GPS芯片解决方案分析

2010-08-09 19:48:30来源: 嵌入式公社

      谈到GPS芯片主要关键技术,这包括负责讯号处理─基频(Baseband)及接收讯号─射频(RF)。由于GPS讯号频率(1,575.42MHz)来自于距离地面2万公里的高空,讯号十分不稳定,因此当天线接收讯号后经过一连串讯号放大、过滤杂讯、降频、取样等过程(RF front end),再经过RF后,讯号进入基频处理部分,将前段取样的数码讯号经过运算、输出以便于使用者界面使用,其中 GPS Baseband DSP芯片就是核心元件,负责位址讯号的处理。
  
      综合以上来看,射频与基频2个部分,包含:微处理器(Micro processor)、低杂讯放大器(Low Noise Amplifier;LNA)、数码部分(Digital Section)射频部份(RF Section)、天线(Antenna Element)、输出入驱动器(GPIO and Drivers),以及微处理器周边电路(Processor peripherals)等几个重要元件。
  
      市场上各式GPS芯片解决方案的整合,使得GPS芯片市场正面临极大的变量。首先是「小型化」,回顾GPS芯片近年来的发展历史,随著GPS与其它产品相继结合,且强调终端产品体积讲求轻薄短小,GPS芯片走向系统单芯片化已是必然趋势。目前厂商针对GPS单芯片化的作法,可分射频或基频单一芯片,并整合了更多功能性。
  
      在射频芯片部分,已有多家厂商将放大器、滤波器、降频器、频率合成器及振荡器等整合在一块芯片上;在基频部分,则是整合了CPU、存储器(DRAM、SRAM、Flash)、Power Manager及Clock等。
  
      因此,我们看到GPS的芯片尺寸逐渐缩小,加上GPS芯片已从双模块发展为单一模块(Single chip),未来GPS设备产品将会愈来愈蓬勃发展,芯片需求量愈来愈大。另外,GPS芯片也将面临到客制化需求,过去GPS芯片大多在车用市场上。目前,GPS芯片应用则开始用在手机与PDA,或是特殊的个人携带装置,例如:老人、孩童用的追踪器上。而GPS芯片也可能与其它功能,例如蓝芽、USB等整合。因此,针对特殊应用而设计的客制化模块,也将愈来愈多。
  
      目前全球投入GPS芯片开发的还是以国外厂商居多,如:SiRF、TI、Xemics、Freescale、STM等大厂均有推出GPS芯片,其中SiRF为全球最大GPS芯片厂商,产品线相当完整,并能提供全系列的解决方案产品。本文将介绍多款目前GPS市场上较受到应用的芯片,并针对其特性及架构提供完整的产品分析。
  
      SiRF:starII LP
  
      SiRF starII LP是一款高灵敏度GPS芯片解决方案,强大GPS功能可使用的范围包括:手持式设备产品、汽车、航海及AVL应用,若搭配上高性能GPS软件,便能使移动性消费者设备能长时间在任何地点持续使用。SiRF starII是目前采用全球最省电的芯片产品之一,可同时接收12颗卫星,符合 NMEA 0183(v3.0)协定。

      .型号:SiRF starII LP
    .感度:-159dBm
    .特色:低耗电、高效能、符合NMEA 0183(3.0)
    .尺寸:28mm×30mm×5mm
    .精准度:Position:15~20m
    .工作电压:3.0V
    .接收频道:12颗卫星频道
  
      SiRF:starIII
  
      拥有一个140支脚位的GPS讯号处理器,也包含一个50MHz ARM7TDMI处理器,可使 OEM厂商整合多种应用功能。而GSC3f因整合了400万位元的快闪存储器,不再需其它的零组件,因此能简化GPS接收器到电路板中的相关线路设计。
  
      另外,SiRFstarIII也提供TTFF快速首次定位功能,并比SiRF减少占用约20%的硬件空间,也较上一代的SiRFstarII省电,除在车上导航、手持式设备的应用外,其它特殊应用,如:超小型行动电话、电力受限的智能型装置或数码相机。

      .型号:SiRF starIII
    .感度:-159dBm
    .特色:省电、简化线路设计
    .尺寸:27.9mm×20mm×2.9mm
    .精准度:Position:10~20m
    .工作电压:3.3V
    .接收频道:20颗卫星频道
 
      Sony:CXD2951
  
      CXD2951以Sony先进的RFCMOS闭塞信号处理方式设计,具有较高的敏感度,最小电力消费和高性能。并以微型GPS模块以脚印14×23×1.8mm,被动天线集成GPS模块,通过QS9000/TS16949等汽车验证新LSI配置是理想的为大范围基于地点的应用,如:汽车、手持式设备、航海、舰队管理,和移动式计算机处理技术设备。

      .型号:CXD2951
    .感度:-152dBm
    .特性:起动反应时间短、省电
    .尺寸:14mm×23mm×1.8mm
    .精确度:Position:5~15m
    .工作电压:3.3V
    .接收频道:12颗卫星频道
 
      Nemerix:NJ1006+NJ1030
  
      就当今的技术水平来看,最成功的GPS接收器采用两个芯片。尽管采用单芯片(单片电路)的产品也存在,但其性能却无法与目前采用双芯片的产品媲美。NemeriX充分利用SiGe(矽锗)技术优势,并结合使用适用于双晶粒解决方案的标准CMOS技术。在典型应用中,接收器和处理器可结合专用系统软件使用。

      .型号:NJ1006(RF)+NJ1030(Baseband)
    .感度:-152dBm
    .特色:低杂讯放大器、压控振荡器和天线检测器
    .尺寸:NA
    .精确度:Position:10~15m
    .工作电压:2.2V
    .频道:10颗卫星频道

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关键字:GPS芯片

编辑:金子 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2010/0809/article_1136.html
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