vault backup: 2026-05-21 18:18:26
This commit is contained in:
赵天浩
4
.obsidian/app.json
vendored
4
.obsidian/app.json
vendored
@@ -1,3 +1,5 @@
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
"showLineNumber": false
|
"showLineNumber": false,
|
||||||
|
"promptDelete": false,
|
||||||
|
"alwaysUpdateLinks": true
|
||||||
}
|
}
|
||||||
43
.obsidian/workspace.json
vendored
43
.obsidian/workspace.json
vendored
@@ -13,12 +13,12 @@
|
|||||||
"state": {
|
"state": {
|
||||||
"type": "markdown",
|
"type": "markdown",
|
||||||
"state": {
|
"state": {
|
||||||
"file": "README 1.md",
|
"file": "hardware_detailed_design.md",
|
||||||
"mode": "source",
|
"mode": "source",
|
||||||
"source": false
|
"source": false
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"icon": "lucide-file",
|
"icon": "lucide-file",
|
||||||
"title": "README 1"
|
"title": "hardware_detailed_design"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
]
|
]
|
||||||
@@ -156,17 +156,17 @@
|
|||||||
"state": {
|
"state": {
|
||||||
"type": "outline",
|
"type": "outline",
|
||||||
"state": {
|
"state": {
|
||||||
"file": "README 1.md",
|
"file": "hardware_detailed_design.md",
|
||||||
"followCursor": false,
|
"followCursor": false,
|
||||||
"showSearch": false,
|
"showSearch": false,
|
||||||
"searchQuery": ""
|
"searchQuery": ""
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"icon": "lucide-list",
|
"icon": "lucide-list",
|
||||||
"title": "README 1 的大纲"
|
"title": "hardware_detailed_design 的大纲"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"id": "2076822cdefbb8a3",
|
"id": "f99a7d15791582ed",
|
||||||
"type": "leaf",
|
"type": "leaf",
|
||||||
"state": {
|
"state": {
|
||||||
"type": "git-view",
|
"type": "git-view",
|
||||||
@@ -174,16 +174,6 @@
|
|||||||
"icon": "git-pull-request",
|
"icon": "git-pull-request",
|
||||||
"title": "Source Control"
|
"title": "Source Control"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
|
||||||
{
|
|
||||||
"id": "7a3485b22ac1573e",
|
|
||||||
"type": "leaf",
|
|
||||||
"state": {
|
|
||||||
"type": "mermaid-toolbar-view",
|
|
||||||
"state": {},
|
|
||||||
"icon": "trident-custom",
|
|
||||||
"title": "Mermaid Toolbar"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
],
|
],
|
||||||
"currentTab": 5
|
"currentTab": 5
|
||||||
@@ -201,20 +191,27 @@
|
|||||||
"templates:插入模板": false,
|
"templates:插入模板": false,
|
||||||
"command-palette:打开命令面板": false,
|
"command-palette:打开命令面板": false,
|
||||||
"bases:新建数据库": false,
|
"bases:新建数据库": false,
|
||||||
"export-graph-view:Export graph view": false,
|
"obsidian-git:Open Git source control": false
|
||||||
"mermaid-tools:Open Mermaid Toolbar": false,
|
|
||||||
"obsidian-git:Open Git source control": false,
|
|
||||||
"pdf-plus:PDF++: Toggle auto-copy": false,
|
|
||||||
"pdf-plus:PDF++: Toggle auto-focus": false,
|
|
||||||
"pdf-plus:PDF++: Toggle auto-paste": false
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"active": "bb64507ee1b83492",
|
"active": "bb64507ee1b83492",
|
||||||
"lastOpenFiles": [
|
"lastOpenFiles": [
|
||||||
|
"hardware_spec.md",
|
||||||
|
"hardware_detailed_design.md",
|
||||||
|
"姿态系统产品规格说明书融合模板5.20.md",
|
||||||
"README.md",
|
"README.md",
|
||||||
"README 1.md",
|
"resource/gif20260514055249.gif",
|
||||||
"conflict-files-obsidian-git.md",
|
"resource/gif20260514054645.gif",
|
||||||
|
"resource/gif20260514054312.gif",
|
||||||
|
"resource/gif20260514054216.gif",
|
||||||
|
"resource/gif20260514054158.gif",
|
||||||
|
"resource/step2026-05-14.gif",
|
||||||
"未命名.canvas",
|
"未命名.canvas",
|
||||||
|
"resource/step1.gif",
|
||||||
|
"resource",
|
||||||
|
"新建文件夹",
|
||||||
|
"[Download.md",
|
||||||
|
"conflict-files-obsidian-git.md",
|
||||||
"诀别书钢琴谱.pdf",
|
"诀别书钢琴谱.pdf",
|
||||||
"动画.gif",
|
"动画.gif",
|
||||||
"部门五月份任务规划.md"
|
"部门五月份任务规划.md"
|
||||||
|
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@@ -1,54 +1,29 @@
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## 项目名称
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# 姿态传感器
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### 姿态传感器
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## 开发环境
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## 运行条件
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* Python
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* [OpenOCD](https://pan.7iwind.cn/directlink/pan/工具/xpack-openocd-0.12.0-7-win32-x64.zip)
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|
* [CLion](https://www.jetbrains.com/clion/download/?section=windows)
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||||||
|
* [arm-none-eabi-gcc](https://developer.arm.com/-/media/Files/downloads/gnu/15.2.rel1/binrel/arm-gnu-toolchain-15.2.rel1-mingw-w64-x86_64-arm-none-eabi.msi)
|
||||||
|
* [protoc-nanopb](https://pan.7iwind.cn/directlink/pan/工具/protoc-nanopb.zip)
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||||||
> 列出运行该项目所必须的条件和相关依赖
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## 环境配置说明
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* Python==3.14
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* OpenOCD
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* CLion
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||||||
* Arm-none-eabi-gcc
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## 运行说明
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||||||
> 说明如何运行和使用你的项目，建议给出具体的步骤说明
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* 操作一 `python -m venv .venv`
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||||||
* 操作二 `.venv\Scripts\activate`
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* 操作三 `pip install -r .\requirements.txt`
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## 测试说明
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> 如果有测试相关内容需要说明，请填写在这里
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## 技术架构
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## 项目名称
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### 姿态传感器
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## 运行条件
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|
||||||
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|
||||||
> 列出运行该项目所必须的条件和相关依赖
|
|
||||||
|
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||||||
* Python==3.14
|
|
||||||
* OpenOCD
|
|
||||||
* CLion
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|
||||||
* Arm-none-eabi-gcc
|
|
||||||
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||||||
## 运行说明
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||||||
|
|
||||||
> 说明如何运行和使用你的项目，建议给出具体的步骤说明
|
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||||||
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1. 下载所有运行条件中提到的文件
|
1. 下载所有运行条件中提到的文件
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||||||
2.
|
2. 解压OpenOCD至可找到的文件夹
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|
3. 解压protoc-nanopb并解压至可找到的文件夹，添加其内的bin路径到环境变量
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||||||
## 测试说明
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4. 安装CLion
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5. 安装arm-none-eabi-gcc，一路下一步即可，可自定义安装路径，安装成功后将bin目录添加至环境变量
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||||||
> 如果有测试相关内容需要说明，请填写在这里
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6. 打开powershell，执行`pip install uv`
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## CLion烧录及调试配置
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1. 用CLion打开项目路径
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2. 在弹出的窗口勾选CM4与CM7的启用预设![[step1.gif|447]]
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3. 点击确定，开始生成CMake构建缓存![[gif20260514054158.gif|513]]
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|
4. 配置CLion的openocd路径为解压openocd路径下bin文件夹里openocd.exe可执行文件的路径![[gif20260514054645.gif|613]]
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|
5. 添加CLion的openocd烧录目标![[gif20260514055249.gif]]
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||||||
|
6. 点击上方绿色三角箭头即可烧录固件到目标板
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## 技术架构
|
## 技术架构
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||||||
```mermaid
|
```mermaid
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1014
hardware_detailed_design.md
Normal file
1014
hardware_detailed_design.md
Normal file
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
673
hardware_spec.md
Normal file
673
hardware_spec.md
Normal file
@@ -0,0 +1,673 @@
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# 硬件规格书
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## 1. 文档说明
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### 1.1 文档目的
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本文档用于定义本项目硬件系统的设计规格、接口要求、电气特性、结构约束、可靠性要求以及测试验收标准，为原理图设计、PCB 设计、硬件调试、软件适配和后续量产迭代提供依据。
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### 1.2 适用范围
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本文档适用于本项目硬件系统的设计、评审、调试和测试，包括：
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- 主控板硬件设计
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- 传感器接口设计
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|
- 通信接口设计
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- 电源系统设计
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- 存储系统设计
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|
- 调试与下载接口设计
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|
- 外部连接器与线缆设计
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|
- 硬件可靠性与环境适应性设计
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### 1.3 版本记录
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| 版本 | 日期 | 作者 | 修改说明 |
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|---|---|---|---|
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| V0.1 | 2026-05-21 | XXX | 初版创建 |
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## 2. 产品概述
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### 2.1 产品定位
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本硬件系统用于惯性导航、组合导航、数据采集、网络通信和文件存储等场景。设备需要支持 IMU、GNSS、以太网、串口、文件系统以及 Web 配置页面等功能。
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### 2.2 主要功能
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设备应支持以下功能：
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1. 采集 IMU 数据；
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2. 接收 GNSS 数据；
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3. 支持以太网通信；
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|
4. 支持本地文件存储；
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|
5. 支持 WebServer 配置页面；
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|
6. 支持 FTP 或 HTTP 文件访问；
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|
7. 支持 COM 口配置；
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|
8. 支持 CLI 调试接口；
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|
9. 支持设备状态指示；
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10. 支持后续下水测试环境需求。
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## 3. 系统总体架构
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### 3.1 硬件组成
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| 模块 | 说明 |
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| ------- | ---------------------------- |
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| 主控 MCU | 负责数据采集、协议解析、文件系统、网络通信和任务调度 |
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| IMU 接口 | 连接 STIM300、ADIS16488 或兼容 IMU |
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| GNSS 接口 | 连接 K922 或其他 GNSS 模块 |
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| 以太网接口 | 提供 TCP/IP、HTTP、FTP 等网络通信能力 |
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| 存储模块 | 用于日志、配置文件、数据文件存储 |
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| 电源模块 | 提供系统所需各路稳定电源 |
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| 调试接口 | 支持 SWD/JTAG、UART、RTT 等调试方式 |
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| 外部连接器 | 用于电源、通信、传感器和扩展接口连接 |
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|
| 状态指示 | LED 或其他方式显示运行状态 |
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### 3.2 系统框图
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```mermaid
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flowchart LR
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Power[电源输入] --> PMU[电源管理模块]
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PMU --> MCU[STM32H7 主控]
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MCU --> IMU[IMU 接口]
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|
MCU --> GNSS[GNSS 接口]
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|
MCU --> ETH[以太网 PHY]
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|
ETH --> RJ45[RJ45 接口]
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|
MCU --> Storage[SDNAND / eMMC / SDMMC 存储]
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|
MCU --> UART[COM / CLI 串口]
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|
MCU --> Debug[SWD / JTAG 调试接口]
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||||||
|
MCU --> LED[状态指示灯]
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```
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## 4. 主控 MCU 规格
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### 4.1 MCU 选型
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| 项目 | 规格 |
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|---|---|
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| MCU 型号 | STM32H755 / STM32H747 或同系列兼容型号 |
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| 内核 | Cortex-M7 + Cortex-M4 |
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|
| 主频 | CM7 最高 480 MHz，CM4 最高 240 MHz |
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|
| Flash | 根据具体型号确定 |
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|
| SRAM | 根据具体型号确定 |
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|
| 外设接口 | SPI、UART、I2C、SDMMC、ETH、USB、GPIO、TIM 等 |
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|
### 4.2 主控功能要求
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|
MCU 需要满足以下要求：
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|
1. 支持双核启动与运行；
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|
2. 支持 ThreadX 实时操作系统；
|
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|
3. 支持 FileX 文件系统；
|
||||||
|
4. 支持 NetX Duo 网络协议栈；
|
||||||
|
5. 支持 OpenAMP 双核通信；
|
||||||
|
6. 支持 IMU 高速采集；
|
||||||
|
7. 支持 GNSS 数据解析；
|
||||||
|
8. 支持以太网通信；
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||||||
|
9. 支持本地数据存储；
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|
10. 支持 Bootloader 或固件升级扩展能力。
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|
### 4.3 时钟要求
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|
| 时钟源 | 要求 |
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|---|---|
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|
| HSE | 推荐使用外部晶振或有源晶振 |
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|
| LSE | 如需 RTC，建议预留 |
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|
| 系统主频 | 满足 CM7 高性能运行需求 |
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|
| 以太网时钟 | 满足 RMII 50 MHz 时钟要求 |
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||||||
|
| SDMMC 时钟 | 满足存储器稳定读写要求 |
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||||||
|
| SPI 时钟 | 满足 IMU 数据采集速率要求 |
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||||||
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---
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|
## 5. 电源系统规格
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### 5.1 电源输入
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| 项目 | 规格 |
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|---|---|
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|
| 输入电压 | 依据系统需求定义，例如 5 V / 12 V |
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|
| 输入接口 | 板对板连接器 / 电源端子 / FPC |
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|
| 保护措施 | 反接保护、过流保护、TVS 防护 |
|
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|
| 滤波要求 | 输入端应具备必要的 LC 或 π 型滤波 |
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|
### 5.2 电源轨设计
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|
| 电源轨 | 用途 | 电压 | 要求 |
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| -------- | ---------- | ----------- | -------------- |
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|
| VDD_3V3 | MCU、PHY、外设 | 3.3 V | 稳定、低纹波 |
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||||||
|
| VDD_1V8 | 部分外设或存储 | 1.8 V | 根据器件需求配置 |
|
||||||
|
| VDD_CORE | MCU 内核 | 内部或外部供电 | 按 STM32H7 设计要求 |
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||||||
|
| VDD_IMU | IMU 供电 | 根据 IMU 要求 | 低噪声 |
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||||||
|
| VDD_GNSS | GNSS 模块供电 | 3.3 V / 5 V | 需考虑启动电流 |
|
||||||
|
|
||||||
|
### 5.3 电源设计要求
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|
1. IMU 电源应尽量使用低噪声 LDO；
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|
2. MCU、PHY、存储器电源应满足峰值电流需求；
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||||||
|
3. 电源上电时序应符合 MCU 和外设要求；
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||||||
|
4. 模拟电源与数字电源应合理隔离；
|
||||||
|
5. 关键电源轨应预留测试点；
|
||||||
|
6. 重要外设可考虑独立电源控制。
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|
## 6. IMU 接口规格
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|
### 6.1 支持设备
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| IMU 型号 | 接口 | 说明 |
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|---|---|---|
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| STIM300 | RS422 / UART / SPI，按实际型号确定 | 高精度 IMU |
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|
| ADIS16480 | SPI | ADI IMU |
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|
| ADIS16488 | SPI | ADI IMU |
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|
| 其他兼容 IMU | SPI / UART | 预留扩展 |
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|
### 6.2 SPI 接口要求
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| 项目 | 要求 |
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|---|---|
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|
| SPI 模式 | 根据 IMU 要求配置，例如 SPI Mode 3 |
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|
| 数据位宽 | 支持 8 bit / 16 bit |
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|
| 片选 | 独立 CS 控制 |
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|
| 中断信号 | 支持 DRDY 数据就绪中断 |
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|
| 时钟频率 | 满足 IMU 数据手册要求 |
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||||||
|
| 信号完整性 | SPI 线应尽量短，必要时串联阻尼电阻 |
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|
### 6.3 IMU 接口信号
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|
| 信号 | 方向 | 说明 |
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|---|---|---|
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|
| SPI_SCK | MCU -> IMU | SPI 时钟 |
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|
| SPI_MISO | IMU -> MCU | SPI 数据输入 |
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|
| SPI_MOSI | MCU -> IMU | SPI 数据输出 |
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||||||
|
| SPI_CS | MCU -> IMU | 片选 |
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||||||
|
| IMU_DRDY | IMU -> MCU | 数据就绪中断 |
|
||||||
|
| IMU_RST | MCU -> IMU | 复位控制，建议预留 |
|
||||||
|
| IMU_SYNC | MCU <-> IMU | 同步信号，按需求预留 |
|
||||||
|
|
||||||
|
### 6.4 布局要求
|
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|
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|
1. IMU 应尽量靠近设备安装基准面；
|
||||||
|
2. IMU 周围避免大电流、高速数字信号和开关电源；
|
||||||
|
3. IMU 安装方向应在 PCB 丝印中明确标注；
|
||||||
|
4. IMU 电源应独立滤波；
|
||||||
|
5. IMU 接口信号应保证阻抗连续和地参考完整。
|
||||||
|
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||||||
|
---
|
||||||
|
|
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|
## 7. GNSS 接口规格
|
||||||
|
|
||||||
|
### 7.1 GNSS 模块
|
||||||
|
|
||||||
|
| 项目 | 规格 |
|
||||||
|
|---|---|
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||||||
|
| 模块型号 | K922 或兼容 GNSS 模块 |
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||||||
|
| 通信接口 | UART |
|
||||||
|
| 数据协议 | NMEA / RTCM，按需求支持 |
|
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| 默认波特率 | 根据模块配置确定 |
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| 天线接口 | 外置有源天线或板载接口 |
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### 7.2 GNSS UART 信号
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| 信号 | 方向 | 说明 |
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|---|---|---|
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| GNSS_TX | GNSS -> MCU | GNSS 数据输出 |
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| GNSS_RX | MCU -> GNSS | GNSS 命令输入 |
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| GNSS_PPS | GNSS -> MCU | 秒脉冲信号 |
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| GNSS_RST | MCU -> GNSS | GNSS 复位 |
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| GNSS_EN | MCU -> GNSS | GNSS 电源使能 |
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### 7.3 PPS 要求
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1. PPS 信号应接入 MCU 定时器输入捕获引脚；
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2. PPS 信号线应避免长距离绕线；
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3. PPS 输入应考虑电平匹配；
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4. PPS 可用于时间同步和采样时间戳校准。
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## 8. 以太网接口规格
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### 8.1 以太网功能
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| 项目 | 规格 |
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|---|---|
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| 速率 | 10/100 Mbps |
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| 接口模式 | RMII |
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| PHY | LAN8742 / LAN8720 / 兼容 PHY |
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| 应用协议 | TCP、UDP、HTTP、FTP |
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| 网络协议栈 | NetX Duo |
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### 8.2 RMII 信号
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| 信号 | 方向 | 说明 |
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|---|---|---|
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| REF_CLK | PHY -> MCU 或外部 -> MCU/PHY | 50 MHz 参考时钟 |
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| MDIO | 双向 | PHY 管理数据 |
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| MDC | MCU -> PHY | PHY 管理时钟 |
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| CRS_DV | PHY -> MCU | 接收数据有效 |
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| RXD0/RXD1 | PHY -> MCU | 接收数据 |
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| TX_EN | MCU -> PHY | 发送使能 |
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| TXD0/TXD1 | MCU -> PHY | 发送数据 |
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| PHY_RST | MCU -> PHY | PHY 复位 |
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### 8.3 网络隔离变压器位置要求
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设计原则：
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1. PHY 到网络变压器之间为 MDI 差分信号；
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2. 网络变压器到 RJ45 之间距离应尽量短；
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3. 变压器、RJ45、ESD 防护器件应靠近外部接口；
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4. 差分线应控制阻抗并等长；
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5. 避免差分线跨分割地。
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### 8.4 以太网布局要求
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1. RMII 信号线尽量短且等长；
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2. REF_CLK 需要重点保证信号质量；
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3. MDI 差分线应按照 100 Ω 差分阻抗设计；
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4. RJ45 外部接口应增加 ESD 防护；
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5. PHY 电源应充分去耦；
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6. PHY 地址配置电阻应明确；
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7. PHY 复位时序应满足数据手册要求。
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## 9. 存储系统规格
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### 9.1 存储介质
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| 存储类型 | 接口 | 用途 |
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|---|---|---|
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| SDNAND | SDMMC | 文件系统、日志、数据存储 |
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| eMMC | SDMMC | 可选替代方案 |
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| SPI Flash | SPI/QSPI | 配置、固件、参数存储 |
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| EEPROM | I2C | 少量参数存储，可选 |
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### 9.2 SDMMC 接口要求
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| 项目 | 规格 |
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| ----- | --------------------- |
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| 数据宽度 | 1-bit / 4-bit |
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| 时钟频率 | 根据稳定性测试确定 |
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| 文件系统 | FileX |
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| DMA | 支持 DMA 读写 |
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| 缓存一致性 | 需要考虑 DCache 与 DMA 一致性 |
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### 9.3 存储可靠性要求
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1. 支持异常断电后的文件系统恢复；
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2. 关键配置文件应采用双备份或校验机制；
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3. 写入过程中应尽量避免频繁擦写同一区域；
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|
4. eMMC 内部通常自带磨损均衡；
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|
5. 原始 NAND Flash 需要软件层实现坏块管理和磨损均衡；
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6. 重要数据写入后应进行 flush 或同步操作；
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7. 对于日志类数据，应采用追加写入或分段文件策略。
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## 10. COM 口与调试接口规格
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### 10.1 UART / COM 接口
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| 接口 | 用途 | 电平 |
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|---|---|---|
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| UART1 | CLI 调试 | 3.3 V TTL / RS232 / RS485 |
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| UART2 | GNSS 通信 | 3.3 V TTL |
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| UART3 | 外部 COM 配置 | 依据需求 |
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| UART4 | 预留扩展 | 依据需求 |
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### 10.2 CLI 调试口
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CLI 调试口应支持：
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1. 查看设备状态；
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2. 配置网络参数；
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3. 配置 COM 参数；
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4. 查看 IMU/GNSS 状态；
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5. 查看文件系统状态；
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6. 查看日志输出；
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7. 执行简单诊断命令。
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### 10.3 SWD / JTAG 接口
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| 信号 | 说明 |
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|---|---|
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| SWDIO | 调试数据 |
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| SWCLK | 调试时钟 |
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| NRST | 复位 |
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| GND | 地 |
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| VREF | 目标电压参考 |
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| SWO | 可选，用于调试输出 |
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设计要求：
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1. SWD 接口必须预留；
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2. 调试接口应靠近板边或方便夹具接触；
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3. NRST 应可由调试器控制；
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4. VREF 应连接目标板调试电压。
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## 11. GPIO 与指示灯规格
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### 11.1 状态指示灯
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| 指示灯 | 颜色 | 功能 |
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|---|---|---|
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| PWR_LED | 绿色 | 电源状态 |
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| RUN_LED | 绿色 | 系统运行状态 |
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|
| ERR_LED | 红色 | 错误状态 |
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| ETH_LED | 绿色/黄色 | 网络连接状态 |
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| LOG_LED | 蓝色 | 数据记录状态，可选 |
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### 11.2 按键
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|
| 按键 | 功能 |
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|---|---|
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| RESET | 系统复位 |
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| BOOT | 进入 Bootloader |
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|
| USER | 用户自定义功能 |
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## 12. FPC / 板间连接规格
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### 12.1 板间连接场景
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系统可能由主控板和接口板组成：
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- 主控板：MCU、PHY、IMU、GNSS、存储、电源；
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- 接口板：RJ45、外部连接器、防护器件等。
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### 12.2 FPC 信号分类
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| 类型 | 信号 |
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|---|---|
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| 电源 | VIN、3V3、GND |
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| 以太网 | MDI 差分线 |
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| 控制 | RESET、ENABLE |
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|
| 通信 | UART、GPIO |
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| 预留 | 备用 GPIO |
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### 12.3 FPC 设计要求
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1. 高速信号应分配连续地参考；
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|
2. 差分信号应相邻布线；
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|
3. 电源引脚应增加数量以降低阻抗；
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|
4. 地引脚应充分分布；
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|
5. 关键接口应考虑插拔 ESD 防护；
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6. FPC 引脚定义应避免反插损坏。
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## 13. 机械与结构要求
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### 13.1 PCB 尺寸
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| 项目 | 要求 |
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|---|---|
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|
| PCB 尺寸 | 根据结构设计确定 |
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| 板厚 | 常规 1.6 mm，或根据结构需求调整 |
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| 层数 | 推荐 4 层或以上 |
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|
| 安装孔 | 根据结构件定义 |
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| 定位孔 | 建议预留 |
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### 13.2 IMU 安装要求
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1. IMU 应靠近设备安装中心；
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2. IMU 坐标系应在丝印和文档中明确；
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|
3. PCB 固定方式应避免机械应力影响 IMU；
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4. IMU 附近避免高热源；
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5. 结构设计应保证 IMU 与设备本体刚性连接。
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## 14. EMC 与 ESD 要求
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### 14.1 ESD 防护
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以下接口应增加 ESD 防护：
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- RJ45 接口；
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- 外部 COM 口；
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- 电源输入口；
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- FPC 外部接口；
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- USB 接口，如果存在；
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- GNSS 天线接口，如果存在。
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### 14.2 EMC 设计要求
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1. 开关电源区域应远离 IMU 和 GNSS；
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2. 高速信号应避免跨分割地；
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3. 电源入口应增加滤波；
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|
4. 外部连接器附近应布置防护器件；
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|
5. 时钟信号应尽量短；
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6. 关键信号应避免靠近板边长距离走线。
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## 15. 热设计要求
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### 15.1 热源器件
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主要热源包括：
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- MCU；
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- 以太网 PHY；
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- 电源芯片；
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- 存储器；
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- 其他大功耗外设。
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### 15.2 热设计措施
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1. MCU 底部应增加足够地铜；
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2. 电源芯片应按照数据手册布置散热铜皮；
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3. 热源应远离 IMU；
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|
4. 外壳结构应考虑导热路径；
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|
5. 必要时增加温度传感器监测板温。
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## 16. 环境适应性要求
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| 项目 | 要求 |
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|---|---|
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| 工作温度 | 根据项目需求定义，例如 -20℃ ~ 70℃ |
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| 存储温度 | 根据器件规格定义 |
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|
| 湿度 | 根据使用环境定义 |
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|
| 振动 | 满足下水测试和运输需求 |
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|
| 防护等级 | 根据结构设计定义 |
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| 盐雾/腐蚀 | 如用于海洋环境，应评估防护需求 |
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## 17. 可测试性设计
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### 17.1 测试点要求
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以下信号应预留测试点：
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- 主要电源轨；
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- MCU 复位信号；
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- BOOT 信号；
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- SWDIO / SWCLK；
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- UART TX / RX；
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- SPI SCK / MISO / MOSI / CS；
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- IMU DRDY；
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- GNSS PPS；
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- PHY REF_CLK；
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- SDMMC CLK / CMD / D0；
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- 关键 GPIO。
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### 17.2 生产测试要求
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硬件应支持以下测试：
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1. 电源短路测试；
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2. 电源电压测试；
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3. MCU 下载测试；
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4. IMU 通信测试；
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5. GNSS 通信测试；
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6. 以太网通信测试；
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7. 存储读写测试；
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8. COM 口收发测试；
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9. 指示灯测试；
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10. 长时间稳定性测试。
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## 18. 硬件验收标准
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### 18.1 基础功能验收
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| 测试项 | 验收标准 |
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|---|---|
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| 上电启动 | 设备可正常上电，无异常发热 |
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|
| MCU 下载 | 可通过 SWD 正常下载和调试 |
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|
| 时钟系统 | 主频、外设时钟正常 |
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|
| IMU 通信 | 可稳定读取 IMU 数据 |
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|
| GNSS 通信 | 可稳定接收 NMEA 数据 |
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|
| PPS 输入 | 可捕获 PPS 信号 |
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|
| 以太网通信 | 可正常 ping 通并建立 TCP 连接 |
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| 文件系统 | 可正常挂载、读写、删除文件 |
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| COM 口 | 可正常收发数据 |
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| WebServer | 可访问配置页面 |
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||||||
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### 18.2 稳定性验收
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|
| 测试项 | 验收标准 |
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|---|---|
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|
| 长时间运行 | 连续运行 24 小时无死机 |
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|
| 网络传输 | 文件上传下载无异常中断 |
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|
| 存储写入 | 长时间写入无文件系统损坏 |
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||||||
|
| 掉电测试 | 异常断电后系统可恢复 |
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||||||
|
| 温升测试 | 关键器件温度满足设计要求 |
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|
| 抗干扰测试 | 外部接口插拔不导致系统异常 |
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|
## 19. 原理图设计检查清单
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### 19.1 MCU
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- [ ] 电源引脚全部连接正确；
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- [ ] BOOT 配置正确；
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- [ ] NRST 电路正确；
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|
- [ ] SWD 调试接口完整；
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|
- [ ] 关键 GPIO 未冲突。
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|
### 19.2 电源
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|
- [ ] 输入保护完整；
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|
- [ ] 电源芯片选型满足电流需求；
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|
- [ ] 电源时序满足要求；
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|
- [ ] IMU 电源低噪声处理；
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|
- [ ] PHY 电源去耦充分；
|
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|
- [ ] 存储器电源满足峰值电流；
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||||||
|
- [ ] 所有电源轨预留测试点。
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|
|
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|
### 19.3 以太网
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|
- [ ] PHY 地址配置正确；
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|
- [ ] RMII 信号连接正确；
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|
- [ ] REF_CLK 方向正确；
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|
- [ ] PHY 复位电路正确；
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|
- [ ] 网络变压器位置合理；
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|
- [ ] RJ45 ESD 防护完整；
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|
- [ ] 差分线阻抗和走线规则明确。
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|
### 19.4 存储
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|
- [ ] SDMMC 信号连接正确；
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|
- [ ] 上拉电阻配置正确；
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|
- [ ] 电源满足存储器要求；
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|
- [ ] 存储器复位或使能信号确认；
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|
- [ ] DMA 访问内存区域规划明确。
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### 19.5 IMU / GNSS
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||||||
|
- [ ] IMU 接口电平正确；
|
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|
- [ ] IMU DRDY 接入中断引脚；
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|
- [ ] IMU 安装方向明确；
|
||||||
|
- [ ] GNSS UART 连接正确；
|
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|
- [ ] GNSS PPS 接入定时器输入捕获；
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||||||
|
- [ ] GNSS 天线接口和供电设计正确。
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## 20. PCB 设计要求
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### 20.1 层叠建议
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|
推荐 4 层 PCB：
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| 层 | 用途 |
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|---|---|
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| L1 | 信号层 |
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| L2 | 完整地平面 |
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| L3 | 电源层 / 信号层 |
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|
| L4 | 信号层 |
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|
|
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|
### 20.2 PCB 设计重点
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|
1. 保证完整地平面；
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|
2. 以太网差分线控制阻抗；
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|
3. IMU 区域远离噪声源；
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|
4. 电源芯片布局紧凑；
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|
5. 高速信号避免长距离绕线；
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||||||
|
6. SDMMC 信号尽量等长；
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||||||
|
7. 调试接口方便接入；
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||||||
|
8. 关键测试点方便测量。
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|
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||||||
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|
## 21. 风险项与改进方向
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|
| 风险项 | 影响 | 改进措施 |
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|---|---|---|
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| 以太网 DMA 与 DCache 一致性问题 | 导致网络异常或 ping 不通 | 使用 MPU 配置 Non-Cache 区域，或正确 Clean/Invalidate Cache |
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| SDMMC DMA 访问缓冲区异常 | 导致 FileX 写入失败 | 使用对齐缓冲区或中间 scratch buffer |
|
||||||
|
| IMU 受电源噪声干扰 | 影响姿态和导航精度 | IMU 独立 LDO、远离开关电源 |
|
||||||
|
| GNSS PPS 捕获不准 | 影响时间同步 | PPS 接入定时器输入捕获，优化走线 |
|
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| 网络变压器位置不合理 | 影响以太网稳定性 | 变压器靠近 RJ45 |
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| 掉电导致文件损坏 | 数据丢失 | 文件写入策略、双备份、掉电保护 |
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| 板间 FPC 信号完整性不足 | 通信不稳定 | 增加地线、优化差分和高速信号排列 |
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## 22. 附录
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### 22.1 术语说明
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| 缩写 | 含义 |
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|---|---|
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| MCU | 微控制器 |
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| IMU | 惯性测量单元 |
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| GNSS | 全球导航卫星系统 |
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| PPS | 秒脉冲 |
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| PHY | 以太网物理层芯片 |
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| RMII | 精简媒体独立接口 |
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| SDMMC | SD/MMC 存储接口 |
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| DMA | 直接内存访问 |
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| ESD | 静电防护 |
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| EMC | 电磁兼容 |
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| CLI | 命令行接口 |
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### 22.2 参考资料
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- STM32H7 系列数据手册；
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- STM32H7 系列参考手册；
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- IMU 器件数据手册；
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- GNSS 模块数据手册；
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- PHY 芯片数据手册；
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- SDNAND / eMMC 数据手册；
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|
- FileX / NetX Duo / ThreadX 相关文档。
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909
姿态系统产品规格说明书融合模板5.20.md
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909
姿态系统产品规格说明书融合模板5.20.md
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@@ -0,0 +1,909 @@
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# 姿态系统产品规格说明书融合模板
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> 文档定位：本文件为船载/水下高精度姿态系统的产品级总规格书模板。它不是单纯PRD，而是用于承接产品需求、硬件需求、软件需求、接口控制、原理图评审、PCB评审、测试验收、认证准备、生产交付和RTM追溯的主规格文档。
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## 文档控制信息
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| 项目 | 内容 |
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|---|---|
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| 文档名称 | 姿态系统产品规格说明书 |
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| 文档编号 | SPEC-POSE-2026-V1.0 |
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| 产品名称 | 船载/水下高精度组合航姿系统 |
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| 产品型号 | POSE-XXX |
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| 产品类型 | AHRS / INS / POS / MRU |
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| 适用阶段 | 原型机 / 工程样机 / 正式测试版 / 产品发布版 |
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| 硬件版本 | HW_Vx.x |
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| 软件版本 | SW_Vx.x |
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| 原理图版本 | SCH_Vx.x |
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| PCB版本 | PCB_Vx.x |
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| BOM版本 | BOM_Vx.x |
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| 编写部门 | 产品 / 硬件 / 嵌入式 / 算法 / 测试 / 质量 |
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| 审核人 | 产品、硬件、嵌入式、算法、测试、质量、认证、生产 |
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| 批准人 | |
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| 文档状态 | 草稿 / 评审中 / 已冻结 / 已发布 |
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| 密级 | 内部受控 / 对外删减版 |
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### 版本记录
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| 版本 | 日期 | 修改内容 | 修改人 | 评审结论 |
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|---|---|---|---|---|
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| V0.1 | | 初稿 | | |
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| V0.9 | | 评审稿 | | |
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| V1.0 | | 冻结发布版 | | |
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## 1. 产品概述
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### 1.1 产品定位
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| 项目 | 规格描述 |
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|---|---|
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| 产品类型 | 船载/水下高精度组合航姿系统，属于 AHRS / INS / POS / MRU 类产品 |
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| 典型应用 | 多波束测深、无人船USV、ROV/AUV、水下测绘、声呐运动补偿、海洋工程测量 |
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| 核心功能 | 输出姿态、航向、升沉、位置、速度、时间、质量指标和系统状态 |
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| 核心输入 | IMU、GNSS、双天线航向、RTK/RTCM、PPS/PTP、Event Input，可选DVL |
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| 核心输出 | Roll、Pitch、Heading、Heave、Position、Velocity、Angular Rate、Acceleration、Status |
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| 产品目标 | 为多波束声呐和船载测绘系统提供高精度地理参考、姿态补偿和运动补偿数据 |
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| 对标方向 | Applanix POS MV、SBG Ekinox/Apogee、HydroPOS、OCTANS/HYDRINS、NovAtel SPAN/ALIGN、Advanced Navigation Certus类OEM方案 |
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### 1.2 产品组成
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| 组成部分 | 说明 |
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|---|---|
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| 主控计算单元 | STM32H747 或同级双核MCU/处理器 |
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| IMU单元 | 战术级MEMS IMU，支持 ADIS16488、STIM300、SCH1633 等配置 |
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| GNSS单元 | 多频多星座RTK-GNSS，支持主/副双天线定向 |
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| 时间同步单元 | PPS、PTP、Event Input、IMU时间戳 |
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| 通信接口单元 | Ethernet、RS232/RS422/RS485、USB/调试口 |
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| 存储单元 | eMMC或等效存储，用于Raw IMU、GNSS观测值、POS数据和日志 |
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| 电源单元 | 船载宽压输入、电源保护、掉电检测、保持供电 |
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| 结构防护单元 | IP67外壳、防水连接器、安装基准、坐标轴标识 |
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| 配套软件 | Web配置、FTP下载、日志导出、参数配置、后处理数据导出 |
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| 配套文档 | ICD、安装配置手册、协议说明书、出厂测试与校准规范、维护手册 |
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### 1.3 产品关键默认规格
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> 本节为原理图、PCB、软件、测试和正式准入的统一基线。正式产品规格不得长期保留模糊项。
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| 项目 | 正式规格 | 原型机例外 | 验收方式 | 优先级 |
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| ----------- | ---------------------------------- | ----------------------- | --------------------- | ----- |
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| 产品输入电压 | **9–36V DC** | 原型机允许12V实验室供电，但不得作为产品规格 | 电源拉偏、反接、瞬断、浪涌预扫 | P0 |
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| PPS同步精度 | **PPS捕获时间戳误差≤5µs** | 不建议降低 | 示波器/逻辑分析仪 | P0 |
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| PTP同步精度 | **目标≤1µs**；未验证时标注“待硬件实测” | 可阶段性待验证 | PTP主从测试 | P0/P1 |
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| STIM300接口 | **默认UART/RS422类接口接入** | 最终以器件手册和硬件实现为准 | 连续采集、帧号、时间戳、丢帧统计 | P0 |
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| ADIS16488接口 | SPI + DRDY/GPIO + RST | 无 | SPI时序、DRDY触发测试 | P1 |
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| SCH1633接口 | SPI + DRDY/GPIO + RST | 待器件手册确认 | 初始化、读数、时间戳测试 | P1 |
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| 数据存储 | **≥16GB eMMC或等效存储** | 原型机可临时使用SD/外部存储验证 | 连续写入、文件解析、FTP下载 | P0 |
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| 掉电保护 | **必须支持掉电检测 + 保持供电 + 文件flush/sync** | 未实现则列P1风险 | 写入中断电，重启后文件系统不损坏 | P0 |
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| COM1默认输出 | PASHR + PRDID，建议100Hz | 可配置 | 串口抓包 | P0 |
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| COM2默认输出 | TSS1，建议100Hz | 可配置 | 声呐/上位机联调 | P0 |
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|
| COM3默认用途 | RTCM差分输入 | 可配置 | RTK固定测试 | P1 |
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|
| COM4默认用途 | Debug Log / Binary POS / 备用 | 可配置 | 串口抓包 | P1 |
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| 以太网默认功能 | Web配置、FTP下载、TCP/UDP实时输出、PTP待验证 | 无 | Ping/Web/FTP/抓包/PTP测试 | P0/P1 |
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| 实时升沉 | 5cm或5%，取大值 | 无 | 摇摆台/外场测试 | P0 |
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|
| 延迟升沉 | 2.5cm或2%，默认300s | 可阶段性关闭 | 后处理对比 | P1 |
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| 防护等级 | 产品版IP67 | 原型机可裸板/工装 | 气密/浸水测试 | P1/P0 |
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### 1.4 产品型号与配置边界
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| 配置项 | 原型机/开发版 | 工程样机/正式测试版 | 产品发布版 |
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| ------- | ------------------------------ | -------------------- | --------------- |
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| 输入电压 | 允许12V实验室供电 | 建议支持9–36V | 必须9–36V |
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| IMU | ADIS16488/STIM300/SCH1633按样机配置 | 至少闭环一种主IMU + 一种兼容IMU | 明确标配/选配 |
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| GNSS | K922或目标GNSS模块 | 双天线、PPS、RTK状态可用 | 双天线RTK/PPK完整 |
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| 存储 | 可阶段性外部验证 | eMMC/文件系统可用 | eMMC + 掉电保护必须可用 |
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| PTP | 可先验证网口链路 | 给出PTP实测结论 | 达到≤1µs或调整产品宣称 |
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| 外壳防护 | 可裸板/工装 | 外场防护方案 | IP67定型 |
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| COM输出 | 初步协议输出 | 可配置输出 | 出厂默认协议明确 |
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| Web/FTP | 可先开发最小版本 | 支持配置与文件下载 | 作为正式交付功能 |
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| 认证 | 暂不认证 | 预扫/摸底 | 按目标市场完成认证 |
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### 1.5 行业对标产品概述
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| 对标产品 | 产品定位 | 可借鉴点 | 对当前产品启示 |
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| ------------------------------------------------------------- | -------------- | ----------------------------------------- | ----------------------- |
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| Applanix POS MV SurfMaster / WaveMaster / OceanMaster / Elite | 船用高精度位置姿态系统 | GAMS双天线航向、TrueHeave、微秒级时间标记、COM/以太网输出 | 作为多波束测绘级产品主要对标 |
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| SBG Ekinox-D / Apogee-D | 高性价比MEMS组合导航 | MEMS IMU + 双天线GNSS + Web配置 + 后处理 | 作为成本/性能平衡对标 |
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| HydroPOS | 国产POS组合航姿系统 | 双GNSS天线、PCS、IMU、PPS、三点输出、后处理 | 作为国产产品文档和使用流程参考 |
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|
| OCTANS / HYDRINS | 高端FOG MRU/INS | 实时升沉/延迟升沉、外部时钟同步、质量指标、安装手册体系 | 作为高端产品文档体系和安装要求参考 |
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| NovAtel SPAN / ALIGN | GNSS/INS组合导航平台 | ALIGN双天线航向、LEVERARM、EXTHDGOFFSET、INSPVA日志 | 作为算法和后处理生态参考 |
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| Advanced Navigation Certus类OEM | OEM级GNSS/INS模块 | 规格表、接口Pinout、Web配置、GPIO动态功能、协议包分类 | 作为硬件接口、ICD、Web配置、安装检查参考 |
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### 1.6 产品层级与性能分级
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| 层级 | 产品定位 | 典型对标 | 姿态精度 | 航向精度 | 升沉 | 适用场景 |
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| --- | ------------ | ------------------------------------ | ------------ | -------------------- | ----------------- | ------------- |
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| 基础级 | 小型无人船/普通声呐辅助 | 入门级POS/MRU | 0.03°–0.05° | 0.08°@2m | 5cm或5% | 轻量测绘、教学、一般工程 |
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||||||
|
| 标准级 | 当前主推版本 | POS MV SurfMaster / Ekinox-D | ≤0.02°–0.03° | ≤0.05°@2m | 5cm或5%；延迟2.5cm或2% | 多波束测深、USV |
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|
| 高级级 | 高精度测绘版本 | POS MV WaveMaster / Apogee-D | ≤0.02° | 0.03°@2m / 0.015°@4m | TrueHeave级 | 高精度水下测绘 |
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|
| 旗舰级 | 高端惯导/深海/特殊环境 | POS MV OceanMaster / Elite / HYDRINS | ≤0.01° | ≤0.02°@2m | 高级延迟升沉 | 高端测绘、GNSS受限环境 |
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## 2. 系统级规格 SYS
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### 2.1 系统关键指标冻结表
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| ID | 指标类别 | 指标项 | 当前版冻结值 | 目标/扩展值 | 验收方式 | 优先级 |
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| ------------ | -------- | --------------- | ---------------------------------- | ------------------ | ------------ | ----- |
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|
| SYS-PERF-001 | 姿态 | Roll/Pitch | RTK有效≤0.02° RMS；RTK失效60s≤0.05° RMS | 高级版≤0.01°–0.015° | 转台/跑船，对比光纤惯导 | P0 |
|
||||||
|
| SYS-PERF-002 | 航向 | Heading | 2m基线≤0.05° | 4m基线≤0.03°或≤0.015° | 双天线基线测试、8字绕行 | P0 |
|
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|
| SYS-PERF-003 | 实时升沉 | Real-time Heave | 5cm或5%，取大值 | TrueHeave级 | 六自由度摇摆台/外场 | P0 |
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|
| SYS-PERF-004 | 延迟升沉 | Delayed Heave | 2.5cm或2%，默认300s | 延迟时间可配置 | 后处理真值对比 | P1 |
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| SYS-PERF-005 | 位置 | RTK Position | 水平1cm+1ppm，垂直2cm+1ppm | PPK/PPP扩展 | RTK固定解统计 | P0 |
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| SYS-PERF-006 | 速度 | Velocity | TBD | 根据GNSS/INS能力冻结 | 真值对比 | P1 |
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| SYS-PERF-007 | 数据更新率 | IMU Raw | ≥200Hz，目标支持1kHz | 1kHz | 日志统计/逻辑分析仪 | P0 |
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| SYS-PERF-008 | 数据更新率 | POS输出 | ≥100Hz，网口目标200Hz | 200Hz | 串口/网口抓包 | P0 |
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| SYS-PERF-009 | 时间同步 | PPS | ≤5µs | 目标≤1µs | 示波器/逻辑分析仪 | P0 |
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| SYS-PERF-010 | 时间同步 | PTP | 目标≤1µs | 产品版需实测冻结 | PTP主从测试 | P0/P1 |
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| SYS-PERF-011 | GNSS失效保持 | 30s/60s退化量 | TBD | 对标竞品失效保持能力 | 遮挡/回放测试 | P1 |
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| SYS-PERF-012 | 输出延迟 | COM/ETH输出延迟 | TBD | 按多波束要求冻结 | 抓包+时间戳对齐 | P1 |
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| SYS-PERF-013 | Event打戳 | Event Input时间戳 | TBD | 目标微秒级 | 脉冲发生器测试 | P1 |
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### 2.2 工作模式与状态机
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| 状态 | 触发条件 | 系统行为 | 输出要求 |
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| ---------- | -------------- | ------------------------ | ------------- |
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|
| Power On | 上电 | 电源稳定、MCU启动、加载配置 | 输出启动日志 |
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| BIT自检 | 启动后 | 检查IMU、GNSS、存储、PPS、网络、配置区 | 输出自检结果 |
|
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|
| Standby | 自检通过 | 等待配置或自动进入对准 | 输出状态，不输出有效POS |
|
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|
| Alignment | IMU/GNSS满足条件 | 静基座/晃动基座/双天线辅助对准 | 输出对准进度 |
|
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|
| Navigation | 对准完成 | 输出姿态、航向、位置、升沉、速度 | 正常协议输出 |
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|
| Degraded | GNSS/RTK/IMU异常 | 降级或纯惯导保持 | 输出质量标志和错误码 |
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|
| Logging | 记录开启 | 写Raw IMU、GNSS观测值、POS、日志 | 文件可回放 |
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| Fault | 关键模块异常 | 报警、降级、复位或停止输出 | 错误码明确 |
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| Shutdown | 掉电检测 | 停止写入、flush/sync、保存文件索引 | 文件系统不损坏 |
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### 2.3 对准与初始化性能
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| ID | 对准/初始化项 | 完成条件 | 完成后有效数据 | 验收方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| SYS-INIT-001 | 姿态初始化 | IMU稳定，重力方向估计完成 | Roll/Pitch有效 | 静态试验 |
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| SYS-INIT-002 | 导航初始化 | GNSS 3D Fix或手动初始位置 | 位置/速度有效 | GNSS定位测试 |
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| SYS-INIT-003 | 航向初始化 | 双天线航向、速度航向或外部航向有效 | Heading有效 | 双天线测试 |
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|
| SYS-INIT-004 | 时间初始化 | GNSS时间 + PPS有效 | UTC/GPS时间戳有效 | PPS测试 |
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|
| SYS-ALIGN-001 | 静基座初始对准 | 静止条件满足 | 初始姿态 | 静态试验 |
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|
| SYS-ALIGN-002 | 晃动基座对准 | 船载晃动条件满足 | 初始姿态/航向 | 摇摆台/外场 |
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|
| SYS-ALIGN-003 | 双天线辅助航向对准 | 主副天线有效，基线固定 | 航向快速收敛 | 双天线基线测试 |
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|
| SYS-ALIGN-004 | 热启动 | 配置与上次状态有效 | 缩短启动时间 | 多次上电 |
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| SYS-ALIGN-005 | 对准失败处理 | 对准超时或质量不足 | Standby/Degraded/Error | 故障注入 |
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### 2.4 GNSS失效与降级策略
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| 场景 | 系统行为 | 输出要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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| RTK固定→浮动 | 保持导航，降低质量标志 | 输出RTK状态变化 | RTK状态切换测试 |
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| GNSS短时失效 | 进入惯性保持，协方差增大 | 输出DR状态和误差估计 | 遮挡/回放测试 |
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|
| 双天线航向失效 | 使用IMU航向保持或单天线辅助 | 输出Heading质量标志 | 断开副天线测试 |
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|
| PPS失效 | 切换内部时钟或PTP时钟，报警 | 输出时间同步异常 | PPS断开测试 |
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|
| IMU丢帧 | 标记数据异常，必要时降级 | 输出IMU丢帧计数 | 串口/SPI异常注入 |
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|
| 存储异常 | 停止记录或切换日志策略 | 输出存储错误码 | 写满/拔除/断电测试 |
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|
### 2.5 时间同步与数据延迟指标
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| 指标 | 规格要求 | 验收方法 |
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|---|---|---|
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| PPS捕获误差 | ≤5µs | 示波器测PPS边沿与系统时间戳 |
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|
| PTP同步误差 | 目标≤1µs | PTP Master/Slave测试 |
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|
| IMU时间戳抖动 | TBD，需统计周期方差 | 连续采集统计 |
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|
| POS输出延迟 | TBD，需标定串口/网口输出延迟 | 抓包+时间戳对齐 |
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|
| Event Marker打戳 | 支持外部事件输入并记录时间 | 外部脉冲测试 |
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|
| 每帧相对PPS偏差 | 建议记录到日志 | 日志分析 |
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|
| 时间有效标志 | 输出Time Valid、PPS Valid、PTP Sync等状态 | 协议抓包/状态页 |
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|
## 3. 软件规格 SWE
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### 3.1 软件架构与双核分工
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| ID | 软件项 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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| SWE-ARCH-001 | 双核架构 | CM4负责实时采样、DMA、PPS捕获；CM7负责算法、网络、文件系统、协议输出 | 架构评审 |
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| SWE-ARCH-002 | RTOS | 使用ThreadX或同级RTOS，任务优先级、栈空间、周期明确 | 长稳测试 |
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| SWE-ARCH-003 | 核间通信 | 共享内存/无锁环形缓冲区传输带时间戳数据 | IPC压力测试 |
|
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|
| SWE-ARCH-004 | 状态机 | 支持自检、对准、导航、降级、记录、故障、关机 | 状态迁移测试 |
|
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| SWE-ARCH-005 | 看门狗 | 支持系统级和任务级心跳监控 | 故障注入 |
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| SWE-ARCH-006 | 日志系统 | 支持分级日志、模块标签、关键时间戳和错误码 | 日志检查 |
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|
| SWE-ARCH-007 | 配置管理 | 支持默认配置、用户配置、工厂配置、恢复出厂 | 配置测试 |
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### 3.2 BSP与驱动规格
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|
| ID | 模块 | 规格要求 | 验收方式 |
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|
| ----------- | ----------- | ---------------------------------- | ---------------- |
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| SWE-BSP-001 | GPIO/EXTI | 支持外部中断注册、触发沿、优先级、使能/禁用 | 单元测试 |
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| SWE-BSP-002 | UART/Stream | 支持DMA、空闲中断、环形缓冲区、接收回调 | 串口压力测试 |
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|
| SWE-BSP-003 | SPI | 支持IMU高速读取、片选、DRDY触发 | 逻辑分析仪 |
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|
| SWE-BSP-004 | Timer/PPS | 支持PPS/Event硬件捕获、时间戳换算 | PPS测试 |
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|
| SWE-BSP-005 | Ethernet | 支持NetX、TCP/UDP、WebServer、FTP、PTP验证 | Ping/Web/FTP/PTP |
|
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|
| SWE-BSP-006 | Storage | 支持eMMC读写、文件分割、掉电同步 | 写入和断电测试 |
|
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|
| SWE-BSP-007 | Watchdog | 支持独立看门狗、窗口看门狗、任务喂狗 | 故障注入 |
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|
| SWE-BSP-008 | Bootloader | 支持升级、回滚、版本校验 | 升级测试 |
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### 3.3 算法规格
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| ID | 算法项 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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| SWE-ALG-001 | 标定补偿 | 支持零偏、标度因数、非正交误差、温度补偿 | 标定数据回放 |
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| SWE-ALG-002 | 初始对准 | 支持静基座、晃动基座、惯性系对准 | 仿真/转台 |
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|
| SWE-ALG-003 | 捷联解算 | 支持姿态、速度、位置积分及圆锥/划船补偿 | 标准轨迹回放 |
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|
| SWE-ALG-004 | 杆臂补偿 | 支持IMU、GNSS天线、声呐、VRP三维杆臂 | 单元测试 |
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||||||
|
| SWE-ALG-005 | 松组合EKF | 支持位置/速度量测更新、协方差传播、失效降级 | 仿真/HIL |
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| SWE-ALG-006 | 双天线航向融合 | 支持GNSS双天线航向量测融合 | 基线测试 |
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|
| SWE-ALG-007 | 实时升沉 | IIR/自适应滤波输出实时Heave | 摇摆台 |
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||||||
|
| SWE-ALG-008 | 延迟升沉 | FIR零相位或等效算法，默认300s缓存 | 后处理对比 |
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| SWE-ALG-009 | VRP多点输出 | 支持至少3个虚拟参考点 | 配置测试 |
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| SWE-ALG-010 | DVL融合 | 可选支持DVL速度量测 | 回放测试 |
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| SWE-ALG-011 | 异常量测拒绝 | 对GNSS跳变、航向异常、DVL异常进行抗差处理 | 故障注入 |
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| SWE-ALG-012 | 质量估计 | 输出姿态/航向/位置/速度/升沉质量指标或标准差 | 对比验证 |
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### 3.4 默认协议与COM口输出矩阵
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| 端口 | 默认方向 | 默认协议 | 默认频率 | 默认波特率 | 可配置项 | 用途 |
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| ------------ | ----- | --------------------------- | --------: | -------------------: | --------- | ------- |
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| COM1 | 输出 | PASHR + PRDID | 100Hz | 建议460800，最低115200需验算 | 协议、频率、波特率 | 多波束姿态输入 |
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|
| COM2 | 输出 | TSS1 | 100Hz | 115200/460800 | 协议、频率、波特率 | 声呐兼容 |
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|
| COM3 | 输入 | RTCM | 按RTCM源 | 115200 | 波特率、输入源 | RTK差分 |
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||||||
|
| COM4 | 输出/调试 | Debug Log / Binary POS | 10–100Hz | 115200/921600 | 日志等级、协议 | 调试/备用 |
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|
| Ethernet UDP | 输出 | Binary POS / Protobuf / 自定义 | 100–200Hz | 100M网口 | IP、端口、频率 | 实时输出 |
|
||||||
|
| Ethernet TCP | 输入/控制 | Web/命令 | N/A | 100M网口 | IP、端口 | 配置控制 |
|
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|
| FTP | 输出 | 文件下载 | N/A | 100M网口 | 用户、路径 | 数据下载 |
|
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|
| NTRIP Client | 输入 | RTCM网络差分 | 按服务源 | Ethernet | IP、端口、账号 | CORS差分 |
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|
| Event | 输入 | 脉冲事件 | 按外部设备 | 3.3V/5V待定 | 有效沿、去抖 | 声呐事件打戳 |
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|
### 3.5 数据记录、回放与后处理支持
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| 数据类型 | 是否必须 | 内容 | 默认频率 | 文件格式 | 用途 |
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|---|---|---|---:|---|---|
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| Raw IMU | 必须 | 时间戳、角速度、加速度、温度、状态 | ≥200Hz | BIN + 索引 | 算法回放、PPK |
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|
| GNSS观测值 | 必须 | 原始观测、星历、RTK状态、PPS时间 | 按模块输出 | RINEX/UBX/RTCM/自定义 | PPK |
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|
| POS实时结果 | 必须 | 姿态、航向、位置、速度、升沉、状态 | ≥100Hz | BIN/CSV索引 | 成果回放 |
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|
| 系统日志 | 必须 | 状态机、错误码、时间同步、丢帧、存储异常 | 事件触发 | TXT/BIN | 问题定位 |
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|
| 配置参数 | 必须 | 杆臂、安装角、端口、网络、IMU/GNSS配置 | 修改触发 | JSON/INI/BIN | 启动加载 |
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|
| 后处理导出 | 建议必须 | Raw IMU、GNSS观测、POS、配置、日志 | 按任务 | RINEX/自定义包 | PPK/问题复盘 |
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#### 3.5.1 掉电保护条款
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| 掉电保护项 | 规格 |
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| ----- | ------------------------------------- |
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| 掉电检测 | 必须支持PWR_FAIL/PVD/ADC等硬件检测 |
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|
| 保持供电 | 默认目标≥200ms，满足文件flush/sync |
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|
| 软件动作 | 停止新写入 → flush/sync → 写文件尾/索引 → 标记安全关闭 |
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|
| 验收方法 | 写入过程中断电，重启后文件系统不损坏，文件可识别 |
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| 风险等级 | P0；若PPK/Raw记录作为卖点，则不得取消 |
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### 3.6 诊断、质量指标与错误码
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| ID | 规格项 | 要求 |
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|---|---|---|
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| SWE-DIAG-001 | BIT上电自检 | 检查IMU、GNSS、存储、网络、PPS、配置区 |
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| SWE-DIAG-002 | 运行时监测 | 监测GNSS状态、RTK状态、IMU丢帧、PPS异常、存储异常 |
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|
| SWE-DIAG-003 | 质量指标 | 输出姿态、航向、位置、速度、升沉质量标志或标准差 |
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| SWE-DIAG-004 | 错误码 | 每类错误有唯一错误码、等级、恢复策略 |
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| SWE-DIAG-005 | FDIR | 支持故障检测、隔离和降级重构 |
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|
| SWE-DIAG-006 | 日志导出 | 支持按时间、模块、错误等级导出日志 |
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|
| SWE-QA-001 | 编码规范 | MISRA C:2012、Barr-C、CERT C |
|
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|
| SWE-QA-002 | 静态分析 | cppcheck、clang-tidy、clang-format、复杂度检查 |
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|
| SWE-QA-003 | 单元测试 | 算法、BSP、协议、文件系统均需测试 |
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||||||
|
| SWE-QA-004 | 追溯 | SYS-SWE-SDS-Test-Bug全链路追溯 |
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### 3.7 Web配置与监控页面需求
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|
| 页面 | 最小功能 |
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| -------- | ---------------------------- |
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|
| 状态页 | 系统状态、GNSS状态、Heading状态、时间同步状态 |
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|
| 卫星页 | 可见卫星、SNR、主/副天线状态、RTK状态 |
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|
| Raw IMU页 | 角速度、加速度、温度、丢帧计数 |
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|
| 姿态页 | Roll/Pitch/Heading、角速度、质量标志 |
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|
| 位置页 | 经纬高、RTK状态、位置标准差 |
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|
| 速度页 | N/E/D速度、船速、速度质量 |
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|
| 升沉页 | 实时升沉、延迟升沉、多参考点升沉 |
|
||||||
|
| 通信页 | COM口、以太网、协议、频率、错误统计 |
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|
| 数据端口页 | 协议选择、输出频率、目标IP/端口 |
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||||||
|
| 安装页 | 安装角、主副天线杆臂、声呐杆臂 |
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|
| GNSS配置页 | 星座、频点、RTK、NTRIP |
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||||||
|
| 数据记录页 | 开启/停止记录、文件列表、下载、删除、格式化 |
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||||||
|
| 固件升级页 | 固件上传、校验、升级、回滚 |
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||||||
|
| 诊断页 | 错误码、BIT结果、时间同步状态、存储状态 |
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|
| 配置备份页 | 导出/导入配置，恢复出厂设置 |
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---
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|
## 4. 硬件规格 HW
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### 4.1 硬件总体架构
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| ID | 硬件项 | 规格要求 |
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|
| ----------- | ------ | ----------------------------------------------------- |
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|
| HW-ARCH-001 | 主控 | STM32H747或同级双核MCU，具备FPU、ETH、SPI、UART、Timer、DMA、外部存储接口 |
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|
| HW-ARCH-002 | IMU接口 | 支持ADIS16488、STIM300、SCH1633等目标IMU |
|
||||||
|
| HW-ARCH-003 | GNSS接口 | 支持多频多星座GNSS、主/副天线、RTCM输入、PPS输出 |
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||||||
|
| HW-ARCH-004 | 时间同步 | PPS接入硬件捕获通道；PTP能力需实测确认 |
|
||||||
|
| HW-ARCH-005 | 通信 | Ethernet、≥4路COM、调试口、可选USB/CAN |
|
||||||
|
| HW-ARCH-006 | 存储 | ≥16GB eMMC或等效存储，满足Raw持续写入 |
|
||||||
|
| HW-ARCH-007 | 扩展 | Event Input、DVL、外部GNSS、外部授时预留 |
|
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|
| HW-ARCH-008 | 平台化 | 支持核心板+扩展板、GNSS模组、IMU模组、接口板模块化 |
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|
### 4.2 硬件接口资源矩阵
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| 功能 | 信号 | MCU资源 | 外部器件 | 方向 | 测试点 | 验收方法 |
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|
| ----------- | ------------- | ------------ | ----------- | --------- | --- | ------- |
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|
| GNSS数据 | GNSS_TX/RX | USARTx | K922/目标GNSS | 双向 | 是 | 串口抓包 |
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||||||
|
| GNSS PPS | 1PPS | TIMx_CHx捕获 | GNSS | GNSS→MCU | 是 | 示波器 |
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|
| GNSS状态 | RTK/PVT/ERR | GPIO | GNSS | GNSS→MCU | 建议 | 状态切换 |
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|
| ADIS16488 | SPI + DRDY | SPIx + EXTI | IMU | 双向 | 是 | 逻辑分析仪 |
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||||||
|
| SCH1633 | SPI + DRDY | SPIx + EXTI | IMU | 双向 | 是 | 逻辑分析仪 |
|
||||||
|
| STIM300 | UART/RS422 | USARTx/DMA | IMU | IMU→MCU为主 | 是 | 连续采集 |
|
||||||
|
| Ethernet | RMII | ETH MAC | PHY | 双向 | 部分 | Ping/抓包 |
|
||||||
|
| PTP | ETH PTP TS | ETH MAC | PHY | 双向 | 视方案 | PTP测试 |
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||||||
|
| COM输出 | RS_T/R | UART + SP336 | 声呐/上位机 | 双向 | 是 | 串口抓包 |
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||||||
|
| Event Input | EVENT_IN | TIM/EXTI | 外部设备 | 外部→MCU | 是 | 脉冲测试 |
|
||||||
|
| eMMC | SDMMC/FMC | SDMMC/FMC | eMMC | 双向 | 否 | 写入测试 |
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||||||
|
| 掉电检测 | PWR_FAIL | GPIO/ADC/PVD | 电源监控 | 电源→MCU | 是 | 断电测试 |
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||||||
|
| Debug | SWD/JTAG/UART | SWD/USART | 调试器/产测 | 双向 | 是 | 烧录调试 |
|
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|
|
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|
### 4.3 IMU兼容矩阵
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|
| 项目 | ADIS16488 | SCH1633 | STIM300 |
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|---|---|---|---|
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|
| 默认定位 | 开发/验证IMU | 目标兼容IMU | 高性能/战术级IMU |
|
||||||
|
| 默认接口 | SPI | SPI | UART/RS422 |
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||||||
|
| 数据就绪 | DRDY GPIO/EXTI | DRDY GPIO/EXTI | 串口帧到达/同步信号 |
|
||||||
|
| 复位 | MCU GPIO | MCU GPIO | 建议MCU可控 |
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|
| 同步方式 | DRDY/PPS对齐 | DRDY/PPS对齐 | 帧时间戳/PPS同步/外部同步 |
|
||||||
|
| 供电 | 按器件手册 | 按器件手册 | 按STIM300手册确认 |
|
||||||
|
| 电平 | 3.3V SPI | 3.3V SPI | RS422/TTL待确认 |
|
||||||
|
| 默认频率 | ≥200Hz | ≥200Hz | 按配置，需支持高频 |
|
||||||
|
| 关键风险 | SPI时序/DRDY | 初始化/DRDY | 粘包、跳帧、帧解析、时间戳 |
|
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|
| 验收 | 连续采样无异常 | 连续采样无异常 | 帧号连续、时间戳单调、无未解释丢帧 |
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### 4.4 IMU传感器指标表
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| 指标项 | 当前要求 | 目标/高配要求 | 说明 |
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|---|---|---|---|
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| 陀螺量程 | TBD | 根据选型确定 | °/s |
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|
| 加速度计量程 | TBD | 根据选型确定 | g |
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|
| 陀螺零偏不稳定性 | TBD | 越小越好 | °/h |
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|
| 加计零偏不稳定性 | TBD | 越小越好 | mg |
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||||||
|
| 角随机游走 | TBD | 越小越好 | °/√h |
|
||||||
|
| 速度随机游走 | TBD | 越小越好 | m/s/√h |
|
||||||
|
| 噪声密度 | TBD | 按器件手册 | 陀螺/加计分别定义 |
|
||||||
|
| 带宽 | TBD | 满足高频采样 | Hz |
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|
| 温度范围 | -40℃~+85℃或按型号 | 工业级 | 与产品环境一致 |
|
||||||
|
| 温补 | 必须支持 | 全温补偿 | 出厂标定数据 |
|
||||||
|
|
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|
### 4.5 GNSS接收机选型对比表
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|
| GNSS方案 | 星座频点 | 最大更新率 | RTK精度 | 授时精度 | RTCM支持 | 当前状态 |
|
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|
|---|---|---:|---|---|---|---|
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|
| K922 | 待补 | 待补 | 待补 | 待补 | RTCM v3.x | 当前原型机 |
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|
| F9P/X20P类 | 多星座双频 | 25Hz级 | cm级 | ns级 | RTCM v3.x | 参考 |
|
||||||
|
| Mosaic X5类 | 多星座多频 | 100Hz级 | cm级 | <20ns级 | RTCM v2/v3 | 高配参考 |
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|
| BD992类 | 多星座多频/L-band | 50Hz级 | mm/cm级 | ns级 | RTCM/CMR/CMR+ | 高配参考 |
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> 说明：该表用于选型与对标，不能直接作为产品承诺。当前产品的GNSS指标必须以最终BOM、模块手册和实测报告冻结。
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### 4.6 GNSS与双天线规格
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| ID | 项目 | 规格要求 |
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|---|---|---|
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| HW-GNSS-001 | 模块 | 支持多频多星座RTK-GNSS |
|
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|
| HW-GNSS-002 | 双天线 | 支持主天线和副天线，用于定位和定向 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-003 | RTCM输入 | 支持串口或网络RTCM输入 |
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|
| HW-GNSS-004 | PPS输出 | GNSS PPS接入MCU硬件捕获 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-005 | 状态脚 | RTK/PVT/ERR状态接入MCU GPIO，定义有效电平 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-006 | 天线供电 | 支持有源天线供电、短路保护、ESD保护 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-007 | 射频走线 | PCB按50Ω阻抗控制，远离噪声源 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-008 | NTRIP | 支持网络RTCM差分输入，配置IP/端口/账号 |
|
||||||
|
|
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### 4.7 双天线基线与航向状态监测
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| 项目 | 规格要求 |
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|---|---|
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|
| 主天线 | 作为定位主天线，输出位置、速度、PPS、观测值 |
|
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|
| 副天线 | 与主天线构成双天线基线，用于航向解算 |
|
||||||
|
| 基线长度 | 支持配置2m/4m或实测基线长度 |
|
||||||
|
| 基线向量 | 支持输入主天线至副天线在船体坐标系下的XYZ向量 |
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||||||
|
| 基线精度 | 建议实测误差≤5mm，作为高级航向性能前提 |
|
||||||
|
| 航向状态 | 输出固定解、浮动解、无解、低SNR、周跳、多路径等状态 |
|
||||||
|
| 报警 | 支持天线开路/短路、基线变化异常、RTK失效报警 |
|
||||||
|
| 验收 | 静态基线场、转向机动、8字绕行、断开副天线测试 |
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||||||
|
|
||||||
|
### 4.8 PPS/PTP/Event/IMU时间同步链路
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||||||
|
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| 同步对象 | 来源 | 硬件路径 | 软件处理 | 精度目标 | 验收 |
|
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|---|---|---|---|---|---|
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|
| PPS | GNSS模块 | PPS → MCU定时器捕获 | 更新UTC/GPS时间基准 | ≤5µs | 示波器/逻辑分析仪 |
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||||||
|
| PTP | Ethernet | ETH MAC/PHY | IEEE1588修正本地时钟 | ≤1µs目标 | PTP主从测试 |
|
||||||
|
| IMU时间戳 | IMU DRDY/串口帧 | EXTI/TIM/UART DMA | CM4打戳并送CM7 | TBD | 周期统计 |
|
||||||
|
| Event Input | 外部声呐/设备 | Event → TIM捕获 | 记录事件时间 | TBD | 外部脉冲 |
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|
| POS输出时间 | 系统时钟 | 协议字段 | 输出UTC/GPS/系统时间 | 与PPS一致 | 协议抓包 |
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||||||
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|
强制条款：**PPS不允许仅作为普通GPIO状态读取；产品版应优先接入MCU硬件捕获通道。**
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|
### 4.9 GPIO动态功能表
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||||||
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|
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| GPIO功能 | 方向 | 用途 | 是否当前必须 |
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|---|---|---|---|
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|
| 1PPS Input | 输入 | 外部授时 | P1 |
|
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|
| 1PPS Output | 输出 | 给声呐/上位机同步 | P1 |
|
||||||
|
| Event Input | 输入 | 声呐触发事件打戳 | P1 |
|
||||||
|
| GNSS Fix Output | 输出 | GNSS有效状态指示 | P2 |
|
||||||
|
| IMU DRDY | 输入 | IMU数据就绪 | P0 |
|
||||||
|
| RTCM Input | 输入 | 差分数据输入 | P1 |
|
||||||
|
| DVL Input | 输入 | 未来水下速度辅助 | P2 |
|
||||||
|
| TSS1 Output | 输出 | 声呐姿态输出 | P0/P1 |
|
||||||
|
| Fault Output | 输出 | 系统故障告警 | P2 |
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||||||
|
| User DIO | 输入/输出 | 用户自定义 | P2 |
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||||||
|
|
||||||
|
### 4.10 连接器与Pinout模板
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||||||
|
|
||||||
|
| 接口 | 连接器型号 | Pin | 信号 | 方向 | 电平/标准 | 说明 |
|
||||||
|
| --------- | -------- | --: | -------- | ----- | ----------- | ----------- |
|
||||||
|
| 电源 | 待定 | 1 | VIN | 输入 | 9–36V | 船载电源 |
|
||||||
|
| 电源 | 待定 | 2 | GND | - | - | 电源地 |
|
||||||
|
| COM0 | 待定 | 1 | TX | 输出 | RS232/RS422 | PASHR/PRDID |
|
||||||
|
| COM1 | 待定 | 2 | RX | 输入 | RS232/RS422 | 可配置 |
|
||||||
|
| COM2 | 待定 | 1 | TX | 输出 | RS232/RS422 | TSS1 |
|
||||||
|
| COM3 | 待定 | 1 | RX | 输入 | RS232/RS422 | RTCM输入 |
|
||||||
|
| PPS/Event | 待定 | 1 | 1PPS | 输入/输出 | 3.3V/5V待定 | 时间同步 |
|
||||||
|
| PPS/Event | 待定 | 2 | EVENT_IN | 输入 | 3.3V/5V待定 | 事件打戳 |
|
||||||
|
| Ethernet | RJ45/航空插 | - | TX/RX | 双向 | 100Base-T | Web/FTP/PTP |
|
||||||
|
| GNSS ANT1 | SMA/TNC | - | RF_IN1 | 输入 | 50Ω | 主天线 |
|
||||||
|
| GNSS ANT2 | SMA/TNC | - | RF_IN2 | 输入 | 50Ω | 副天线 |
|
||||||
|
| Debug | 待定 | - | SWD/UART | 双向 | 3.3V | 调试/产测 |
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.11 存储、电源与调试接口
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||||||
|
|
||||||
|
| 项目 | 规格要求 |
|
||||||
|
|---|---|
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||||||
|
| eMMC | ≥16GB，支持Raw IMU、GNSS观测值、POS数据和日志连续记录 |
|
||||||
|
| 掉电检测 | 支持PWR_FAIL/PVD/ADC等方式触发安全关文件 |
|
||||||
|
| 保持供电 | 保持时间≥200ms或按实测文件系统flush时间确定 |
|
||||||
|
| SWD/JTAG | 必须保留调试口 |
|
||||||
|
| Debug UART | 必须保留调试串口或维护口 |
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||||||
|
| 关键测试点 | 12V、5V、3V3、1V8、PPS、SPI、UART、DRDY、Reset |
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||||||
|
| 产测接口 | 支持自动化烧录、版本查询、接口遍历、出厂校验 |
|
||||||
|
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|
---
|
||||||
|
|
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|
## 5. 电气规格 EE
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|
### 5.1 电源与保护
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| 项目 | 产品版规格 | 原型机状态 | 评审要求 |
|
||||||
|
|---|---|---|---|
|
||||||
|
| 输入电压 | 9–36V DC | 可12V调试 | 原理图必须说明差异 |
|
||||||
|
| 反接保护 | 必须 | 若无则P0/P1 | 投板前关闭 |
|
||||||
|
| 过压保护 | 必须 | 待确认 | 电源入口TVS/保护 |
|
||||||
|
| 浪涌/EFT | 必须考虑 | 待确认 | EMC预扫前完成 |
|
||||||
|
| 保险/限流 | 必须 | 待确认 | 保护电流路径 |
|
||||||
|
| 电源滤波 | 必须 | 待确认 | DCDC前后滤波 |
|
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|
| IMU低噪声供电 | 建议必须 | 待确认 | 独立LDO/滤波 |
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| GNSS天线供电 | 必须明确 | 待确认 | 电压、电流、短路保护 |
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| 掉电检测 | 必须 | 待确认 | PWR_FAIL/PVD/ADC |
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| 保持电源 | 必须 | 待确认 | 超级电容/UPS方案 |
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| 测试点 | 必须 | 待确认 | 12V、5V、3V3、1V8、GNSS、PPS |
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### 5.2 电源轨
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| 电源轨 | 负载对象 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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| +5V | IMU/外设/中间电源 | 电流余量≥30%，纹波满足负载要求 | 示波器 |
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| +3V3 | MCU/IO/数字电路 | 电压偏差、纹波、上电时序满足MCU要求 | 电源测试 |
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| +1V8 | MCU/存储/低压外设 | 满足负载和时序要求 | 电源测试 |
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|
| +3V3_GNSS | GNSS/天线供电 | 独立滤波，满足有源天线电流需求 | GNSS测试 |
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| +3V3_NET | Ethernet PHY | 独立滤波，满足PHY上电时序 | 网络测试 |
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| IMU_LDO | IMU低噪声供电 | 建议低噪声LDO，纹波满足IMU要求 | 纹波测试 |
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### 5.3 接口电气规格
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| 接口 | 电气要求 | 保护要求 |
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|---|---|---|
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| UART/TTL | 3.3V CMOS，波特率可配置 | ESD/限流 |
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| RS232 | 符合RS232电平 | ESD/浪涌 |
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|
| RS422/RS485 | 差分通信，终端匹配可配置 | ESD/共模保护/隔离可选 |
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| Ethernet | 10/100Base-T，差分阻抗控制 | 网络变压器、ESD |
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|
| PPS/Event | 明确电平、有效沿、脉宽、输入容限 | ESD/限流/施密特可选 |
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|
| GNSS RF | 50Ω，支持有源天线供电 | RF ESD、防雷可选 |
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| USB | USB FS/HS按型号定义 | ESD/热插拔保护 |
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### 5.4 功耗与热设计
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| 项目 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|
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| 典型功耗 | TBD，按最终BOM估算并实测 | 电源分析仪 |
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| 最大功耗 | TBD，所有接口高负载运行 | 电源分析仪 |
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| 峰值电流 | 上电、GNSS启动、存储写入时需统计 | 示波器/电流探头 |
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|
| 温升 | MCU、PHY、电源、IMU附近温升不得影响精度 | 热像仪/温箱 |
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| 散热路径 | 外壳导热、铜皮散热、热隔离IMU | PCB/结构评审 |
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## 6. 机械、安装与标定规格
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### 6.1 机械规格
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| ID | 项目 | 规格要求 |
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|---|---|---|
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| MECH-001 | 外形尺寸 | 长、宽、高、安装孔位、重量按型号定义 |
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|
| MECH-002 | 安装基准 | 明确IMU测量中心、外壳安装基准、船体坐标系 |
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|
| MECH-003 | 坐标轴标识 | 外壳必须标注X/Y/Z或船艏方向 |
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|
| MECH-004 | 连接器 | 防水、防松、防呆，接口定义与用户手册一致 |
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|
| MECH-005 | 散热 | 主控、PHY、电源、存储温升不影响IMU精度 |
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|
| MECH-006 | 防护 | 满足IP67或型号定义 |
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|
| MECH-007 | 维护 | 便于现场连接、状态识别、数据导出、返修定位 |
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### 6.2 坐标系定义
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| 坐标系 | 定义要求 |
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|---|---|
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| IMU坐标系 | 以IMU器件/模块测量轴为准，明确X/Y/Z方向 |
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| 设备坐标系 | 以外壳丝印和安装基准为准，必须与文档一致 |
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|
| 船体坐标系 | 建议X向船艏、Y向右舷、Z向下，采用右手坐标系 |
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|
| GNSS天线坐标 | 主/副天线相位中心位置必须记录 |
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|
| 声呐坐标系 | 明确换能器参考点、安装方向、波束方向 |
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| 输出坐标系 | NED/ENU/船体系/用户自定义输出必须说明 |
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### 6.3 安装参数记录表
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| 参数 | 内容 | 精度要求 | 记录方式 |
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|---|---|---|---|
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| IMU安装角 | Roll/Pitch/Yaw安装偏角 | TBD | 安装表 |
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| IMU测量中心 | 相对船体参考点XYZ | mm级 | 安装表 |
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|
| GNSS主天线杆臂 | 相对IMU/船体参考点XYZ | mm级 | 安装表 |
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|
| GNSS副天线杆臂 | 相对主天线/IMU XYZ | mm级 | 安装表 |
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|
| 声呐换能器杆臂 | 相对IMU XYZ | mm级 | 安装表 |
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|
| 船体坐标系 | X/Y/Z方向定义 | 必须明确 | 图示+文字 |
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| VRP点 | 船头、船尾、重心等 | mm级 | 配置表 |
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| COG | 船体重心或升沉参考点 | mm级 | 配置表 |
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### 6.4 安装检查清单
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| 检查项 | 是否完成 | 验收说明 |
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|---|---|---|
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| 供电极性和输入电压检查 | □ | 9–36V或实验室12V |
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| Web/以太网连接 | □ | 可访问配置页面 |
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| IMU安装方向 | □ | X/Y/Z与船体坐标一致 |
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| 主天线杆臂 | □ | IMU中心到主天线相位中心 |
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| 副天线杆臂/基线 | □ | 主副天线基线方向和距离 |
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|
| 声呐杆臂 | □ | IMU到换能器参考点 |
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|
| COM输出 | □ | PASHR/TSS1/NMEA/Binary |
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|
| PPS/Event | □ | 有效沿和时间戳正常 |
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|
| 数据记录 | □ | Raw IMU/GNSS/POS/日志 |
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|
| 初始化状态 | □ | 姿态、导航、航向、时间均有效 |
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|
| 日志下载 | □ | Web/FTP可下载 |
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|
| 版本确认 | □ | 硬件、软件、配置、校准版本一致 |
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### 6.5 多波束集成与安装校准
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| 项目 | 要求 |
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|---|---|
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|
| IMU坐标系 | 明确X/Y/Z方向，与外壳丝印、软件坐标系一致 |
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| 船体坐标系 | 建议采用右手坐标系，明确船艏、右舷、下方向 |
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|
| 声呐坐标系 | 明确声呐换能器安装角和参考点 |
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|
| 杆臂测量 | IMU→主天线、IMU→副天线、IMU→声呐参考点必须实测 |
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|
| 安装偏角 | Roll/Pitch/Yaw Boresight必须记录 |
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|
| Patch Test | 支持外场Patch Test校准Roll/Pitch/Yaw安装误差 |
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|
| 多点输出 | 支持至少3个VRP输出，如IMU点、声呐点、船体参考点 |
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|
| 线缆接线 | 电源、COM、PPS/Event、Ethernet、GNSS天线必须有接线图 |
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|
| 集成检查 | 与HYPACK/HYSWEEP、Qimera、CARIS等软件联调时应确认协议、时间、坐标系 |
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## 7. 环境与可靠性规格
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| ID | 项目 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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|
| ENV-001 | 防护等级 | IP67，水深1m浸泡30min；长期浸泡另定义IP68 | 气密/浸水 |
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|
| ENV-002 | 工作温度 | -40℃～+85℃或按型号定义 | 高低温循环 |
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|
| ENV-003 | 存储温度 | -40℃～+85℃或更宽 | 温箱 |
|
||||||
|
| ENV-004 | 湿热 | 满足船载高湿环境 | 湿热试验 |
|
||||||
|
| ENV-005 | 振动 | 符合IEC 60945或项目定义 | 振动台 |
|
||||||
|
| ENV-006 | 冲击 | 满足运输、安装、拍浪冲击 | 冲击测试 |
|
||||||
|
| ENV-007 | 盐雾 | 海洋环境适用 | 盐雾测试 |
|
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|
| ENV-008 | 长稳运行 | 室温/高温/低温长时间运行无严重异常 | 24h/72h/168h |
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|
| ENV-009 | EMC预扫 | 样机阶段完成关键接口预扫 | EMC预扫 |
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|
| ENV-010 | 线缆可靠性 | 防水、防松、屏蔽、拉力满足外场要求 | 线缆测试 |
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## 8. 认证与合规规格
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### 8.1 目标认证清单
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| ID | 认证项 | 目标要求 | 阶段 |
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|---|---|---|---|
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| CERT-001 | CE | EMC、安全、RoHS等 | 产品发布 |
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|
| CERT-002 | EMC | 辐射、传导、静电、浪涌、EFT、抗扰度 | 样机/定型 |
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||||||
|
| CERT-003 | IEC 60945 | 船用电子环境、电磁、振动等 | 船载版本 |
|
||||||
|
| CERT-004 | IP67/IP68 | 防水防尘等级 | 结构定型 |
|
||||||
|
| CERT-005 | RoHS/环保 | 物料环保合规 | 量产 |
|
||||||
|
| CERT-006 | 海洋测绘适配 | IHO S-44、GB 12327、GB/T 42640、JT/T 790等 | 产品验证 |
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|
| CERT-007 | 软件质量 | MISRA C、静态分析、单元测试、版本追溯 | 软件发布 |
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|
| CERT-008 | 计量/校准 | IMU/GNSS/姿态/升沉校准报告 | 出厂/交付 |
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| CERT-009 | FCC/国内无线相关 | 仅当包含相关无线模块时适用 | 选配 |
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### 8.2 认证与预认证设计输入
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| 认证风险 | 设计要求 |
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|---|---|
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| EMC不过 | 电源入口、串口、网口、PPS、GNSS RF设计ESD/滤波/屏蔽 |
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|
| 防水不过 | 外壳、密封圈、连接器、防水堵头、气密测试前置 |
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|
| 振动不过 | IMU、连接器、大器件、线缆固定抗振 |
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|
| 静电损坏 | 所有外部接口必须有ESD保护 |
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|
| 认证样机不一致 | 原理图、PCB、BOM、结构、线缆、固件版本冻结 |
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| 资料不完整 | 说明书、电气原理图、BOM、关键器件认证、测试报告齐备 |
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## 9. 生产制造、出厂校准与交付
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### 9.1 生产制造规格
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| ID | 项目 | 规格要求 | 验收方式 |
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|---|---|---|---|
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| MFG-001 | 烧录 | 支持固件烧录、Boot配置、版本校验 | 产测工装 |
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| MFG-002 | 配置加载 | 支持出厂配置、IMU标定参数、GNSS参数、网络参数写入 | 配置校验 |
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|
| MFG-003 | 序列号 | 每台设备唯一SN、硬件版本、软件版本、校准版本 | 标签/系统查询 |
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|
| MFG-004 | 出厂测试 | 电源、IMU、GNSS、PPS、COM、Ethernet、存储全检 | 出厂报告 |
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||||||
|
| MFG-005 | 标定 | IMU误差参数、安装角、温补、杆臂默认值 | 标定报告 |
|
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|
| MFG-006 | 老化 | 常温/高温老化按产品等级定义 | 老化记录 |
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|
| MFG-007 | 包装运输 | 防潮、防震、防静电、运输标识 | 包装检验 |
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|
| MFG-008 | 交付清单 | 主机、天线、电源线、数据线、网线、安装件、说明书、校准报告 | 交付检查 |
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### 9.2 出厂校准证书要求
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| 校准项 | 内容 |
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|---|---|
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| 设备信息 | SN、硬件版本、软件版本、BOM版本、校准日期 |
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| IMU标定 | 零偏、比例因子、非正交、温度补偿参数 |
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| 安装角 | 设备坐标系与IMU坐标系偏差 |
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|
| GNSS基线 | 主/副天线基线长度与方向 |
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|
| 姿态校准 | Roll/Pitch/Heading验证结果 |
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|
| 升沉校准 | 摇摆台或标准数据集验证结果 |
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| 时间同步 | PPS/PTP测试结果 |
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|
| 出厂结论 | 合格/不合格、限制说明、签字 |
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### 9.3 交付与包装清单
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| 类别 | 交付物 |
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|---|---|
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| 主设备 | 姿态系统主机 |
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|
| 天线 | GNSS主天线、GNSS副天线 |
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||||||
|
| 线缆 | 电源线、COM线、以太网线、PPS/Event线、GNSS天线线缆 |
|
||||||
|
| 安装件 | 安装支架、螺钉、防水堵头、标识贴 |
|
||||||
|
| 文档 | 产品说明书、安装配置手册、接口控制文档、协议说明书 |
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|
| 软件 | Web配置工具、固件升级工具、日志解析工具、后处理导出工具 |
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|
| 证书 | 出厂测试报告、校准证书、合格证 |
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||||||
|
| 包装 | 防震箱、防静电袋、防潮包、装箱单 |
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### 9.4 维护升级与服务支持
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| 项目 | 规格要求 |
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|---|---|
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|
| 固件升级 | 支持Web/维护口升级，升级失败可回滚或恢复 |
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||||||
|
| 配置备份 | 支持导出/导入配置 |
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|
| 日志导出 | 支持按时间、模块、错误等级导出日志 |
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|
| 故障诊断 | 提供错误码表、状态灯说明、Web诊断页面 |
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|
| 返修数据 | 支持SN、硬件版本、软件版本、运行日志、配置文件导出 |
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| 维护手册 | 单独形成《故障诊断与维护手册》 |
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## 10. 测试与验收规格
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### 10.1 测试层级
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| 层级 | 测试对象 | 测试内容 |
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|---|---|---|
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| 单元测试 SWE.4 | 算法、BSP、协议、文件系统 | 函数级、模块级正确性 |
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| 板级测试 | 原理图/PCB/接口 | 上电、功耗、信号、电源、通信 |
|
||||||
|
| HIL测试 | 嵌入式系统 | 传感器模拟、数据回放、状态机、异常注入 |
|
||||||
|
| 实验室测试 | 转台/摇摆台/温箱 | 姿态、升沉、温度、时间同步 |
|
||||||
|
| 外场测试 | 车载/船载/正式 | GNSS、RTK、航向、升沉、声呐联调 |
|
||||||
|
| 认证测试 | EMC/IP/振动/环境 | 合规验证 |
|
||||||
|
| 回归测试 | 版本发布前 | 缺陷修复和核心功能复测 |
|
||||||
|
| 出厂测试 | 量产设备 | 供电、接口、传感器、协议、存储、校准 |
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||||||
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||||||
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### 10.2 核心测试矩阵
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| 需求ID | 测试项 | 工具/环境 | 通过标准 |
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|---|---|---|---|
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| SYS-PERF-001 | 姿态精度 | 转台/光纤惯导真值 | RMS满足指标 |
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||||||
|
| SYS-PERF-002 | 航向精度 | 双天线基线场/跑船 | 满足基线对应指标 |
|
||||||
|
| SYS-PERF-003 | 实时升沉 | 六自由度摇摆台 | 5cm或5% |
|
||||||
|
| SYS-PERF-009 | PPS时间同步 | 示波器/逻辑分析仪 | ≤5µs |
|
||||||
|
| SYS-PERF-010 | PTP时间同步 | PTP主钟/从钟 | 目标≤1µs |
|
||||||
|
| HW-IMU-007 | IMU连续性 | 长稳采集脚本 | 无未解释丢帧/时间戳回退 |
|
||||||
|
| SWE-LOG-005 | 掉电保护 | 可控电源/写入负载 | 文件系统不损坏 |
|
||||||
|
| HW-GNSS-002 | 双天线定向 | RTK/双天线环境 | 航向稳定 |
|
||||||
|
| SWE-PROT-001 | 协议输出 | 串口抓包/协议解析器 | 字段、频率、校验正确 |
|
||||||
|
| CERT-002 | EMC | EMC实验室 | 满足目标标准 |
|
||||||
|
| ENV-001 | 防水 | 气密/浸水 | 无进水、无异常 |
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||||||
|
|
||||||
|
### 10.3 正式测试准入清单
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| 类别 | 准入条件 | 是否必须 |
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|---|---|---|
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||||||
|
| 硬件 | 原理图V2评审完成，P0关闭，P1有结论 | 必须 |
|
||||||
|
| 电源 | 输入保护、供电稳定、无异常发热 | 必须 |
|
||||||
|
| 防护 | 外壳、连接器、线缆、防水堵头确认 | 必须 |
|
||||||
|
| IMU | 数据连续、时间戳单调、无未解释跳帧 | 必须 |
|
||||||
|
| GNSS | 双天线、RTK状态、PPS输出正常 | 必须 |
|
||||||
|
| PPS | 捕获稳定，有示波器/逻辑分析仪记录 | 必须 |
|
||||||
|
| COM | 至少一路姿态/POS输出稳定 | 必须 |
|
||||||
|
| 网络 | Web/FTP/Ping可用，日志可下载 | 必须 |
|
||||||
|
| 存储 | Raw/POS数据可保存，断电不损坏 | 必须 |
|
||||||
|
| 日志 | 能观察状态、错误码、时间戳、算法输出 | 必须 |
|
||||||
|
| 软件 | 文件系统、COM配置、数据打包输出基本可用 | 必须 |
|
||||||
|
| 算法 | 升沉/松组合可基础联合运行并有log | 必须 |
|
||||||
|
| 风险 | 遗留问题有负责人、风险接受和回退方案 | 必须 |
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||||||
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|
||||||
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### 10.4 原理图评审清单
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|
||||||
|
| 模块 | 必查项 | 通过标准 |
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| ------- | ----------------------------------------- | ------------ |
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|
| 需求追溯 | 每个关键电路来源于PRD/HRS/RTM/问题单 | 无来源设计需补依据 |
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||||||
|
| MCU最小系统 | 电源、复位、BOOT、时钟、SWD、VBAT完整 | 可稳定启动、烧录、调试 |
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||||||
|
| IMU接口 | ADIS16488、STIM300、SCH1633供电、接口、电平、复位、同步明确 | 每种IMU接入路径清晰 |
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||||||
|
| GNSS模块 | 双天线、PPS、RTK/PVT/ERR、串口完整 | 支持定位、定向、状态监测 |
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||||||
|
| PPS | 接入MCU定时器捕获通道 | 不仅是普通GPIO |
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||||||
|
| PTP | ETH MAC/PHY硬件能力明确 | 不明确则列风险 |
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||||||
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| 串口COM | RS232/RS422/RS485模式、默认配置、终端匹配明确 | 可配置、可测试 |
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||||||
|
| 电源输入 | 9–36V、反接、保险、浪涌、TVS、滤波完整 | 满足船载环境 |
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||||||
|
| 掉电保护 | 掉电检测、保持供电、文件安全关闭链路完整 | 支持数据记录安全 |
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||||||
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| 存储 | eMMC供电、接口、写入能力满足需求 | 支持Raw/PPK记录 |
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||||||
|
| 外部接口 | FPC、RJ45、串口、PPS、Event、GNSS天线定义清楚 | 线缆和结构可落地 |
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||||||
|
| ESD/EMC | 外部接口具备保护设计 | 保护器件靠近接口侧 |
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||||||
|
| 调试/产测 | SWD、Debug UART、电源测试点、PPS测试点保留 | 可调试、可产测 |
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||||||
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|
||||||
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### 10.5 PCB评审清单
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||||||
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|
||||||
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| 模块 | 必查项 | 通过标准 |
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||||||
|
|---|---|---|
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||||||
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| IMU布局 | 靠近机械安装基准，远离DCDC、PHY、高热器件 | 降低热、振动、噪声影响 |
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||||||
|
| IMU坐标轴 | PCB、外壳、软件坐标系一致 | 丝印和文档一致 |
|
||||||
|
| GNSS射频 | RF走线50Ω阻抗控制，远离噪声源 | RF路径短、直、参考地连续 |
|
||||||
|
| PPS/Event | 走线短，远离高速线和开关电源 | 有测试点，回流路径完整 |
|
||||||
|
| 以太网 | RMII、差分线、网络变压器、RJ45符合规范 | 差分阻抗、长度、地参考满足 |
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||||||
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| 高速存储 | eMMC/SDRAM走线满足长度、阻抗、参考平面要求 | 无明显高速信号风险 |
|
||||||
|
| 电源布局 | DCDC回路紧凑，敏感电源滤波隔离 | 纹波和EMI可控 |
|
||||||
|
| 地平面 | 无关键回流路径中断 | 关键信号下方连续地 |
|
||||||
|
| 外部接口 | 连接器方向、间距、防呆、防水符合结构 | 装配无干涉 |
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||||||
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| 测试点 | 3V3、5V、1V8、PPS、SPI、UART、DRDY、Reset可测 | 探针可接触 |
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||||||
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| 热设计 | MCU、PHY、电源、eMMC有散热路径 | 不影响IMU/GNSS |
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## 11. 需求追溯与风险闭环
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### 11.1 需求ID规则
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| 分类 | ID前缀 | 示例 |
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|---|---|---|
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| 系统性能 | SYS-PERF | SYS-PERF-001 |
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| 软件 | SWE | SWE-ALG-001 |
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| BSP/驱动 | BSP | BSP-SPI-001 |
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| 硬件 | HW | HW-IMU-001 |
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| 电气 | EE | EE-PWR-001 |
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| 机械 | MECH | MECH-001 |
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| 环境 | ENV | ENV-001 |
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| 认证 | CERT | CERT-001 |
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| 制造 | MFG | MFG-001 |
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| 测试 | TEST | TEST-SYS-001 |
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### 11.2 RTM追溯字段
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| 字段 | 要求 |
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|---|---|
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| PRD需求ID | 全局唯一 |
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| 需求分类 | SYS/SWE/BSP/HW/EE/MECH/ENV/CERT/MFG/TEST |
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| 功能描述 | 描述物理表现或业务目的，不写代码逻辑 |
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| 核心性能/约束指标 | 必须量化，有单位 |
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| 优先级 | P0/P1/P2 |
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| 所属子系统 | 算法、BSP、硬件、电源、通信、存储等 |
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| 运行核心 | CM4/CM7/双核/N/A |
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| 依赖硬件接口 | 具体外设、管脚、接口 |
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| 详细设计文档 | 对应文档章节 |
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| 测试阶段 | 单元测试、HIL、转台、外场、认证 |
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| 测试用例ID | 对应测试管理平台 |
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| 验收标准DoD | 触发条件 + 动作 + 可观测断言 |
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| 风险点 | 架构师/负责人视角列出最担心的问题 |
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### 11.3 风险清单
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| 风险ID | 风险描述 | 等级 | 应对措施 | 关闭标准 |
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|---|---|---|---|---|
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| RISK-001 | STIM300存在跳帧/粘包风险 | 高 | 独立接口、帧解析、连续采集统计 | 24h无未解释丢帧 |
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| RISK-002 | PTP 1µs目标未硬件验证 | 高 | 确认MAC/PHY硬件时间戳能力 | PTP测试报告 |
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| RISK-003 | eMMC掉电损坏风险 | 高 | 掉电检测+保持供电+flush/sync | 断电测试通过 |
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| RISK-004 | COM默认协议不清 | 中 | 输出COM矩阵并冻结默认配置 | 串口抓包通过 |
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| RISK-005 | 9–36V电源保护不足 | 高 | 增加反接、浪涌、保险、滤波 | 电源测试通过 |
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| RISK-006 | IMU坐标轴/安装角不清 | 高 | 坐标轴图+安装表+标定流程 | 安装评审通过 |
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| RISK-007 | GNSS天线供电/保护不足 | 高 | 明确供电、电流、短路保护、ESD | 天线测试通过 |
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| RISK-008 | 原理图与测试点不足 | 中 | 建立测试点清单并PCB落实 | 板级测试通过 |
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## 12. 配套文档与附录体系
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### 12.1 配套文档包
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| 文档 | 作用 |
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|---|---|
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| 《硬件需求规格书 HRS》 | 细化主控、IMU、GNSS、电源、接口、结构、认证、产测 |
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| 《软件需求规格书 SRS》 | 细化双核架构、BSP、算法、协议、日志、质量要求 |
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| 《接口控制文档 ICD》 | 定义所有连接器、Pin、协议、帧格式、电平、时序 |
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| 《安装与配置手册》 | 定义安装基准、杆臂、天线、GAMS、Web配置 |
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|
| 《协议输出说明书》 | 定义NMEA、PASHR、PRDID、TSS1、Binary POS |
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|
| 《Web/网络配置指南》 | 定义IP、端口、Web页面、FTP、PTP、NTRIP |
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|
| 《出厂测试与校准规范》 | 定义产测、标定、老化、SN、交付报告 |
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|
| 《故障诊断与维护手册》 | 定义错误码、状态灯、日志导出、升级、返修定位 |
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|
| 《认证与合规计划》 | 定义EMC、IP67、振动、温度、RoHS、船用标准验证 |
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|
| 《正式测试方案》 | 定义外场/船测目标、步骤、数据记录和回退方案 |
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### 12.2 附录列表
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| 附录 | 内容 |
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|---|---|
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| 附录A | 系统总体框图 |
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| 附录B | 软件架构图 |
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| 附录C | 硬件框图 |
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| 附录D | 电源树 |
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| 附录E | 接口定义表 |
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|
| 附录F | COM口协议输出矩阵 |
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| 附录G | IMU兼容矩阵 |
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| 附录H | GNSS天线与基线安装说明 |
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| 附录I | PPS/PTP/Event时间同步链路图 |
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| 附录J | 环境与认证测试矩阵 |
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| 附录K | 出厂测试清单 |
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| 附录L | RTM需求追溯矩阵 |
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| 附录M | 风险清单与TBD项 |
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| 附录N | 竞品指标对标表 |
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| 附录O | 原理图评审清单 |
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|
| 附录P | PCB评审清单 |
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| 附录Q | 正式测试准入清单 |
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| 附录R | 安装参数记录表 |
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|
| 附录S | 连接器Pinout |
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|
| 附录T | Web配置页面需求 |
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|
| 附录U | 二进制协议包分类 |
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## 13. 自定义二进制协议包分类建议
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> 说明：不照搬任何竞品私有协议，仅借鉴“状态包、配置包、原始数据包、导航结果包、诊断包”的分类方法。
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| 包类型 | 内容 | 用途 |
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|---|---|---|
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| System State | 系统状态、错误码、滤波状态、BIT状态 | 诊断/监控 |
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| Time | UTC/GPS时间、PPS状态、PTP状态 | 时间同步 |
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| Raw IMU | 角速度、加速度、温度、状态、时间戳 | 算法回放 |
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| GNSS PVT | 经纬高、速度、RTK状态、星数、DOP | 导航输入/输出 |
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| GNSS Orientation | 双天线航向、基线长度、航向状态 | 航向融合 |
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| Attitude | Roll/Pitch/Heading、标准差 | 实时输出 |
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| Velocity | N/E/D速度、船体系速度 | 导航输出 |
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|
| Heave | 实时升沉、延迟升沉、垂向速度 | 多波束补偿 |
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| Vessel Motion | 多参考点运动状态 | VRP输出 |
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|
| Raw GNSS | 原始观测值、星历、RTCM | PPK/后处理 |
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|
| DVL | 水下速度、状态、质量 | 可选扩展 |
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|
| Config | COM、网络、杆臂、安装角、GNSS配置 | 参数管理 |
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| Diagnostics | 丢帧、CRC、存储、PTP、PPS、温度 | 现场诊断 |
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## 14. 正式发布冻结条件
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| 阶段 | 冻结条件 |
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|---|---|
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| 规格冻结 | P0/P1需求清晰，TBD项不影响当前阶段 |
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| 原理图冻结 | P0问题关闭，P1有结论或风险接受 |
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| PCB冻结 | 关键布局、阻抗、ESD、电源、RF、IMU位置完成评审 |
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| 软件版本冻结 | 静态扫描、单元测试、核心功能测试通过 |
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| 测试版本冻结 | 正式测试前准入清单通过 |
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| 产品发布冻结 | 认证、出厂测试、用户手册、交付清单完成 |
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17
未命名.canvas
17
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