i.MX8QM Wi-Fi(CBM252AL2A) 设计要点

一、 前言

        CBM252AL2A 是一款汽车级无线多功能模块,包含 WLAN 和蓝牙 5.0 功能,它提供了一个通用的平台来满足汽车
       信息娱乐设备的所有无线连接需求,是汽车信息娱乐控制台的理想选择。


二、 CBM252AL2A   Wi-Fi 模块原理设计要点

        ①  CBM252AL2A 提供了 1 个 SDIO3.0 接口用于 Wi-Fi 与 CPU 之间的通信连接,支持 2.4GHz 和 5GHz 双频模式。

        ②  CBM252AL2A 提供了 1 个 UART 和 PCM 接口,用于 Bluetooth 与 CPU 之间的通信连接,支持 BT5.0 双模式。
 
        ③  CBM252AL2A 模组功能框图
       
        

                                                                          ▲ 图 1   CBM252AL2A   功能框图

       ④  系统平台选用的是 NXP 的i.MX8QM,SoC  端的 SDIO 连接如下

        

                                                                          ▲ 图 2    SoC 端的 SDIO 连接图

      ⑤  SoC  端 SDIO  模块的供电要正常,具体连接如下。
     
       

                                                                          ▲ 图 3   SoC  端  SDIO 模块的供电

     ⑥  Wi-Fi  端原理图设计,主要包含:SDIO 接口、天线、3.3V 供电、32.768KHz 等电路。

      

                                                                            ▲ 图 4   Wi-Fi  端原理图

     ⑦  Wi-Fi 端 SDIO 接口设计,SDIO 属于 SDIO3.0 接口,速度较快,要注意 SDIO 信号的阻抗要求,这里我们
          串接 22Ω 的
电阻。其中,WL_EN 是 WLAN 模块的电源使能控制信号,BT_EN 是 Bluetooth 使能控制信号。

     

                                                                ▲ 图 5   Wi-Fi  端连接 SoC 端的 SDIO 接口

   ⑧  Wi-Fi 端供电电路设计,CBM252AL2A 模组的供电引脚是 Pin36 和 Pin37,供电电压范围是 3.2 ~ 4.8V,
         Pin39 是
 VDDIO 的供电引脚,支持 3.3V 或 1.8V,Pin7 是模块 IO 口供电电压选择接口,电阻上拉表示 IO
        口的供电是 1.8V,
电阻下拉表示 IO 的供电为 3.3V。电源设计要保证电流充足且纹波较小,还要增加合理
        的磁珠和电容参数来改善 EMI 
的干扰。

    

                                                                         ▲ 图 6    Wi-Fi  端电源电路设计
 
   

                                                                           ▲ 图 7    IO 口供电电路


                                                                    
   

                                                                            ▲ 图 8    电源相关接口连接图

  ⑨ Wi-Fi 端 32.768KHz 晶体电路设计,此部分电路应用于低功耗模式,用于休眠和唤醒,晶体选用的是 1.8V
      有源晶体。


   
  
                                                                  ▲图 9      Wi-Fi 端晶体 32.768Khz 电路设计

  ⑩  CBM252AL2A 模块的上电先后顺序为: 32.768KHz 时钟正常后,接着 VBAT 上电,最后是 VDDIO 上电,
       如下图示


   
  
                                                                       ▲图 10     模块上电时序图

三、 PCB 设计要点

       ①  Wi-Fi 模组尽量靠近天线或者天线接口摆放,远离电源、时钟、DDR、LCD、Sensor、Speaker 等易
            产生干扰
的模块或电路。

       ② 天线做 50 ohm 阻抗设计且走线遵循 3W 法则。不能走直角、锐角,要走弧线。走线与模块保持在同一层,
           天线
连接器下面所有层都要挖空。

       ③  SDIO 属于 SDIO3.0 高速接口,DATA 线、CMD & CLK 线做等长走线,偏差控制在 ±100mil,阻抗要求
            50 ohm。
 CLK & 32.768KHz 走线全程需要做包地处理。

       ④ 如果使用 PCB 走线作为天线,要确保天线走线附近区域完全净空,净空区域大于 50mm²。天线本体至少
            距周围
的金属 1CM 以上。

       ⑤  如果使用外接天线,天线馈线不可跨越 PCB 板上的信号线。

        

                                                                            ▲ 图 11     Wi-Fi  部分元器件放置

        

                                                                          ▲ 图 12     Wi-Fi 部分 PCB 走线

     ⑥如需进一步的技术交流讨论,请在大大通上关注我,并给我留言。

四、参考文献

       ①《 SCH - P19-019 Bumblebee-MB_V1.0(i.MX8QM 智能座舱)

            _Recky Zhang_2020.01.09 》

       ②《 CBM252AL2A-CYAP-V1.0 》

       ③《 FLC-CBM252-DS-EN-V1.2 》

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