b 硬件/软件的融合。整个参考设计基于GPS接收器前端,如基于Maxim的MAX2741 GPS接收器前端,其MAX2741内置LNA、自适应AGC和VCO。此外,MAX2741集成了一个1、2或3位,用于支持2MHz至 26MHz的参考频率,采用2.7V至3.0V电源供电。而软件(如Philips的Spot软件)是用ANSI C编写的600Kb程序代码,能够装载并运行在各种标准处理器上,例如:ARM、Intel Xscale或TI-OMAP。软件获取GPS前端接收器输出和卫星定位信息,然后下载卫星星历,利用新技术进行信号处理,提取卫星信号,产生有效的定位信息。
3、例举新技术GPS方案的应用
3.1应用信息娱乐系统中现有的应用处理器完成GPS/Galileo功能
独特的基于软件的GPS方案,无需改动的硬件即可完成GPS/GalileoGa升级。与全球定位系统(GPS)类似,Galileo是欧洲太空总署正在开发的欧洲导航系统Galileo。预计在几年之内完全运转起来。向GPS卫星系统中加入Galileo导航系统,与仅仅具有GPS的系统相比,将会使性能得到极大地改善。由于汽车市场具有较长的设计周期,当今制造商们正在为这项新技术的应用做积极的准备。GPS/Galileo(GNSS)技术利用系统主处理器来执行所需的GNSS定位计算,无需价格昂贵而又庞大的基带IC。因此将GNSS的整个硬件物料清单缩减为只需RF前端电路。这项新的技术所提供的性能与传统的硬件连线多芯片GPS方案相当,但成本却是当前业界最低的,尺寸也最为纤小。该GNSS方案可为信息娱乐系统提供无与伦比的灵活性。软件提供单机模式和援助模式,并可为满足您的汽车导航需求而进行优化。图2为传统的GPS方案与新型基于软件GPS方案比较示意框图。
图2
3.2将UMPC或膝上型电脑变为一个功能完备的GPS导航系统
独特的软件GPS,成本和尺寸削减50%。全球定位系统(GPS)技术利用系统主处理器来执行所需的GPS计算,无需价格昂贵而又庞大的GPS基带IC。此外,高度集成和极为灵活的RFIC(如MAX274l),可以最大程度的再利用其它系统资源,例如参考时钟。并且,这种基于软件的GPS只需要元件数较少的BOM表,进一步削减了GPS方案的尺寸和成本。GPS方案提供无与伦比的灵活性,可拓宽超级移动PC(UMPC)、膝上型电脑、PDA和智能电话中基于位置的应用功能。提供独立及辅助GPS模式和不同大小的软件,并可针对不同的应用进行优化,例如汽车导航、个人导航或单点位置校正应用。其示意图与图 2相同。
4、核心芯片是GPS系统的关键部分之—
核心芯片的优劣在很大程度上决定了不同GPS产品的性能差异,芯片技术直接关系到GPS产品的技术指标和未来发展走向。
GPS芯片由一块射频集成电路、一块数字信号处理电路和标准嵌入式GPS软件构成.射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号,数字信号处理电路用于处理中频信号,标准嵌入式GPS软件用于搜索和跟踪GPS卫星信号,并根据这些信号求解用户坐标和速度,其主打市场是无线于持设备、汽车、便携式汁算设备以及一些CPS专业用户。
这可以由嵌入式CPS导航系统的核心技术来看,以三星ARM9系列中的16/32位RISC处理器S3C2410A芯片为例,该芯片强大的实时处理能力和丰富的外围接门非常适合嵌入式系统的开发。而该系统就是基于该芯片的这些特点而设计的。该系统以SC2410A微处理器为核心,与2片32M的 SDRAM(HY57V561620CT)和64M的NANDFlash(K9F1208UOB)整合为最小的一套系统;另外,就是在系统外部加装可用于收GPS信号的GPS模块,用于显示的液晶面板,以及LJDAl341TS的语音芯片系统。
而ST公司提供完整的GPS解决方案,包括GPS基带控制器以及RF接收器。ST的STA2051采用ARM7TDMI内核,增加了一个专用APB和12 通道的GPS相关器,内部B256K+16K的FLASH存储器和6K的SRAM,以及标准STR710的所有外设资源。ST配合STA2051发布基于 ST专有嵌入式操作系统OS的完整的软件运行库实现,实现GPS完整解决方案同时可提供开放的ARM和外设资源给用户,在功耗和成本上更具优势。
STA2051产品家族包括TQFP64的汽车级的STA201和消费级的STA2051GO,以及TQFPl44的更多I/O资源的STA2051E。
STA2051主要特性:0.18um工艺,3.3V单电源工作,低功耗;ARM 7TDMI,32位RISC引擎,Debug接口,JTAG;内嵌256k字节+16k字节FLASH,64k字节SRAM;EMI(External Memory Interface)扩展存储器接口(仅TQFPl44),分为4区,最大可扩展至64M字节;12通道GPS硬件相关器 (STMicroelectronics IP);独立的RTC(Real-Time-Clock)带唤醒功能;CAN控制器(CAN Protocol rev.2.0partA and B)高达1 Mbit/s;四路16-位多功能定时器(捕捉,比较,计数,PWM);四路UARTS,双SPI,双I2C和USB(仅144 PIN)等串口通信;智能卡(1S0 7816-3 incl.Clock generation);看门狗及唤醒控制(RTC或外部触发);HDLC控制(incl.NRZI,FM0 and Manchester encoder);4通道12位ADC变换器(Sigma-Delta);片上电压稳压器为CPU及核心逻辑;工作温度:-40℃~+85℃。
50通道LEA-5 GPS模組,可提供超越现有水平的速度、灵敏度及整合方便性。
LEA-5GPS模块系列拥有GPS市场最快的首次定位时间。这些单机多用途的GPS接收器采用u-blox 5 GPS与GALILEO芯片,不仅具有丰富功能和弹性连结能力,应用整合也很方便,使体积与成本都受严格限制的汽车电子、消费和工业等各种应用能够迅速上市。
u-blox5提供超快速的首次定位时间,它所采用的GPS架构不仅拥有50个通道,还提供超过100万个相关器(correlators) 以及独立的定位与搜寻引擎,可以进行大规模的平行搜寻。在u-blox的AssistNow A-GPS服务协助下,u-blox5芯片与模块不到1秒就能取得卫星讯号和完成首次定位。
这些LEA-5模块不但是目前市场上最快速和最灵敏的GPS模块,而且体积很小及成本很低,最适合大众市场的GPS消费装置采用。
LEA-5HGPS模块内含闪存,这能简化轫体升级和系统设定值储存;以ROM为基础的LEA-5S则能进一步降低成本。这两套模块都提供u-blox的 OMASUPL兼容A-GPS界面,并且支持AssistNow online和AssistNow offlineA-GPS服务。