SONY CXD2951GA-4 Technical data

シングルチップGPS LSI

CXD2951GA-4

概要・用途

CXD2951GA-4
LSI

です。本

LSI

は，衛星を使用した位置測位システム，

GPS (Grobal Positioning System)

専用のシングルチップ

は，コスト効率を高め消費電力を低減するシングルチップシステムを構成できます。

高度な信号処理機構の採用により，感度はもちろん測位時間も従来の方法に比べて大幅に改良されます。

CXD2951GA-4は，Radio

とベースバンドブロックの両方を単一の

CMOS IC

に統合していますので，自動車，

携帯電話，ハンドヘルドナビゲーション，モバイルコンピュータ，その他の測位用途に最適です。

特長・機能

 WAAS対応
 12個の衛星を同時に受信できる12チャネルGPS

レシーバ

 受信周波数 : 1575.42MHz (L1帯，CAコード)
 基準クロック (TCXO) 周波数 :

18.414MHz (GPS, Son y標準)
例えばGSMやW-CDMAのような，主要なアプリ
ケーションに使用される固有の周波数を利用でき
ます。 (オプション)

13.000MHz (GSM) ,

14.400MHz (CDMA),

16.368MHz (GPS) ,

19.800MHz (PDC ／CDMA),

26.000MHz (GSM)

 32ビットRISC CPU (ARM7TDMI)
 288KバイトプログラムROM
 72KバイトデータRAM

バックアップモード時は，8Kバイトのデータ
RAMにのみ電源が供給されます。

 システムパワーマネージメント
 1チャネルUART
 RTC搭載 (リアルタイムクロック)
 10ビット逐次比較方式A／Dコンバータ
 オールインビュー測位
 通信フォーマット : NMEA-0183対応 (Ver 3.01)
 1PPS出力

パッケージ

176 pin LFLGA (Plastic)

本資料に記載されております規格等は, 改良のため予告なく変更することがありますので, ご了承ください。
また本資料によって, 記載内容に関する工業所有権の実施許諾や, その他の権利に対する保証を認めたものではありません。
なお資料中に, 回路例が記載されている場合, これらは使用上の参考として, 代表的な応用例を示したものですので, これら回路
の使用に起因する損害について, 当社は一切責任を負いません。

- 1 -

J04Z13B5Z-CR

RADIO

構造

CXD2951GA-4

 イメージ除去ミキサ
 VCOタンク
 IFフィルタ

シリコンゲートCMOS IC

絶対最大定格

 I／O電源電圧
 コア電源電圧
 RADIO電源電圧
 入力電圧
 出力電圧
 動作温度
 保存温度

推奨動作条件

 I／O電源電圧

* 内部ROM動作，外部拡張バス未使用時
* バックアップモード動作時

 コア電源電圧
 RADIO電源電圧
 動作温度

DD

IOV
CV

DD

V

DD

I

V

O

V
Topr
Tstg

IOV

DD

IOVDD
BKUPIOVDD

DD

CV
V

DD

Topr

– 0.5〜 + 4.6
– 0.5〜 + 2.5
– 0.5〜 + 2.5
– 0.5〜 + 6
– 0.5〜 + 6

– 40〜 + 85
– 50〜 + 150

3.0〜3.6

2.6〜3.6

2.5 (最小)

1.62〜1.98

1.62〜1.98
– 40〜 + 85

V
V
V
V
V

°

C

°

C

V
V
V

V
V

°

C

入力／出力端子容量 (ベースバンド)

 入力端子容量
 出力端子容量
 入出力端子容量 CI／O 11 (最大)

C
C

IN

OUT

- 2 -

9 (最大)
11 (最大)

pF
pF
pF

性能

ベースバンド

 トラッキング感度 : – l52dBm以下 (平均値)
 アクイジション感度 : 通常モードで – 139dBm以下 (平均値)

* 0dBi

のアンテナと

 TTFF (初期測位時間) :

NF ≦ 2dB, 25dB

ゲインのRFアンプを使用した時の弊社リファレンスボードでの参考データ

次の条件において，電源投入後最初に測位するまでの時間 :

コールドスタート (エフェメリス無しアルマナック無し) : 40秒 (平均値)／50秒 (95 ％確率)
ウォームスタート (アルマナック有りエフェメリス無し) : 33秒 (平均値)／40秒 (95 ％確率)
ホットスタート (エフェメリスとアルマナック有り) : 2秒 (最短)／3秒 (95％確率)

* 衛星出力が – 130dBm以上かつ，仰角5度以上の遮蔽物無しでの環境における参考データ
注)“95％確率 = 95％の確率で測位する時間” の意

 測位精度 :

2DRMS : およそ2m

* 衛星出力が – 130dBm以上かつ，仰角5度以上の遮蔽物無しでの環境における参考データ

 測定データ更新時間 : 1s
 消費電力 :

50mW (平均値) 低消費電力モードで衛星を追跡しながら位置計算している状態にて
120mW (平均値) 衛星を捕捉および追跡しながら位置計算している状態にて

*

リファレンスクロック入力が

18.414MHz

で，その振幅が

データ

 1PPS出力

精度1µs以下，ECLKOUTから1PPS出力 (97 pin)

CXD2951GA-4

3.3V

振幅の時の弊社リファレンス ボードでの 参考

注) 上記数値は保証値ではなく条件に応じて変化します。

RADIO

 トータルゲイン (標準値) :

100dB

 雑音指数 (標準値) :

8dB

 シンセサイザフェーズノイズ (標準値) :

– 70dBc／Hz (10kHz)
– 80dBc／Hz (100kHz)

 PLLスプリアス (標準値) :

– 45dBc (内部fosc ± 1.023MHz)
– 55dBc (外部fosc ± 1.023MHz)

注) 上記数値は保証値ではありません。

- 3 -

システムブロック図

CXD2951GA-4

1575.42MHz

Reference clock

18.414MHz

(GPS, SonyᮡḰ)

SAW

TCXO

LNA

TCXO

CPU

LNA

Computation
& Control

• Control Acquisition
& Tracking block

• Position calculating

Freq.
Synthesizer

Down
Converter

Acquisition Block

• Acquire GPS signals

RF/IF

1575.42MHz → 1.023MHz

1.023MHz

RTC

LPFBPF

Tracking Block

• Locking to GPS signals

• 12ch correlations

Costas Loop & DLL

ARM7TDMI

Timer

3ch

RAM

72KB

1 bit

I/O
UART
A/D

ROM

288KB

X'tal

32.768kHz

- 4 -

CXD2951GA-4

端子配列図

(Top View)

V

U

T

R

P

N

M

L

K

J

H

G

F

E

D

C

B

A

18 17 16 15 14 13 9 8 7 6 5 4 3 2 1

81

137

135

140

79

83

80

82

78

139

138

142

85

87

EA3 EA5 CVSS3 EA9 IOVDD2 ETEST0 CVSS2 IF2GND IF1GND TEST

90

EA0 EA2 EA4 EA7 EA8 EA11 CVDD2 VCOM IF1VCCTEST

92

DD4 EA1 EA6 CVDD3 EA10 EA12 ETEST1 RREF IF2V

CV

93

ECLKI CVSS4IOVDD3 V

94

ECLKO IOV

102

EADVRB ECLKOUT EAVDPLL VDDPLL VSSPLL LPFIF

104

EVIN1 EAVSPLL EVIN0 ETESTTCK TMS RADIOSUB

106

EVIN3 EAVSAD EVIN2 ETESTTMS TDI TCK

110

ETEST3 EAVDAD EADVRT ETESTTDI ETESTTINT TDO

112

DD7IOVSS8 ETEST4 ETESTTDO CVDD1CVSS1

IOV

115

ECCKI BKUPCV

116

ECCKO BKUPIOV

118

BKUPIOV

DD ECLKS1 ECLKS2 EPORT10 EPORT8 IOVSS1

120

ECLKS0 IOV

126

EXOE EXCS0 EXWE3 EPORT4 EPORT2 EPORT7

128

EXWE2 IOV

130

EXWE0 IOV

86

88

84

89

96

91

98

95

SS3 EXROMI V

100

97

103

99

105

101

107

108

111

109

113

114

DD BKUPCVSS TRST IOVDD1 EXTCXO

119

117

SS EOSCEN EPORT12 EPORT11 ETCXO

122

121

125

123

SS4 EXCS1 EPORT6 EPORT5 EPORT9

127

124

129

131

SS5 EXWE1 ED27 ED25 ED21 ED12 ED9 ED5 ED3 ED1 ERXD0 EPORT0 IOVDD6 EPORT3

133

132

DD4 ED31 ED29 ED26 ED23 IOVDD5 ED13 ED11 ED7 ED6 CVSS6IOVSS7 ETXD0 EPORT1

136

134

ED30 ED28 ED24 ED22 ED20 IOV

12 11 10

76

75

71

SS2 EA15 EA19

IOV

77

74

143

141

144

70

73

EA13 EA16 EA18

69

72

EA14 EA17 ETEST2

147

145

ED19 ED17 ED15

149

146

ED18 CV

SS5CVDD5

151

148

ED16 EXRS ETESTXRS ED8 ED4 ED2 ED0 CV

67

68

66

155

150

152

64

62

60

63

61

65

161

158

157

154

156

153

SS6 ED14 ED10

59

56

58

CC

TESTINN TEST

165

159

160

53

57

54

OUTN

52

167

163

162

50

MIXGND LNASRC RFIN

OUTP

46

48

MIXGND MIXGND LNASRC MIXGND NRING

55

51

TESTINP RFSUB RFRREF LNAMAT

OUTD

169

173

164

171

166

168

47

49

44

45

43

40

39

37

DD

VCO VCODE

CAP

35

33

DD

CP LPFRF VSSCP

32

31

28

27

24

29

21

25

19

23

15

20

12

13

9

11

6

7

3

5

176

1

174

175

172

170

DD6

VSSVCO

V

42

41

38

36

34

30

26

22

18

17

16

14

10

U

T

R

P

N

M

L

K

J

H

G

F

E

8

D

4

C

2

B

A

18 17 16 15 14 13 9 8 7 6 5 4 3 2 112 11 10

- 5 -

: Pin 1 index.

CXD2951GA-4

端子説明

端子
番号

端子記号 I／O 端子説明

1EPORT0

2EPORT1

3EPORT2

4EPORT3

5EPORT4

6EPORT5

7EPORT6

8EPORT7

9EPORT8

I／O／ZI／Oポート0 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，抵抗でGNDに接続)
I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／Oポート1 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート2 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート3 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート4 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート5 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート6 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート7 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート8 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

10 EPORT9

11 EPORT10

12 EPORT11

13 EPORT12

14 IOV
15 IOV

SS1GND
DD13.3V

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

I／O／Z

16 ETCXO I
17 EXTCXO O
18 CV
19 CV

SS1GND
DD11.8V

20 TRST I
21 ETESTTINT O
22 TDO O
23 ETESTTDO O
24 TDI I
25 ETESTTDI I
26 TCK I
27 ETESTTCK I
28 TMS I
29 ETESTTMS I

I／Oポート9 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート10 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート11 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

I／Oポート12 (ソフト制御可プルダウン抵抗付き，ソフトウェアアプリ
ケーションノート参照)

TCXO発振器
(周波数選択可，ソフトウェアアプリケーションノート参照)

テスト端子 (オープン，プルダウン抵抗付き)
テスト端子
テスト端子
テスト端子
テスト端子 (オープン，プルアップ抵抗付き)
テスト端子 (オープン，プルアップ抵抗付き)
テスト端子 (オープン，プルダウン抵抗付き)
テスト端子 (オープン，プルダウン抵抗付き)
テスト端子 (オープン，プルアップ抵抗付き)
テスト端子 (オープン，プルアップ抵抗付き)

- 6 -

CXD2951GA-4

端子
番号

端子記号 I／O 端子説明

30 RADIOSUB * RADIO GND
31 V
32 V
33 V
34 LPFIF *
35 LPFRF *
36 V
37 V
38 V
39 VCODECAP *

DDPLL * PLL 1.8V
SSPLL * PLL GND
DDCP *

チャージポンプ1.8V
IF PLL用ループフィルタ
RF PLL用ループフィルタ

SSCP *
DDVCO * VCO 1.8V
SSVCO * VCO GND

チャージポンプGND

VCOデカップリング端子

40 RFSUB * RF GND
41 LNAMAT * LNA 1.8V
42 NRING * LNA 1.8V
43 RFRREF *
44 MIXGND *

外部抵抗端子
ミキサGND

45 LNASRC * LNA GND
46 MIXGND *
47 RFIN *
48 MIXGND *

ミキサGND
RF入力
ミキサGND

49 LNASRC * LNA GND
50 MIXGND *
51 TESTINP *
52 TESTINN *
53 TESTOUTP *
54 TESTOUTN *
55 TESTOUTD *
56 IF1V

CC * 1st IF 1.8V

ミキサGND
RADIOテスト端子 (通常オープン)
RADIOテスト端子 (通常オープン)
RADIOテスト端子
RADIOテスト端子
RADIOテスト端子 (通常オープン)

57 IF1GND * 1st IF GND
58 IF2V

CC * 2nd IF 1.8V

59 IF2GND * 2nd IF GND
60 VCOM *
61 RREF *
62 CV
63 CV

SS2GND
DD21.8V

IFコモン電圧

外部抵抗端子

64 ETEST0 I
65 ETEST1 I
66 ETEST2 I
67 EA19
68 EA18

O／Z 外部拡張アドレス19
O／Z 外部拡張アドレス18

テスト端子 (GNDに接続)

- 7 -

CXD2951GA-4

端子
番号

69 EA17
70 EA16
71 EA15
72 EA14
73 EA13
74 EA12
75 IOV
76 IOV
77 EA11
78 EA10
79 EA9
80 EA8
81 CV
82 CV
83 EA7
84 EA6
85 EA5
86 EA4
87 EA3
88 EA2
89 EA1
90 EA0
91 CV
92 CV

端子記号 I／O 端子説明

O／Z 外部拡張アドレス17
O／Z 外部拡張アドレス16
O／Z 外部拡張アドレス15
O／Z 外部拡張アドレス14
O／Z 外部拡張アドレス13
O／Z 外部拡張アドレス12

SS2GND
DD23.3V

O／Z 外部拡張アドレス11
O／Z 外部拡張アドレス10
O／Z 外部拡張アドレス9
O／Z 外部拡張アドレス8

SS3GND
DD31.8V

O／Z 外部拡張アドレス7
O／Z 外部拡張アドレス6
O／Z 外部拡張アドレス5
O／Z 外部拡張アドレス4
O／Z 外部拡張アドレス3
O／Z 外部拡張アドレス2
O／Z 外部拡張アドレス1
O／Z 外部拡張アドレス0

SS4GND
DD41.8V

93 ECLKI I
94 ECLKO O
95 IOV
96 IOV
97 ECLKOUT

SS3GND
DD33.3V

O／Z 1PPS出力 (リセット解除後，1秒遅れて有効)

98 EXROMI I

CPUクロック発振器

ブート選択 (“L” : 内部ROM, “H” : 外部メモリ／EXCS0)

99 EAVSPLL PLL GND

100 EAVDPLL PLL 3.3V
101 EAVSAD
102 EADVRB I
103 EVIN0 I
104 EVIN1 I
105 EVIN2 I
106 EVIN3 I
107 EADVRT I

A／DコンバータGND
A／Dコンバータ基準入力 (Bottom)
A／Dコンバータアナログ入力0
A／Dコンバータアナログ入力1
A／Dコンバータアナログ入力2
A／Dコンバータアナログ入力3
A／Dコンバータ基準入力 (Top)

- 8 -

CXD2951GA-4

端子
番号

端子記号 I／O 端子説明

108 EAVDAD
109 IOV
110 ETEST3
11 1 ETEST4
112 IOV
113 B KUPCV
114 B KUPCV

SS8GND

I／O／Z(抵抗でGNDに接続)
I／O／Z(抵抗でGNDに接続)

DD73.3V

SS

DD

115 ECCKI I
116 ECCKO O
117 BKUPIOV
118 BKUPIOV

SS

DD

119 EOSCEN I
120 ECLKS0 I
121 ECLKS1 I
122 ECLKS2 I
123 IOV

SS4GND

A／Dコンバータ3.3V

バックアップコア電源GND
バックアップコア電源1.8V

RTC発振器 (32.768kHz)

バックアップI／O電源GND
バックアップI／O電源3.3V
発振器イネーブル (Hアクティブ)，バックアップモードの項参照。
テスト端子 (GNDに接続)
テスト端子 (GNDに接続)
テスト端子 (GNDに接続)

124 EXCS0
125 EXCS1
126 EXOE
127 EXWE3
128 EXWE2
129 EXWE1
130 EXWE0
131 IOV
132 IOV

SS5GND
DD43.3V

133 ED31
134 ED30
135 ED29
136 ED28
137 ED27
138 ED26
139 ED25
140 ED24
141 ED23
142 ED22
143 ED21
144 ED20
145 ED19
146 ED18

O／Z

外部拡張チップセレクト

0 (EXROMIが “H”

O／Z 外部拡張チップセレクト1
O／Z 外部拡張リード信号
O／Z 外部拡張ライト信号
O／Z 外部拡張ライト信号
O／Z 外部拡張ライト信号
O／Z 外部拡張ライト信号

I／O 外部拡張データ31 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ30 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ29 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ28 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ27 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ26 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ25 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ24 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ23 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ22 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ21 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ20 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ19 (プルダウン抵抗付き)
I／O 外部拡張データ18 (プルダウン抵抗付き)

であればプログラムのブート可能

)

- 9 -