GPS 3D導航地圖的出現(xiàn)并非偶然,，3D導航比2D顯示更多的信息量，通過3D圖像來真實地模擬顯示現(xiàn)實世界中的街道和交叉路口,，駕駛者不僅可以看到詳細而逼真的圖片,、數(shù)以百計的數(shù)字集成定位點，還能看到整個城市及其周邊地區(qū)的仿真顯示,，從而在復雜的路口,、陌生的城市更加容易、更加輕松地找到正確方向,，更加安全地駛達目的地,，使導航更直觀，駕駛更方便,。因此,，3D導航將是未來的導航技術發(fā)展方向。

3D導航增加穩(wěn)定性要求

3D地圖的出現(xiàn)和推廣,、更多信息點的地圖,，使大容量的存儲器成為2008年導航產(chǎn)品發(fā)展的一個重要方向。大容量存儲器的需要還來源于對數(shù)據(jù)保護的需求,。目前很多導航儀的導航軟件和地圖數(shù)據(jù)都是存儲在SD卡中,，如果SD卡丟失則數(shù)據(jù)就完全丟失；而且用SD卡存儲導航

軟件和地圖,，對版權的保護也相對有限,。因此一些廠商選擇將導航軟件和地圖直接燒錄到內置Flash中，確保數(shù)據(jù)和軟件的安全,。



圖1 基于Atlas III的GPS導航硬件系統(tǒng)方案

存儲器的選擇可以影響整個產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性,。目前一些處理器集成了MLC(多層單元閃存)控制器，但是我們并不建議直接采用Embedded Raw MLC,，而是建議采用Managed NAND,，如iNAND，因為Managed MLC是專業(yè)存儲器廠商將MLC控制器和MLC存儲器芯片集成在一起,，并進行了大量軟硬件優(yōu)化,。通過大量產(chǎn)測試后，才作為一個完整的合格產(chǎn)品提供給客戶使用，可靠性有很好的保證,，并且讀寫效能更好(持續(xù)讀：10MB/s,，持續(xù)寫：9MB/s)，技術成熟度更高,。

目前GPS導航產(chǎn)品存儲器主要有兩種SLC(單層單元閃存)和MLC(多層單元閃存),，在可靠性問題上，MLC相比SLC讀寫效能較差,。SLC閃存大約可以反復讀寫10萬次左右,，而MLC則大約只能讀寫5000~10000次左右。這就對MLC驅動的優(yōu)化程度,，測試充分性提出了很高的要求,。特別要優(yōu)化負載平衡率(wear leveling rate)算法，要盡量使不同區(qū)塊的讀寫次數(shù)相近,，從而延長整個MLC的使用壽命,。另外處理好對壞塊的管理也異常重要。對于音視頻播放,、導航軟件讀取地圖等需要頻繁讀寫Nand flash的應用,，如果MLC的驅動開發(fā)失當或測試不全面，就很有可能導致使用過程中MLC的壞塊迅速增多,，F(xiàn)lash可用容量快速減少,，最終造成數(shù)據(jù)丟失甚至系統(tǒng)崩潰等嚴重后果。

這樣的問題是在消費者使用過程中才逐步發(fā)生積累而成的,，因此在生產(chǎn)測試階段是很難被發(fā)現(xiàn)的,，只能等產(chǎn)品到了消費者手中才會發(fā)現(xiàn)這些致命的技術隱患。因此在選擇MLC方案時,，對可靠性的考量一定要慎之又慎,。而在讀寫速度上，相同條件下,，MLC的讀寫速度要比SLC芯片慢,。MLC在讀寫速度上的瓶頸會拖累整個系統(tǒng)的性能。尤其是對于多媒體播放的應用,，如果讀取速度過慢可能導致播放不連續(xù)，聲音畫面不同步等問題,。對于導航軟件,，則表現(xiàn)出加載地圖用時過長。這些都直接影響了消費者的使用體驗,。

從主流的GPS導航硬件方案來看,，目前使用MLC主要有以下兩種解決方案：Embedded Raw MLC。在系統(tǒng)中直接使用Raw MLC芯片,，通過處理器內置或外掛的MLC控制器來驅動Raw MLC芯片,。這樣的方案,，開發(fā)者需要自己整合硬件，優(yōu)化MLC 驅動器來解決好可靠性和讀寫速度的問題,。優(yōu)點是成本相較其他方案低,；缺點是讀寫效率需要優(yōu)化提高(較差情況下，只有2MB/s),，可靠性缺少保證,。

Managed Nand。Managed Nand是專業(yè)存儲器廠商將MLC控制器和MLC芯片集成在一起,，并進行了大量軟硬件優(yōu)化,。通過量產(chǎn)測試后，才作為一個完整的合格產(chǎn)品提供給客戶使用,?？煽啃杂泻芎玫谋ＷC。代表產(chǎn)品有：Sandisk的iNand和Samsung的MoviNand,。優(yōu)點是高效的讀寫(iNand持續(xù)讀：10MB/s,，持續(xù)寫：9MB/s)，技術的成熟度高,，易使用,。產(chǎn)品的可靠性由專業(yè)廠商保證；缺點是成本較Embedded Raw MLC高,。

盡管一些PND的國際大廠使用的主處理器集成了MLC 控制器,，但他們并沒有采用直接外掛Embedded Raw MLC的方案。而是選擇了Managed Nand,。想必這些大廠也是在成本和可靠性之間權衡再三后,，最終選擇了更為可靠和高效的Managed Nand。畢竟對于任何一個負責任的廠商來說,，穩(wěn)定壓倒一切,。一個不可靠的產(chǎn)品，即使成本看上去再有優(yōu)勢,，也未必能轉換成真正的利潤,。恰恰相反，這可能導致無法挽回的損失,。

基于同樣的理由,，遠峰國際和SiRF、Sandisk共同合作推出了基于iNand的SiRF AtlasIII平臺,。其研發(fā)的PCBA導航主板,，也正是基于此平臺而推出的。在這個平臺中，使用一個2Mb /4Mb的Nor flash來存放Boot loader和需要經(jīng)常修改的注冊表信息,。將OS image和導航軟件等數(shù)據(jù)存放在iNand或直接放在SD Card上,。采用這個方案，不但能夠提供大容量的內置Flash容量,，也避免了采用Embedded Raw MLC而造成的系統(tǒng)可靠性降低的問題,。

系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性也與系統(tǒng)的硬件和軟件設計有很大關系。如果設計較差,，則會經(jīng)常出現(xiàn)死機等現(xiàn)象,，嚴重時甚至會造成系統(tǒng)崩潰，從而影響消費者的使用,，出現(xiàn)大批量退貨現(xiàn)象,。尤其是目前導航產(chǎn)品，大多集成了音頻,、視頻等播放器軟件及其它的應用軟件,，如果某些軟件存在BUG，就有可能導致系統(tǒng)性能下降,，導航路徑計算過慢,、地圖不能實時更新等問題。



圖2 遠峰多媒體導航產(chǎn)品YFN35C306-17C-3

硬件方案的設計考慮

對于GPS導航產(chǎn)品,，硬件永遠是不容忽視的部分,。處理器和存儲器的選擇、GPS接收器元件的選擇,、電源管理部分的設計,、嵌入式軟件的開發(fā)等眾多環(huán)節(jié)決定了產(chǎn)品的性能。與其它消費類電子產(chǎn)品略有不同,，設計公司在GPS導航產(chǎn)業(yè)鏈中成為突出的一環(huán),。專注于導航產(chǎn)品硬件的研發(fā)，設計公司為廣大的OEM廠商提供了各種完整的解決方案,，促進導航產(chǎn)品更加成熟穩(wěn)定,。

而作為眾多知名GPS導航品牌的方案提供商，遠峰國際目前主推SiRF公司的 SoC Atlas III方案,，借助于400MHz的ARM926和264MHz DSP的雙核處理器,，優(yōu)化的30通道內嵌式GPS基帶及高速DDR200或166/133MHz SDR存儲控制器，使得基于該平臺的各種方案都能夠達到出色的GPS定位,、跟蹤,、路經(jīng)搜索和流暢的圖像顯示，并可實現(xiàn)同時進行音樂播放,。而遠峰國際所采用的WINCE 5.0軟件平臺，及AP3.0等軟件工具，使用戶可以感受到更加人性化的操作體驗,。

硬件的不斷發(fā)展提升了GPS導航產(chǎn)品的性能和集成度的提升,，也有效低降低了成本，使性價比不斷提高,，并保證了更好的系統(tǒng)擴充性,。例如，CPU主頻提高帶來的處理能力提高,，使更多應用成為可能,，如3D導航軟件的運行和多媒體播放等。芯片從ARM9到ARM11的升級,，工藝從0.18um,、0.13um到90nm、65nm,，系統(tǒng)性能不斷提升,，功耗更低且集成度更高。天線技術的發(fā)展也促進了GPS導航產(chǎn)品發(fā)展,。尺寸從原來的25×25×4mm,，到目前的13×13×4mm的演變，沒有降低GPS信號的靈敏度,，反而通過技術的革新,，使整個系統(tǒng)的信號靈敏度得到有效提高，大大加快了信號捕捉速度,。同時,，尺寸的減小也有效提升了系統(tǒng)集成度，使更薄更時尚的外觀設計成為可能,。

結語

GPS導航產(chǎn)品作為消費類電子產(chǎn)品的一種,，未來的趨勢走向是將更豐富、更高品質的數(shù)字內容整合到更多樣化的產(chǎn)品中,，實現(xiàn)硬件,、軟件、內容,、服務等方面有機連接,。尤其是在設計領域將更加注重個性化，因此高清晰度,、3D化,、高存儲空間、多功能,、智能化的導航產(chǎn)品成為發(fā)展潮流,。