談到GPS芯片主要關(guān)鍵技術(shù),,這包括負(fù)責(zé)訊號(hào)處理─基頻(Baseband)及接收訊號(hào)─射頻(RF),。由于GPS訊號(hào)頻率(1,575.42MHz)來自于距離地面2萬公里的高空,訊號(hào)十分不穩(wěn)定,,因此當(dāng)天線接收訊號(hào)后經(jīng)過一連串訊號(hào)放大,、過濾雜訊、降頻,、取樣等過程(RF front end),,再經(jīng)過RF后,訊號(hào)進(jìn)入基頻處理部分,,將前段取樣的數(shù)碼訊號(hào)經(jīng)過運(yùn)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(hào)的處理,。
綜合以上來看,射頻與基頻2個(gè)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(dòng)器(GPIO and Drivers),,以及微處理器周邊電路(Processor peripherals)等幾個(gè)重要元件,。
市場(chǎng)上各式GPS芯片解決方案的整合,使得GPS芯片市場(chǎng)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(shì)。目前廠商針對(duì)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(chǔ)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(huì)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(chǎng)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(gè)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(duì)特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)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(chǎng)上較受到應(yīng)用的芯片,,并針對(duì)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(dòng)性消費(fèi)者設(shè)備能長時(shí)間在任何地點(diǎn)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(shí)接收12顆衛(wèi)星,符合 NMEA 0183(v3.0)協(xié)定,。
.型號(hào):SiRF starII LP
?。卸龋?159dBm
.特色:低耗電,、高效能,、符合NMEA 0183(3.0)
.尺寸:28mm×30mm×5mm
?。珳?zhǔn)度:Position:15~20m
?。ぷ麟妷海?.0V
.接收頻道:12顆衛(wèi)星頻道
SiRF:starIII
擁有一個(gè)140支腳位的GPS訊號(hào)處理器,,也包含一個(gè)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(chǔ)器,,不再需其它的零組件,,因此能簡(jiǎn)化GPS接收器到電路板中的相關(guān)線路設(shè)計(jì)。
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(dòng)電話,、電力受限的智能型裝置或數(shù)碼相機(jī)。
.型號(hào):SiRF starIII
?。卸龋?159dBm
?。厣菏‰姟⒑?jiǎn)化線路設(shè)計(jì)
?。叽纾?7.9mm×20mm×2.9mm
?。珳?zhǔn)度:Position:10~20m
.工作電壓:3.3V
?。邮疹l道:20顆衛(wèi)星頻道
Sony:CXD2951
CXD2951以Sony先進(jìn)的RFCMOS閉塞信號(hào)處理方式設(shè)計(jì),,具有較高的敏感度,,最小電力消費(fèi)和高性能。并以微型GPS模塊以腳印14×23×1.8mm,,被動(dòng)天線集成GPS模塊,,通過QS9000/TS16949等汽車驗(yàn)證新LSI配置是理想的為大范圍基于地點(diǎn)的應(yīng)用,如:汽車,、手持式設(shè)備,、航海、艦隊(duì)管理,,和移動(dòng)式計(jì)算機(jī)處理技術(shù)設(shè)備,。
.型號(hào):CXD2951
.感度:-152dBm
?。匦裕浩饎?dòng)反應(yīng)時(shí)間短,、省電
?。叽纾?4mm×23mm×1.8mm
?。_度:Position:5~15m
.工作電壓:3.3V
?。邮疹l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(gè)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(shì),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(hào):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(cè)器
?。叽纾篘A
?。_度:Position:10~15m
.工作電壓:2.2V
?。l道:10顆衛(wèi)星頻道
U-Nav:uN9018
u-Nav推出低成本,、高性能GPS接收機(jī)解決方案uN9018,其中包括uN1008 CMOS RF前端和高整合度的uN8130基頻處理器,。該產(chǎn)品在持續(xù)GPS導(dǎo)航下功耗低于55mW,,適用于低功耗、電池供電的可攜式無線應(yīng)用,。
uN9018是一款具有多模GPS軟件的解決方案,,其支持自動(dòng),、半自動(dòng)和Single Fix(A-GPS)模式,Single Fix模式下超越了行動(dòng)電話的3GPP2和3GPP標(biāo)準(zhǔn),,可同時(shí)接收GPS和行動(dòng)電話語音及資料訊號(hào),,具有一個(gè)片上頻率合成器支持多參考頻率,允許行動(dòng)電話或PDA制造商使用板上振蕩器,,以節(jié)約成本和降低尺寸
.型號(hào):uN9018
?。卸龋?156dBm
.特色:接收行動(dòng)電話語音及資料訊號(hào)
?。叽纾篘A
?。_度:Position:10~20m
.工作電壓:2.2~5.5V
?。l道:8顆衛(wèi)星頻道
RFMD:RF8900
藍(lán)牙/GPS解決方案RF8900,,該設(shè)計(jì)將藍(lán)芽通訊和GPS技術(shù)整合在一個(gè)完整的系統(tǒng)中。據(jù)稱此款產(chǎn)品與同類產(chǎn)品相較減少20%的尺寸,,成本降低25%,。RF8900是高整合度的系統(tǒng)解決方案,在整合藍(lán)芽無線技術(shù)和GPS導(dǎo)航技術(shù)的同時(shí)還具有極高的訊號(hào)靈敏度(-155dBm),,其靈敏度較其它產(chǎn)品提高5dBm,,因而使RF8900對(duì)GPS訊號(hào)的追蹤能力達(dá)到-155dBm,位置更新率達(dá)1秒,。
這種高靈敏度使終端用戶能夠在任意位置進(jìn)行自身定位,,包括各種室內(nèi)外GPS訊號(hào)微弱、衰減或受阻的區(qū)域(如樹木,、高層建筑及山脈等環(huán)境),。這款獨(dú)特的解決方案還為用戶提供了一個(gè)參考設(shè)計(jì),包括軟件,、濾波,、存儲(chǔ)器、參考頻率和天線等,,用于一個(gè)完整藍(lán)芽GPS系統(tǒng)的全部配件,。
.型號(hào):RF8900
.感度:-155dBm
?。厣赫纤{(lán)芽通訊
?。叽纾?2mm×32mm×8.9mm
.精確度:Position:10~15m
?。ぷ麟妷海?.0V
?。l道:8顆衛(wèi)星頻道
Xemics:XE1202
XE1202發(fā)射接收器芯片,該芯片最大的特色就是「省電」,,雖然同時(shí)只能接收8顆衛(wèi)星,,但以汽車導(dǎo)航用途來說,,全功能收發(fā)芯片在準(zhǔn)度上絕對(duì)沒有問題。其系列組為XE1202,、XE1202HE1,、XE1202LE1。
其功能如下:433/868/915MHZ三段國際ISM頻段覆蓋,、高敏度-113dBm,、低功耗、可滿足低功耗設(shè)備的要求,、低工作電壓2.7V,、FSK調(diào)制,最大發(fā)射功率+5dBm,、具有更多的頻道,,可編程頻率設(shè)置,特別滿足需要多通道工作的特殊場(chǎng)合,、高集成度,,極少的外圍元器件,基本無須調(diào)試,、高速率傳輸速度76.8kbits,、由于采用了低發(fā)射功率,高接收靈敏度的設(shè)計(jì),。
.型號(hào):XE1202
.感度:-143dBm
?。厣?33/868/915MHZ三段國際ISM頻段
?。叽纾?9mm×48mm×16mm
.精確度:Position:10~15m
?。ぷ麟妷海?.7~3.6V
?。l道:8顆衛(wèi)星頻道
旺玖科技:PL6313
旺玖科技推出GPS PL6313芯片組,提供 PDA,、Tablet PC及Smart Phone等需要衛(wèi)星定位及追蹤功能的行動(dòng)運(yùn)算平臺(tái)一個(gè)高性能,、低耗電及低附加成本的解決方案。
PL6313芯片組主要設(shè)計(jì)訴求為低耗電,、小尺寸,、并降低系統(tǒng)嵌入GPS功能之增加成本。嵌入運(yùn)算平臺(tái)時(shí),,直接利用原本即存在的運(yùn)算器及存儲(chǔ)器來完成GPS導(dǎo)航運(yùn)算,,以達(dá)降低成本之功效??勺饔迷谟跀X取追蹤GPS訊號(hào),,并產(chǎn)生初始量測(cè)值,。
.型號(hào):PL6313
.感度:-150dBm
?。厣旱蛢r(jià)格,、本土廠商技術(shù)支持
.尺寸:10mm×10mm×0.8mm
?。_度:Position:5~15m
?。ぷ麟妷海?.3V
.頻道:12顆衛(wèi)星頻道