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技術(shù)
2010/8/9

GPS芯片解決方案分析

來源:嵌入式公社  

談到GPS芯片主要關(guān)鍵技術(shù),這包括負(fù)責(zé)訊號處理─基頻(Baseband)及接收訊號─射頻(RF)。由于GPS訊號頻率(1,575.42MHz)來自于距離地面2萬公里的高空,訊號十分不穩(wěn)定,因此當(dāng)天線接收訊號后經(jīng)過一連串訊號放大、過濾雜訊、降頻、取樣等過程(RF front end),再經(jīng)過RF后,訊號進(jìn)入基頻處理部分,將前段取樣的數(shù)碼訊號經(jīng)過運算、輸出以便于使用者界面使用,其中 GPS Baseband DSP芯片就是核心元件,負(fù)責(zé)位址訊號的處理。
  
綜合以上來看,射頻與基頻2個部分,包含:微處理器(Micro processor)、低雜訊放大器(Low Noise Amplifier;LNA)、數(shù)碼部分(Digital Section)射頻部份(RF Section)、天線(Antenna Element)、輸出入驅(qū)動器(GPIO and Drivers),以及微處理器周邊電路(Processor peripherals)等幾個重要元件。
  
市場上各式GPS芯片解決方案的整合,使得GPS芯片市場正面臨極大的變量。首先是「小型化」,回顧GPS芯片近年來的發(fā)展歷史,隨著GPS與其它產(chǎn)品相繼結(jié)合,且強(qiáng)調(diào)終端產(chǎn)品體積講求輕薄短小,GPS芯片走向系統(tǒng)單芯片化已是必然趨勢。目前廠商針對GPS單芯片化的作法,可分射頻或基頻單一芯片,并整合了更多功能性。
  
在射頻芯片部分,已有多家廠商將放大器、濾波器、降頻器、頻率合成器及振蕩器等整合在一塊芯片上;在基頻部分,則是整合了CPU、存儲器(DRAM、SRAM、Flash)、Power Manager及Clock等。
  
因此,我們看到GPS的芯片尺寸逐漸縮小,加上GPS芯片已從雙模塊發(fā)展為單一模塊(Single chip),未來GPS設(shè)備產(chǎn)品將會愈來愈蓬勃發(fā)展,芯片需求量愈來愈大。另外,GPS芯片也將面臨到客制化需求,過去GPS芯片大多在車用市場上。目前,GPS芯片應(yīng)用則開始用在手機(jī)與PDA,或是特殊的個人攜帶裝置,例如:老人、孩童用的追蹤器上。而GPS芯片也可能與其它功能,例如藍(lán)芽、USB等整合。因此,針對特殊應(yīng)用而設(shè)計的客制化模塊,也將愈來愈多。
  
目前全球投入GPS芯片開發(fā)的還是以國外廠商居多,如:SiRF、TI、Xemics、Freescale、STM等大廠均有推出GPS芯片,其中SiRF為全球最大GPS芯片廠商,產(chǎn)品線相當(dāng)完整,并能提供全系列的解決方案產(chǎn)品。本文將介紹多款目前GPS市場上較受到應(yīng)用的芯片,并針對其特性及架構(gòu)提供完整的產(chǎn)品分析。
  
SiRF:starII LP
  
SiRF starII LP是一款高靈敏度GPS芯片解決方案,強(qiáng)大GPS功能可使用的范圍包括:手持式設(shè)備產(chǎn)品、汽車、航海及AVL應(yīng)用,若搭配上高性能GPS軟件,便能使移動性消費者設(shè)備能長時間在任何地點持續(xù)使用。SiRF starII是目前采用全球最省電的芯片產(chǎn)品之一,可同時接收12顆衛(wèi)星,符合 NMEA 0183(v3.0)協(xié)定。

.型號:SiRF starII LP
 。卸龋-159dBm
 。厣旱秃碾姟⒏咝、符合NMEA 0183(3.0)
  .尺寸:28mm×30mm×5mm
 。珳(zhǔn)度:Position:15~20m
 。ぷ麟妷海3.0V
 。邮疹l道:12顆衛(wèi)星頻道
  
SiRF:starIII
  
擁有一個140支腳位的GPS訊號處理器,也包含一個50MHz ARM7TDMI處理器,可使 OEM廠商整合多種應(yīng)用功能。而GSC3f因整合了400萬位元的快閃存儲器,不再需其它的零組件,因此能簡化GPS接收器到電路板中的相關(guān)線路設(shè)計。
  
另外,SiRFstarIII也提供TTFF快速首次定位功能,并比SiRF減少占用約20%的硬件空間,也較上一代的SiRFstarII省電,除在車上導(dǎo)航、手持式設(shè)備的應(yīng)用外,其它特殊應(yīng)用,如:超小型行動電話、電力受限的智能型裝置或數(shù)碼相機(jī)。

.型號:SiRF starIII
 。卸龋-159dBm
 。厣菏‰姟⒑喕路設(shè)計
 。叽纾27.9mm×20mm×2.9mm
 。珳(zhǔn)度:Position:10~20m
 。ぷ麟妷海3.3V
  .接收頻道:20顆衛(wèi)星頻道

Sony:CXD2951
  
CXD2951以Sony先進(jìn)的RFCMOS閉塞信號處理方式設(shè)計,具有較高的敏感度,最小電力消費和高性能。并以微型GPS模塊以腳印14×23×1.8mm,被動天線集成GPS模塊,通過QS9000/TS16949等汽車驗證新LSI配置是理想的為大范圍基于地點的應(yīng)用,如:汽車、手持式設(shè)備、航海、艦隊管理,和移動式計算機(jī)處理技術(shù)設(shè)備。

.型號:CXD2951
 。卸龋-152dBm
 。匦裕浩饎臃磻(yīng)時間短、省電
 。叽纾14mm×23mm×1.8mm
  .精確度:Position:5~15m
 。ぷ麟妷海3.3V
  .接收頻道:12顆衛(wèi)星頻道
  
Nemerix:NJ1006+NJ1030
  
就當(dāng)今的技術(shù)水平來看,最成功的GPS接收器采用兩個芯片。盡管采用單芯片(單片電路)的產(chǎn)品也存在,但其性能卻無法與目前采用雙芯片的產(chǎn)品媲美。NemeriX充分利用SiGe(矽鍺)技術(shù)優(yōu)勢,并結(jié)合使用適用于雙晶粒解決方案的標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)。在典型應(yīng)用中,接收器和處理器可結(jié)合專用系統(tǒng)軟件使用。

.型號:NJ1006(RF)+NJ1030(Baseband)
 。卸龋-152dBm
 。厣旱碗s訊放大器、壓控振蕩器和天線檢測器
 。叽纾篘A
  .精確度:Position:10~15m
 。ぷ麟妷海2.2V
 。l道:10顆衛(wèi)星頻道

 

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