卫星导航速度分析与导航芯片发展的五大趋势

时间:2019-03-24 23:21:52 来源:花溪门户网 作者:匿名
  

全球导航卫星系统(GNSS)目前拥有GPS,GLONASS,北斗和伽利略系统,可为许多领域的各种应用提供全球,全天候,实时,连续的高精度位置信息。随着卫星导航接收器的集成小型化,从专业应用到流行应用的卫星导航时代已经到来。据估计,到2007年,中国汽车导航产值将超过200亿元。然而,目前国内市场上的卫星导航产品充满了外国面孔,因为它们的关键部件(芯片组)是进口的。为了加速中国卫星导航设备的国产化进程,最重要的是芯片的本地化。目前,国内一些厂商已推出具有自主知识产权的GPS射频芯片和具有SoC级别的GPS数字处理芯片。这些成就填补了中国卫星导航核心芯片技术的空白,国内生产的使用中国核心芯片的卫星导航产品的时代即将到来。

国外卫星导航芯片占主导地位

国外GPS芯片的开发始于1994年,经过两代的发展,今天进入了第三代。它于2002年开始工业化,并于2004年开始流行。随着军用民用导航产品小尺寸,低功耗的不断追求,以及硬件设计水平和芯片制造工艺的不断提高,单片机GPS接收器整合GPS射频和数字部件开始出现在2005年。其中,单片GPS芯片是摩托罗拉的“即时GPS”和索尼半导体的CXD2951系列以及德州仪器,高通,SiRF等公司的产品。

GPS芯片的发展方向是片上集成射频电路和基带电路,采用全CMOS工艺制造,支持A-GPS,体积小,功耗低,灵敏度高等特点。技术指标主要集中在:制造工艺0.13μm~0.18μm,尺寸25mm2,灵敏度-150dBm~160dBm,功耗50mW。最好的制造工艺制造商之一是德州仪器于2005年推出的90纳米工艺技术的单芯片A-GPS解决方案,该解决方案于2006年第二季度投入生产。国内卫星导航芯片发展速度快

中国卫星导航芯片的研究始于2000年,主要研究方向为GPS,GPS GLONASS和北斗一代芯片。到2004年,GPS GLONASS相关器芯片和北斗一代FPGA接收板已经开发出来。但是,由于客观条件的限制,这些研究无法深化,产品也没有国际竞争力。北京某单位开发的GPS GLONASS相关器芯片存在功耗低,集成度低,产量低,性能不稳定等缺点。其产品仅限于一些特殊应用。北斗一代芯片的研究仅限于FPGA的调试。 RF前端采用独立元件构建,数字处理由FPGA和通用DSP组合实现。这距离真实芯片还有很长的距离。 。

随着国际卫星导航产业的快速发展,许多已经出国留学并具有GPS芯片设计经验的团队已于2004年左右回到中国,并建立了专业的GPS技术公司,包括西安华迅微电子,北京。东方联兴,北京联科兴通等公司。从某种意义上说,这极大地促进了中国GNSS芯片产业的发展。西安华迅微电子股份有限公司于2005年7月成功开发的GPS射频芯片和今年推出的具有SoC级别的GPS数字处理芯片已达到国际先进水平,表明中国卫星导航产业取得新突破核心技术。

此外,北京的一家公司还在2005年开发了GPS GLONASS相关器芯片。除相关器外,该芯片还部分集成了其他一些功能模块。 2006年,重庆科技研究院成功开发了重庆GPS GLONASS双模射频芯片。采用DSP方法开发的CMOS GPS射频芯片和GPS数字处理芯片具有良好的研究成果,这些都标志着中国卫星导航芯片的整体进步。

随着中国北斗第二代卫星系统的准备,许多公司已将注意力转向第二代北斗的芯片研究。然而,总的来说,中国卫星导航芯片的水平仍然很低,但我们有理由相信,中国卫星导航芯片产业化的日子即将到来,卫星导航将迅速成为中国的热门产品。导航芯片显示出五大趋势

在未来几年内,卫星导航应用将从单个GPS时代转变为多星座(GPS/GLONASS /北斗/伽利略)共存的GNSS时代;从车辆应用到个人消费应用;来自分销应用程序主要步骤是转变为基于运营服务的服务产业化新时代。当然,在不久的将来,中国仍然是汽车应用的主要应用市场。未来,卫星导航将与车辆,移动电话,计算机等集成,成为集导航,通信,监控,管理,安全,互联网接入,办公,娱乐,信息服务和远程为一体的数字信息系统。诊断。为此,卫星导航芯片技术必须适应卫星导航发展的需要,其技术发展趋势是:

1.小型化,高灵敏度,低功耗和低价格:这是流行产品的基本要求(灵敏度优于-160dbm,功耗小于50mW,价格低于10美元/套)。

2.A-GPS技术已成为GPS芯片整体设计的重要依据:这主要是E911和E112(国外),110(国产)的需求,它们需要手机的定位功能,所以其中一个最佳解决方案是A-GPS技术,该技术与其应用相关的LBS服务有关,可以完全满足大众的需求,适应室内外恶劣环境的应用。

3.单一化趋势:接收机的分割是需要降低成本,并且需要降低功耗和小型化,这符合与手机结合的需求。

4.16或更多通道:这种更多通道芯片为将来形成兼容机创造了条件,因为它可以通过软件升级和修改,形成GPS/GLONASS /北斗/伽利略兼容机,或者它可以与无线一起使用通信的融合和系统的增强构成了信道共享的基础。

5.Hostization:与移动电话或便携式计算机终端相结合,GNSS接收器可以共享其CPU。这种主机形成不仅节省了GNSS接收器的成本,而且使集成系统更容易成为集成产品。将GPRS/CDMA和GNSS放在一块板上,相当于在GNSS基带部分制作相关器芯片,其他工作由主机完成。