوری LTE (Long-Term Evolution) است. هر دسته نرخ انتقال داده‌ها، تأخیر و سایر ویژگی‌های شبکه را تعیین می‌کند.

• M2M: مخفف Machine-to-Machine است. این اصطلاح به ارتباط بین دستگاه‌ها، دستگاه‌های الکترونیکی یا سنسورها اشاره دارد. در سیستم‌های M2M، دستگاه‌ها به طور خودکار اطلاعات را برداشت می‌کنند و با یکدیگر تبادل می‌کنند.

• SoC: از عبارت System-on-a-Chip نشئت‌گرفته است و به معنای سیستم روی یک تراشه است. همان‌طور که از نام آن پیداست Soc در واقع یک مدار جامع است که همه قطعات یک کامپیوتر یا یک سیستم الکتریکی را در یک تراشه کوچک جای‌داده است.

• PCB: بُرد مدارچاپی یا برد الکترونیکی شامل مجموعه‌ای از مدارهای الکتریکی بوده و می‌تواند یک‌رو دورو یا حتی چندلایه و به رنگ‌های سبز، نارنجی، قرمز، مشکی، آبی، سفید و دیگر رنگ‌ها مختلف باشد؛ به‌طوری‌که قطعات الکترونیکی مانند مقاومت، خازن، سلف، آی سی و … بر روی آن مونتاژ شده و جهت استفاده در تجهیزات الکترونیکی بکار می‌رود.

منبع : pallavaggarwal