车载设备GPS的发展前景

2011-04-18 13:08:33来源: 互联网

当前,全球车载无线技术正经历着日新月异的变化,其中最受关注的就是车载GPS设备。

车载GPS曾经一度属于“奢侈品”。然而在过去几年里,经过CSR和SiRF(现已合并)等公司不断的开拓进取,GPS芯片比以前外形更小巧、速度更快、成本更低。GPS系统,不论其是原厂内置或是后装市场PND或是基于车载立体声系统,如今都是普通人唾手可得的。

当前车载GPS行业发展的普遍趋势与前几年基本相同。尽管其应用范围仍不断扩大,但是用户始终都希望能够降低成本。此外,还有些最新的进展,比如增强了移动设备和GPS系统之间的交互性。

车载导航领域最大的变化也许就是各种无线技术在车内的普遍“共存”。随着不断的发展,目前GPS系统已经能够借助其他技术元素来优化系统功能。结合了各种技术元素的系统,其整体功能超出部分功能之和。

图1: 3D地图绘制和用户界面

CSR公司和SiRF公司的合并也见证了无线技术“整合”的事实。合并之后,我们在短距离移动手机连接技术和GPS芯片集市场中处于领先地位。通过结合多种技术,新的CSR公司成为全球最具实力的协作式GPS车载设备厂商。

车载导航设备的技术趋势

正如我们所说,GPS设备已经不像过去那样简单地安装在汽车仪表盘里。现在,这些设备则从那些价格较高、占用空间较大、功能单一的芯片转移到与具体应用关系更加密切的组合芯片上。芯片设计者可以通过开发高度集成、设计完善的组合芯片来降低成本、节约空间,而无需不断地降低工艺技术。

对于GPS系统定位的准确性,用户的期望不断提升。如今的用户不仅希望能够在传统的“GPS友好”环境中利用卫星的明确视线(LOS)增加导航准确性,也希望在车库、隧道等“非GPS友好”环境中同样如此。这就意味着更快的首次定位时间(TTFF)、更强的可靠性以及更普遍的可用性。

因此,在后装领域,耦合传感器得到了更多的使用,如回转仪和加速计。在前装市场中,航位推算系统则得到了更多的使用。航位推算系统通过汽车数据总线接入现有系统,如里程表、单轮速度信息和其他用来确定速度和方向的传感措施。

利用汽车数据系统的GPS设备,其优势在于无需使用那些价格昂贵的传感器,而是轻松利用汽车数据。如果GPS系统能够很好的利用汽车组件,不论是辅助刹车系统(ABS,大部分美国和欧洲汽车的标准)中那些单轮速度传感器,还是稳定性控制系统(欧洲使用较多),或是罗盘(美国使用较多),它都能够从根本上改善导航的准确性。

使用航位推算设备时,为了提高工作效率,必须满足以下三个条件:数据测量务必准确,以提供精确、有效的信息;提供数据的时间间隔不可过长;数据传输必须在几十毫秒内完成。没有这些有效的航位推算信息作补充,GPS系统就会受到限制。

图2:SiRFprima结构框图

用户的耐心是有限的,因此快速、智能的启动过程十分重要。GPS系统启动越快,使用就越快。然而更重要的是,在启动过程中,也就是司机驾车离开停车场时那关键的几秒钟,如果设备能够与汽车系统保持通信状态,对于获知速度、车轮转速等信息十分重要。这确保了GPS定位能够立即得到其他数据的补充,提高了首次定位的准确性,缩短了定位时间。

最后,GPS产品和其他无线技术,比如蓝牙和Wi-Fi的如何架构也十分重要,应尽量减少系统之间的冲突,并优化定位和连接性能。

SiRFprima芯片

设计片上系统GPS解决方案的公司总是试图尽可能地囊括更多功能,出品多功能的单芯片。然而,这也造成了风险。某些功能的使用率较低,最终这些冗余的功能只会成为系统的负担,造成不必要的成本消耗。

鉴于此,在SiRFprima的设计中,CSR公司决定特别针对一个非常成熟的细分市场:可定位设备(Location Enabled Devices)。致力于这个细分市场,SiRFprima芯片充分专业化,不为冗余的功能承担任何成本。CSR公司帮助客户通过综合的功能模块对其产品进行区分,这些功能模块在可定位设备中十分常见。同时,能够积极地做出决定,绝不集成那些阻碍灵活性的部件。

通过集成增值多媒体和3D功能的硬件支持,Prima MFS满足了高端可定位设备的市场需求。诸如Pioneer和FineDigital这些客户已经使用了Prima平台来创造功能完善的高端可定位设备,其中包括3D地图、移动电视和电影播放功能。为了使制造商能够通过软件进行区分,Prima具有以下特征:

——多媒体加速

为了给定位设备提供丰富的多媒体内容,Prima平台包括视频编解码硬件加速器。这使Prima设备能够流畅回放H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV8和WMV9格式文件。随着移动电视和数字内容的发展,Prima为定位设备制造商提供了市场增值功能。

——3D加速

Prima具有3D硬件加速,支持合成3D用户界面及3D地图绘制。3D制作逐渐成为用户界面的组成部分,这样,Prima用户就可以创建合成3D用户界面,通过增值软件来实现产品差异化。

——灵活的处理内核

SiRFprima产品包括一台ARM11处理器。这个平台包括一台额外的L2高速缓冲存储器以提供更多的高端应用功能,如3D地图、复杂的用户界面以及多媒体。其灵活性有助于客户开发增值软件对其产品线进行区分。

——集成GPS

SiRFprima 也包括一个集成的GPS内核。定位功能增强设备如SiRFInstantFix和SiRFDRive都能够与Prima平台进行捆绑。这些技术为SiRFprima设备提供高级的追踪准确性和首次定位时间功能。Prima GPS内核为用户提供最高级别的定位性能。

● 高性能GPS和伽利略定位引擎

● 配有浮点部件的高速ARM11 CPU

● 集成的2D/3D硬件引擎,支持OpenGL ES 1.1,利用几何顶点处理器提高传输质量、增强灯光效果

● 集成的硬件视频解码引擎,支持D1 解析度H.264/MPEG1/MPEG2/MPEG4/WMV9

集成的硬件视频、图像解码引擎,支持D1解析度H.264/MPEG4视频和1000万像素JPEG静止图像

● 集成的触摸屏控制器

● 高级内存控制器,支持Mobile-SDR,Mobile-DDR和DDR

● 8/16比特NAND闪存接口,为SLC或 MLC NAND直接启动提供8比特BCH HW ECC支持

● 集成的SD/MMC/MMC+控制器

● 两个高速USB2.0接口,主、从配置皆可

● 128位安全ID

● 低功耗的高级65nm工艺

CSR认为,要实现车载GPS系统的最佳功能,最好的方法是借助于支持软、硬件无缝协作的高度集成系统。

CSR公司的SiRFDRive 2.0软件能够主动或被动地使用分布式ABS模板传感器数据。轮速之间的差距有助于更加准确地确定汽车转向度和速度。而价格不菲的回转仪则可以从BOM系统中去除。此外还有一个好处,就是部件安装方向不受限制,这也为汽车制造商提供了额外的物流优势。

SiRFDRive 2.0的设计之妙在于它的自动校准功能。通常,汽车传感器的一些数据都需要校准,如那些影响航位测算系统准确性的轮胎尺寸、车轴宽度、前后轴距离。CSR公司的SiRFDRive软件免除了制造商的麻烦,使用可靠、准确的GPD数据完成持续的自动校准。轮胎的变化,如轮胎压力的降低或者传感器温度的流失可以立即得到补偿。SiRFDRive通过紧耦合GPS/航位推算设备“卡尔曼滤波器”检测汽车传感器数据,以确保定位和地图绘制的高度准确性。

图3:SiRFprima平台配置

增加整合式导航设备的互连性

近年来,集成度的提高、多种无线功能在车内的协作已成为一种普遍的趋势。移动电话、车载GPS设备都很好地证明了这一点。仅仅说“一款GPS设备”或者“媒体中心”是不具任何意义的。这样的设备经过集成才能够实现多种功能。零部件越来越智能、价格越来低的趋势将会延续下去。

目光长远的公司都会从整体角度来看待车载无线设备,考虑它们之间如何能够实现最有效的协同。这也创造了无限的可能。

CSR公司的汽车产品,如RoadTunes和RoadRunner已经趋向于推广无线音频流,使汽车媒体播放器的中心成为车载电子功能的核心。CSR公司预计,渗透到汽车行业的无线技术将会协作、共存。导航设备和信息娱乐设备的制造商必须知晓这些趋势,开发新的解决方案来满足用户不断增长的连接需求。

近些年的免提通话体验,通过蓝牙传输到兼容的前装或后装车载设备。通过使用更加完善、可靠,并符合电话薄存取规范(PBAP)的电话簿同步技术,这种通话体验将会进一步完善。宽带语音功能、更高的电话质量以及近端增强设备将会登陆市场。这对语音识别拨号有着巨大的影响。随着语音质量的不断提高,电话的拨号错误率会越来越低。

随着近些年的不断成熟,蓝牙立体声流媒体将会得到更加广泛的使用。目前,已经出现了用户友好的车载控制装置,并配有音频、视频远程控制协议(AVRCP)规范1.4版。

通过蓝牙获取电话文本信息的SMS和电子邮件也可以很好地适用于导航/信息娱乐设备,并将在短期内被广泛应用。通过车载GPS设备可以使用更大的屏幕和更加便利的输入方法。

导航/信息娱乐功能中最令人激动的就是WiFi技术。WiFi现已被今年4月22日颁布的蓝牙技术

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关键字:车载  设备

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0418/article_7208.html
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