EKF - Short Profile EKF - Short Profile


CG1-RADIO

CompactPCI  GPS Receiver Module
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Description Product description in English
Beschreibung Produktbeschreibung auf Deutsch
CG1-RADIO - Universal Time and Navigation by Satellite
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Product Information Product information in PDF format - English
Produktinformation Produktinformation im PDF-Format - Deutsch
Datenblatt CG1-RADIO Datenblatt im PDF-Format - Deutsch
User Guide PDF Document,  CG1-RADIO User Guide, English
Software Manual PDF Document, EKF i960 Driver Software Manual, English
MON960 User's Guide PDF Document, User's Guide MON960 Monitor/Debugger, English
Application Note: Synchronize External Events to the UTC PDF Document, Using the CG1-RADIO to Synchronize External Events to the UTC, English
Jupiter Receiver Module PDF Document, Conexant Jupiter Receiver GPS Module, English
Jupiter Designer Guide PDF Document, Conexant GPS Chipset Designer Guide, English
Jupiter I/O Messages PDF Document, Conexant GPS Receiver Serial I/O Messages, English
Jupiter I/O Messages Addendum W700 PDF Document, Conexant GPS Receiver Serial I/O Messages, Addendum W700, English
Jupiter I/O Messages Addendum W708 PDF Document, Conexant GPS Receiver Serial I/O Messages, Addendum W708, English
Jupiter Selftest Messages PDF Document, Conexant Jupiter GPS Receiver Selftest Messages, English
Jupiter Firmware 3.0 PDF Document, Conexant Jupiter GPS Receiver Firmware 3.0, English
Download area for drivers i960 Serielle Treiber
Jupiter Labmon Evaluation Software (DOS)
Jupiter Labmon Evaluation Software (WIN)

CG1-RADIO

CompactPCI  GPS Empfänger

Global Positioning System liefert Weltzeit und Ortskoordinaten


Die globale Universalzeit (UTC) und den Standort - das auf dem CompactPCI® Standard basierende GPS Modul CG1-RADIO von EKF liefert beides.

In vielen Industrierechnersystemen wird die präzise Synchronisation mit der amtlichen Zeit gefordert. Häufig lösen diese Aufgabe Funkuhren, die auf lokale Zeitzeichensender zugeschnitten sind. Eine universelle (exportfähige) Lösung bietet aber nur der Empfang von Daten aus dem satellitengestützten Global Positioning System GPS. Die gleichzeitig ermittelten Positionskoordinaten sind nicht nur in fahrzeugbetriebenen Systemen von Interesse. So sind zB. Anwendungen denkbar, die automatisch länderspezifische Programmversionen starten, oder den aktuellen Aufstellort des Rechners per Internet melden.



Das CG1-RADIO Modul ist im Format Einfacheuropa (3HE) aufgebaut und enthält einen extrem leistungsfähigen 12-Kanal Empfänger. Wahlweise können aktive oder passive Antennen verwendet werden. Die Genauigkeit der Positionsangabe kann durch Einspeisung eines DGPS Differenzsignals noch erheblich gesteigert werden. Über eine serielle Schnittstelle wird der GPS Receiver des CG1-RADIO hierzu mit externen Differenzdaten gemäß RTCM SC-104 Protokollstandard versorgt.

Mit Hilfe des zugehörigen Treibers sieht der Systemhost das CG1-RADIO Board als Nachbildung von seriellen Schnittstellen (zB. COM3/4). Fast alle Anwendungsprogramme, die auf dem NMEA-0183 Datenprotokoll basieren, sind daher unmittelbar lauffähig.


CG1-RADIO - Clock Around the World

CG1-RADIO - GPS Receiver


Der miniaturisierte GPS Empfänger basiert auf dem Zodiac Chipsatz von Rockwell/Conexant und ist als austauschbares Modul in die CG1 Leiterplatte integriert. 12 parallele Empfangskanäle erlauben die ständige Verfolgung aller in Sicht befindlicher Satelliten und die gleichzeitige Verarbeitung sämtlicher empfangenen Navigationsdaten. Optimale Ergebnisse werden mit einer GPS Antenne unter freiem Himmel erzielt. Ab einer Länge des Anschlußkabels von ca. 3m sollte eine aktive Antenne verwendet werden, um Leitungsverluste zu kompensieren. Die SMB Antennenbuchse ist vertieft in der Frontplatte untergebracht.

Bei aktivierter SA (Selective Availability) liegt die Genauigkeit der empfangenen Koordinaten für zivile Nutzung systembedingt bei etwa 100m. Unter Verwendung eines Korrektursignals, das über die 9-pol. D-SUB Buchse im internationalen RTCM SC-104 Format eingespeist werden kann, ist eine Steigerung der Genauigkeit auf ca. 3-5m möglich. Hierzu ist eine externe Zusatzeinrichtung erforderlich, die amtliche DGPS Differenzdaten empfängt und ausgibt. DGPS Empfänger in Deutschland basieren zB. auf dem ALF LW Sender Mainflingen (Deutsche Telekom) oder dem RASANT UKW RDS System (ARD). Entsprechende Empfangsgeräte können von EKF ergänzend zum CG1-RADIO Modul mitgeliefert werden. Auch das Internet wird als Quelle für DGPS Daten genutzt.

Mit dem Embedded Prozessor i960RP(D) verfügt das CG1-RADIO Board über eine leistungsfähige Zentraleinheit mit integrierter PCI Bridge als Interface zum CompactPCI® Systembus. Die für Windows NT4 und 2000 verfügbare Treibersoftware bewirkt, dass der Hostrechner das CG1-RADIO Modul als einen oder mehrere UART Kanäle (COM Ports) am CPCI Bus sieht.



Mit WinGPS stellt EKF ein Tool unter Windows 2000 und Windows NT 4 zur Verfügung, das die Anzeige der GPS Daten und die Synchronisation der Systemuhr des eigenen Rechners mit der UTC ermöglicht.

Die erste serielle Schnittstelle des CG1-RADIO findet nur intern Verwendung. Aufsetzend auf dem von EKF mitgelieferten Treiber werden über diesen Port vom Anwendungsprogramm (zB. Rockwell LabMon oder EKF WinGPS) Kommandos und Daten im NMEA-0183 Format zwischen Hostrechner und GPS Empfänger als kontinuierlicher Datenstrom ausgetauscht. Die moderate Baudrate von 4800bit/s ermöglicht eine niedrige Interruptbelastung des Host.

Die zweite serielle Schnittstelle SP2 mit 9-pol. D-SUB Steckverbinder in der Frontplatte ist standardmäßig als DGPS Eingang vorgesehen und hierzu on-Board mit dem GPS Empfänger verbunden. Sobald an diesem Port Korrekturdaten mit 9600Baud gemäß RTCM SC-104 Standard erkannt werden, bezieht der GPS Receiver diese Information in die Berechnung der Position mit ein und liefert seinerseits geschärfte NMEA-0183 Datensätze an die erste serielle Schnittstelle. Die zweite serielle Schnittstelle kann jedoch auch direkt vom Host gelesen und geschrieben werden. Programme wie LabMon werten die DGPS Daten ebenfalls mit aus und benötigen daher parallel zum GPS Receiver Zugriff auch auf diesen Port. Unter Verzicht auf DGPS ist die RS-232E Schnittstelle SP2 jedoch frei verwendbar für beliebige Anwendungen.


CG1-RADIO  - Blockschaltbild

CG1-RADIO - Blockschaltbild

Der EKF Treiber bildet das CG1-RADIO Modul als ein oder zwei serielle Standardschnittstellen (Typ 16C550) auf den Host ab und erlaubt beliebige COM-Port Zuweisungen wie zB. COM11. Es ist jedoch darauf zu achten, dass keine Überlagerung mit bereits im System vorhanden Ports erfolgen darf; so sind zB. COM1 und COM2 in der Regel schon vergeben. Andererseits unterstützen Anwendungsprogramme häufig nur Schnittstellen bis COM4, so dass COM3 für den ersten seriellen Port (GPS NMEA) und COM4 für den zweiten seriellen Port (DGPS RTCM) empfohlen wird.

Zahlreich angebotene kommerzielle Anwendungsprogramme, oft in Verbindung mit kartografischen Daten, werden ergänzt von einem großen Pool frei verfügbarer Shareware im Internet. Allen Applikationen gemeinsam ist die Verarbeitung der GPS Daten im NMEA-0183 Protokoll, so dass mit dem CG1-RADIO eine uneingeschränkt verwendbare Hardware vorliegt.



Anwendern, die GPS Daten lokal auf dem CG1 Board verarbeiten möchten, wird mit 4MB DRAM und 4MB Flash EEPROM eine großzügige, flexible Speicherausstattung geboten. Der i960 Prozessor sorgt für den notwendigen Durchsatz in allen denkbaren Anwendungen. EKF bietet als Programmierunterstützung einen Monitor/Debugger (MON960) an, der den Stand-Alone Betrieb sowie den Download von Software über den CPCI Bus oder die serielle Schnittstelle erlaubt. Natürlich kann EKF auch die Erstellung kundenspezifischer Firmware schlüsselfertig anbieten.

Das CG1-RADIO Modul bringt vollständige GPS Funktionalität in industrielle CompactPCI® Systeme ein. Beginnend mit Aufgaben, die einen exakten Zeitstempel oder eine definierte Synchronisation erfordern, bis hin zu Applikationen, die auf dreidimensionaler Bestimmung der Ortskoordinate basieren, stellt das CG1-RADIO Board eine perfekte und zukunftssichere Lösung dar.


CG1-RADIO - Bauteilanordnung

CG1-RADIO - Bauteilanordnung
Technische Eigenschaften
Leiterplatte Abmessungen 3HE Europakarte (100x160mm), Frontplatte 4TE (20,3mm), Profil mit EMV Fiederung, Rasthebel
Prozessor Typ Intel i960RP/RD, 3,3V, 33/66MHz, getaktet vom Systembus oder alternativ vom lokalen Oszillator
Speicher 4MByte FPM/EDO DRAM, 32-bit, 4MByte FLASH ROM (SMT) 28F160S5 (Intel/Sharp), 32-bit
Sonstiges Watchdog-Funktion und +3,3V/5V-Überwachung mit MAX705, Serielles EEPROM 4kByte I2C, optional: ACCESS.bus Interface
Firmware Mon960 Monitor/Debugger
Serielles Interface
SP1 (intern)
und
SP2 (extern und intern)
Protokoll Asynchrones, serielles Protokoll: 1 Startbit; 7 oder 8 Datenbits; 1 oder 2 Stopbits; optional gerade oder ungerade Parität; Standardbitraten bis max. 115,2 kBaud, Defaultwerte SP1=4800Baud (GPS NMEA-0183), SP2=9600Baud (DGPS RTCM SC-104)
Serieller Interface Controller 2 x 16C550 Asynchronous Communication Element, Texas Instruments TL16C550C oder vergleichbar (Standard UART kompatibel)
Physikalisches Interface SP2 RS-232E/V.28 mit Full-Modem-Support, PC kompatibler D-SUB Steckverbinder 9-polig, als DGPS Eingang oder universell verwendbar, überspannungsfest bis 10kV, Pin 9 konfigurierbar als RS-232 RI Eingang oder als +12V/50mA Fernspeiseausgang DGPS Receiver (selbstrückstellende Sicherung)
Treiber Serielle Treiber (COM Port Emulation) für Windows 2000 und Windows NT4.0, weitere Betriebssysteme in Vorbereitung
GPS Receiver Modul Austauschbarer modularer 12-Kanal Empfänger, Chipsatz Conexant (Rockwell) Zodiac, SMB Buchse für 1575,42MHz (L1 Band) GPS Antenne aktiv oder passiv, zulässiger Signalpegel zwischen -130dBW ... -163dBW, Speisespannung 0V, +5V, +12V passend zur Antenne über JANT einstellbar, selbstrückstellende Sicherung 100mA
Datenerhalt Warmstart Kürzestmögliche TTFF (Time To First Fix) durch Datenhaltung in EEPROM und SRAM, RTC und SRAM gepuffert durch Lithium Zelle 190mAh (>4500h)
Software NMEA Protokoll basierende Software einsetzbar
CompactPCI®  Bus Connector J1 32-Bit, 33MHz (133MB/s), DMA Bus Master, 5V Interface
Stromversorgung Connector J1 +5V ± 0,5A max.
+3,3V ±0,3V 0,7A (i960RP) 0,9A (i960RD) max.
+12V ±5% 0,1A max.
-12V ±5% 0,1A max.
Temperatur
Feuchtigkeit
Kommerzielle Version Betriebstemperatur 0-70°C
Luftfeuchtigkeit 5-90% nicht kondensierend

Die Änderung technischer Spezifikationen ist auch ohne vorherige Ankündigung jederzeit möglich


EKF WinGPS - ein Windows 2000 Tool zur Anzeige der GPS Daten und Synchronisation der Systemzeit

EKF WinGPS
Ein Windows 2000 Tool zur Anzeige der GPS Daten und Synchronisation der Systemzeit
Steckreiterfelder
JANT Antenne passiv, Antenne aktiv +5V, Antenne aktiv +12V
JBAT Lithium Batterie zur Datenhaltung von GPS RTC und SRAM
JCLK CPU Takterzeugung lokal/CPCI (optional)
JCNF CPU Verhalten nach Reset, und Auswirkung von CPCI Reset auf CG1-RADIO
JWZ Serial Port SP2 D-SUB Pin 9, RS-232 RI Eingang, oder +12V Ausgang zur Fernspeisung WZ DGPS Receiver

Externe Steckverbinder (Frontplatte)
ANT 1575,42MHz (L1 Band) GPS Antenne aktiv oder passiv, zulässiger Signalpegel zwischen -130dBW ... -163dBW, SMB Buchse, Speisespannung 0V, +5V, +12V passend zur Antenne über JANT einstellbar, selbstrückstellende Sicherung 100mA
SP2 RS-232E D-SUB 9 Verbinder (Stiftleiste männlich), alternativ als universeller serieller COM-Port einsetzbar (Standardbitraten bis max. 115,2 kBaud), oder als DGPS Eingang zu verwenden (RTCM SC-104 Protokoll, 9600Baud, 8bit, 1 Startbit, 1 Stopbit, kein Paritybit)

Interne Steckverbinder (optional bestückt)
CJTAG JTAG Testport
ISPCON ispGAL Programmierport
JACCBUS I2C-Bus Erweiterung
JUTC TTL Impulsausgang 1Hz und 10kHz synchronisiert mit UTC

SP2 Serielle Schnittstelle

SP2 Serielle Schnittstelle RS-232E (DGPS Eingang)
Bestellhinweise
Alias Bestellnummer Kurzbeschreibung
RADIO CG1-1-RADIO 3HE CompactPCI Hostadapter, 12-Kanal GPS Receiver Subsystem mit i960RP CPU/Bridge, 4MB Flash, 4MB DRAM, MON960
  CR9-1-ADAPT Mechanik Kit, zur Verlängerung der Frontplatte auf 6HE
  940.80.20125.1 GPS Antenne, aktiv +5V, SMB Connector, 5m Kabellänge
  940.80.90100.1 Externer DGPS LW Receiver (Alu-Box), einschließlich ALF Lizenz (Accurate Positioning by Low Frequency, Sender Mainflingen, Empfangsradius 650km)
EKF is an ISO-9001 certified company
EKF Elektronik GmbH • Philipp-Reis-Str. 4 • 59065 Hamm • Germany
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