硬件開發(fā)手冊

硬件開發(fā)手冊

CTL02系列

LTECAT1系列

版本：VI.0

日期：2023-01-16

天翼物聯(lián)科技有限公司

天翼物聯(lián)科技有限公司

ESurfingloTTechCo.,Ltd

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修訂記錄

版本編寫人發(fā)布日期說明

1.0陳家亮2023.1.16初始版本

目錄

目錄............................................................................2

1、弓I言.........................................................................4

1.1相關文檔.............................................................................4

2、綜述.........................................................................5

2.1主要性能規(guī)格.........................................................................6

2.2功能框圖.............................................................................9

3、應用接口....................................................................10

3.1引腳.................................................................................11

3.1.1引腳分配圖.....................................................................11

3.1.2引腳描述.......................................................................12

3.2工作模式.............................................................................16

3.2.1正常模式.......................................................................16

3.2.2飛行模式.......................................................................17

3.2.3休眠模式.......................................................................17

3.3電源設計.............................................................................18

3.3.1模組電源工作特性..............................................................18

3.3.2減少電壓跌落...................................................................18

3.4開機/關機............................................................................19

3.4.1開機...........................................................................19

3.4.2關機...........................................................................20

3.5復位.................................................................................21

3.6串口.................................................................................22

3.6.1主串口.........................................................................23

3.6.2調(diào)試串口&輔助串口.............................................................24

3.6.3串口電平轉(zhuǎn)換..................................................................24

3.7USB接口.............................................................................25

3.8USBBOOT功能（緊急下載模式）.........................................................26

3.10模擬語音接口（CTL02-G&CTL02-SP3支持）.............................................26

3.11PCM和I2C接口*.....................................................................27

3.11USIV接口...........................................................................28

3.11.1USIM管腳.....................................................................29

3.11.2USIM接口電路................................................................29

3.11.3USIM設計要求................................................................30

3.12ADC接口............................................................................30

3.13網(wǎng)絡狀態(tài)指示........................................................................30

3.14STATUS接口.........................................................................32

4、射頻特性...................................................................33

4.1射頻參考電路.........................................................................33

4.2RF射頻工作頻率......................................................................34

4.3RI；接收靈敏度........................................................................35

4.4RF輸出功率..........................................................................35

5、電氣特性....................................................................36

5.1極限電壓范圍.........................................................................36

5.2接口工作狀態(tài)特性.....................................................................36

5.3模組功耗范畫.........................................................................37

5.4ESD特性.............................................................................37

5.5環(huán)境可靠性..........................................................................38

6、機械尺寸...................................................................40

6.1模組機械尺寸........................................................................40

6.2產(chǎn)品推薦PCB封裝...................................................................42

7、存儲、生產(chǎn)和包裝...........................................................43

7.1存儲.................................................................................43

7.2生產(chǎn)焊接.............................................................................44

7.3包裝.................................................................................45

8、附錄：術(shù)語縮寫.............................................................47

1＞引言

本文檔定義了CTL02系列無線通訊物聯(lián)網(wǎng)模組的硬件接口規(guī)范、RF性能、電氣特性及機

械規(guī)范等方面的信息，通過此文檔的幫助，結(jié)合我們的模組產(chǎn)品資料，客戶可以快速理解CTL02

系列模組的硬件功能并應用到無線產(chǎn)品設計。

1.1相關文檔

《CTL02CAT1ATCommandManual》

《CTL02開發(fā)板測試操作指導》

(CTL02參考設計》

如需技術(shù)支持或詳細資料技術(shù)文檔，請隨時與我司FAE聯(lián)系。

2、綜述

CTL02系列是一款LTECatl的無線通訊物聯(lián)網(wǎng)模組，支持LTE-FDD/LTE-TDI）。支持

VoLTE語音（參考下方機型兼容表）、數(shù)據(jù)通訊及具有豐富的外圍接口，可為客戶的應用提

供數(shù)據(jù)及語音通訊（并支持PCM）功能。

CTL02系列能滿足多種M2M的應用需求，諸如4G無線高清攝像頭、4G公網(wǎng)對講機、4G

無線傳感器、P0S機、PDA、P0C、故事機及石喇叭等等。

CTL02系列是封裝貼片式模組,LCC引腳為44個,底部LGA引腳為50個,引腳總數(shù)為

94個，模組結(jié)構(gòu)尺寸：17.7mmxl5.8mmx2.4mme

機型兼容表：

機型（系列）主要差異備注（內(nèi)存空間）

支持GNSS

支持VOLTE語音

CTL02-GFLASH+RAM:8M+8M

支持MQTT/FFP/Phonebook/CMUX

支持有條件雙卡雙待

支持VoLTE語音

CTL02-SP3支持MQTT/FPP/Phonebook/CMUXFLASH+RAM:8M+8M

支持有條件雙卡雙待

不支持VoLTE語音

CTL02-SP2支持MQTT/FrP/Phonebook/CMUXFLASH+RAM:4M+4M

僅支持雙卡單待

不支持VoLTE語音

CTL02-SP1不支持MQTT/FTP/Phonebook/CMUXFLASH+RAM:2M+4M

僅支持雙卡單待

2.1主要性能規(guī)格

CTL02系列模組主要性能

特征說明

■LTE-FDD：B1/B3/B5/B8

網(wǎng)絡制式

■LTE-TDI)：B34/B38/B39/B40/B41

■VBAT供電電壓范圍：3.4V-4.5V

供電

■典型供電電壓：3.8V

■Class3(23dBm±2dB)forLTE-FDDbands

發(fā)射功率

■Class3(23dBm±2dB)forLTE-TDDbands

■支持1.4/3/5/10/15/20MHz射頻帶寬

LTE特性?LTE-FDD:最大下行速率10Mbps,最大上行速率5Mbps

■LTE-TDD:最大下行速率8Mbps,最大上行速率3Mbps

■支持ECM/IPV4&IPV6/TCP/UDP/MQTT/HTTP/HTTPS/PPP/PING/FTP/SSL/NTP/NITZ

/SMTP/MMS*等協(xié)議(CTL02-G&CTL02-SP3機型)

■支持ECM/IPV4&IPV6/TCP/LDP/PING/HTTP/DNS/DHCP/PPP/NTP/NITZ等協(xié)議

網(wǎng)絡協(xié)議

(CTL02-SP1&CTL02-SP2機型)

■支持PAP和CHAP協(xié)議

*注：SMTP協(xié)議默認關閉：

■文本與PDU模式

短消息(SMS)-點對點短信收發(fā)

'短信小區(qū)廣播

■SMS存儲,OJ)SIM卡

■支持雙USIM/SIM卡:1.8V/3.0V

雙(U)S【M卡接

CTL02-G&CTL02-SP3支持有條件雙卡雙待

口

CTL02-SP1&CTL02支持雙卡單待

外接Codec芯片：

-支持從模式

PCM接口?■支持短幀模式

■支持16位線性編碼格式

■支持1路數(shù)字音頻接口

12c接口■支持標準模式最大速率100Kbps,高速模式下可達400Kbps

音頻特性■支持1路模擬音頻輸入/輸出接口

CTL02-G&

-支持噪聲抑制和回音抵消算法

CTL02-SP3機型

■AT串口(M/JN_UART)

?用于AT命令，LTE數(shù)據(jù)傳輸

?波特率最大為921600bps,默認115200bps

?支持RTS和CTS硬件流控

■Debug串匚(DBGUART)

UART接口

?用于軟件調(diào)試輸出部分日志

O波特率:115200bps

■輔助串口(AUXJJART)

?用于外部設備數(shù)據(jù)串口通信

O波特率:115200bps

■兼容USB2.0(只支持從模式)，數(shù)據(jù)傳輸最大達480Mbps

USB接口■用于AT命令傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、固件調(diào)試和固件升級

■USB虛擬串口驅(qū)動，支持Linux2.6-5.4、Windows7/8/10等操作系統(tǒng)下使用

*

功能按鍵接口■開機/關機、復位接口

網(wǎng)絡指示■NETMODE和NETSTATUS指示注冊網(wǎng)絡狀態(tài)

天線接口■主天線（ANTJIAIN）50QRF特性阻抗

定位功能■支持Wi-FiScan定位，與4GLTE共用天線

-符合3GppTS27.007、3GppTS27.005定義的命令

AT命令

■增強型ATCommand

軟件升級■可通過USB或者FOTA升級

■工作溫度范圍：-35℃~75℃

溫度范圍2■擴展工作溫度：-40℃~85℃

?存儲溫度：-45?C~9（TC

■尺寸：17.7(1)x15.8(W)±0.10mm厚:2.4(H)±0.2mm

物理特性■重量：約2.0g

■器件均符合EURollS標準

注：

1、特殊CODEC芯片驅(qū)動鴕分待開發(fā)；

2、模組工作溫度范圍盡可能在（-35℃~75℃）,在此范圍值各通訊指標均符合3GPP

標準要求。若在擴展工作溫度（-40℃?85℃）范圍時，模組能夠保持工作狀態(tài)，

僅個別指標如輸出功率筆參數(shù)可能會超出LTE、3Gpp標準的范圍，當溫度回歸到

正常溫度范圍后，指標均能符合3Gpp標準要求。

2.2功能框圖

ANT

***(S/C/L)▽

「ProcessorSubsystemPeripherals

SRAM/R0MUSB2.oUSB2.0

CPU64KROMUART/Debug/I2C“RT/Debug/IZC

64KROM

GPIO/W/PCMGPIO/RMPCM

ARMCortex-RS

6141Mz

F)ash+PSR.AM*SPLCAMERASPI/CAMERA

?**S:8M+8M

AUXADC〔AUXADC

KEY/SDIO/SDKEY/SDIO/SD

Cache

32K+32KrAubib-coDECS)[MIC/RBZEIVER

|&4V-4.5V|

L」Ldj

PMIC(PMU803)VDDIOEXT

r

CommunicationSubsystem

RFTX

FDD/TDDCat1bisModem

TransceiverDSP

RFRX

RFMacro

USIM1/2(S/C)RFFE

L

工RFCircuit

26MXtalUSIMlRESETPWRKEY

模組功能框圖

模組內(nèi)置主要有：電源管理、基帶、RF射頻、存儲單元、多種通訊接口及GPIO接口電

路等。

3、應用接口

模組采用LCC+LGA貼片封裝，LCC引腳為44個，底部LGA引腳為50個，引腳總數(shù)為

共有94個引腳，有如下應用接口：

?ADC接口

?Audio模擬音頻接口（CTL02-G&CTL02-SP3機型支持）

?GPI0接口*

?12c接口

<LTE射頻接口

?PCM接口*

?UART接口

<USB接口

今USIM卡接口x2

?電源供電接口

<開/關機接口

。復位接口

。工作顯示狀態(tài)接口

注：

*：部分接口在開發(fā)中。

3.1引腳

3.L1引腳分配圖

N

re9

p2

d

—

ILJ§—QQ

u0VVSS

AASQQ§8

0WTWHWE

國

回回

GND磔圓aANT_MAIN

海

的由

MICBIASt■GND

NflC_Pt■PCM_DOUT

?nr

E反

MIC_N*?l■PCM_DIN

?

SPK_P5E工PCM_SYNC

加■

t

SPK_N6E近PCM_CLK

■置

PWRKEY7iiM商AUX_TXD

■H"”

KtSEKVtD8l?浮AUX_RXD

■?■

置

ADC19!五GND

■

■峰

GND|RESERVED

107"Hl因■

USIM1_DATA?sSTATUS

7.

理￡?

USIM1_RSTaa仄VDD_EXT

:2

『

:3五

USIM1_CLKMAIN_RTS

1

asOQN2

afXX1

LHL『—

—AY——1

-LNMN-

Sl一

lH—YIvV

sIWwH

nNa

IIPOWER_PINIISIGNALJIN匚Z]GND_PINIIRESERVEDPIN

模組引腳分配圖（俯視圖）

注:

1、模組屏蔽蓋有斜口處理標注為1腳位置，管腳定義參照上圖描述；

2、模組底部89-94中心方形焊盤為GND連接到設備地網(wǎng)絡，可用于散熱考慮;

3.MATN_RTS/MATN_CTS己交叉處理，外部可直連；

4、2-6引腳僅CTL02-G&CTL02-SP3機型支持VoLTE語音功能；

5、RESERVED引腳可懸空。

3.1.2引腳描述

電源、地

引腳名引腳號10描述典型值備注

供電的電流能力

模組供電

VBAT42,43FI3.8V峰值要求不低于

正極

1.2A

用于外部電平轉(zhuǎn)

VDD_EXT24F0直流電源1.8V輸出1.8V50mA換或上拉不用則

懸空

1,10,27,34,

36,37,40,41

GND/供電負極/地

,45-48,70-

73,88-94

開關機、復位

引腳名引腳號10描述DC特性說明

參考3.4使用說

PWRKEY7EI開/關機鍵，低有效VBAT

明

RESET_N15CI復位，低有效1.8V不用則懸空

AT串口

引腳名引腳號10描述DC特性說明

MAIN_RXD17CI數(shù)據(jù)接收UART串口可接

MAIN_TXD18E0數(shù)據(jù)發(fā)送TXD,RXD,GND,若

MAIN_I)TR19EI數(shù)據(jù)終端就緒不用硬件流控，

MAIN_RI20C0振鈴提示1.8V通訊電平可懸空：（模組已

MAIN_DCD21CO輸出載波檢測將CTSRTS硬件

MAIN_CTS22CI清除發(fā)送流控做交叉處

MAIN_RTS23EO請求發(fā)送理，外部可直連）

Debug串口

引腳名引腳號10說明DC特性默認屬性

DRG_RXD38ET調(diào)試串口接收數(shù)據(jù)1.8V通訊電平

不用則懸空

DBG_TXD39E0調(diào)試串口接收數(shù)據(jù)

輔助串口

引腳名引腳號10說明DC特性默認屬性

AUX_RXD28EI調(diào)試串口接收數(shù)據(jù)

L8V通訊電平不用則懸空

AUX_TXD29E0調(diào)試串口接收數(shù)據(jù)

USIM接口

引腳名引腳號10描述DC特性說明

USIMl.CLK13

E0(U)SIM時鐘(U)SIM卡接口建

USIM2_CLK62L8V(U)SIM卡

議采用TVS保護，

USIM1_DATA111.8V通訊電平

10(U)SIM數(shù)據(jù)卡座到模組的走

USIM2DATA643.0V(U)SIM卡

線不能超過20cm,

USIM1_RST123v通訊電平

EO(l)SiM復位不用則懸空

USIM2_RST63

1.8V(U)SIM卡模組自動識別

USIM1_VDD14

1.8V1.8V/3.0V

F0(U)SIM供電

3.OV(U)SIM卡(U)SIM卡

USIM2_VDD65

3VIOmax:50mA

高電平有效，如

USIM1_DET79

CI(U)SIM卡檢測1.8V無需熱插拔功

USIM2_DET77能，不用則懸空

PCM/12c接口

引腳名引腳號10描述DC特性屬性

I2C_SDA66CDI2C數(shù)據(jù)外部需1.8V±

1.8V通訊電平

I2C_SCL67CDI2C時鐘拉。不用則懸空

PCM_CLK30COPCM時鐘模組為主設備時

PCM_SYNC31COPCM幀同步為輸出，模組為

1.8V

PCM_DIN32EIPCM數(shù)據(jù)輸入從設備時為輸

PCM_I)OUT33COPCM數(shù)據(jù)輸出入，不用則懸空

USB接口

引腳名引腳號10描述DC特性說明

USB_DP5910差分USB線數(shù)據(jù)（正）符合USB2.0外部走線要求90

USBDN6010差分USB線數(shù)據(jù)（負）協(xié)議。差分阻抗，不

USB.VBUS61FIUSB的插入檢測腳5V用則懸空

音頻接口（CTL02依CTL02-SP3支持）

引腳名引腳號10描述DC特性說明

MICBIAS/NC2F0MIC偏置電壓1.8V支持VoLTE語音

MIC_P/NC3功能，不用則懸

AI模擬語音話筒差分輸入1.8V

MIC_N/NC4空，CTL02-SP1

SPK_P/NC5&CTL02-SP2不

A0模擬語音信號差分輸出1.8V

SPK_N/NC6支持此功能；

狀態(tài)指示

引腳名