| GPS主流芯片 |
| 时间：2006-11-18 浏览次数：3911
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不同GPS产品在性能上的差异主要取决于核心芯片。您在购买GPS时所看到的各项技术指标都是由GPS芯片决定的，GPS未来的发展也是有核心芯片技术决定的。
在这里想讲一个题外话，GPS接收机的性能很大程度上受天线技术影响，但是天线千差万别，用户只需要了解天线技术的类型就可以了。GPS天线主要有螺旋天线和平板天线。前者方向性不强，但增益也相对较小；后者具有较强的方向性，但增益也较强，适合平放在固定的地方使用。当然，天线的尺寸越大效果越好，部分产品配备了可以外接的高增益天线，这类天线普遍采用螺旋天线，因为外接天线尺寸变大以后，增益不成问题，对方向性更敏感。
下面我们转入正题。
1.GPS芯片的发展和展望
2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出一种蓬勃发展的局面。目前设计生产GPS芯片的厂家超过10家，包括美国SiRF(瑟孚)、Garmin(高明)、摩托罗拉、索尼、富士通、飞利浦、Nemerix、uNav、uBlox等。
2005年SiRF收购了摩托罗拉的GPS芯片业务，未来将合作在摩托罗拉的智能手机中集成GPS功能。无独有偶，高通公司在增强型3G手机芯片CDMA2000
EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正在使用SiRF的技术来实现其手机中的GPS功能。
美国已经通过了法律，要求移动电话制造商在2007年必须把GPS接收机集成到产品中去，以提供定位和紧急呼叫功能，2007年已经是3G的时代。可见，尽管现在集成GPS功能的手机尚未进入主流市场，但是将来3G手机的中高端机型会普遍集成GPS功能。
2005年7月，以归国博士周文溢为核心的5名海外学人创业的西安华迅公司也推出了国内第一块GPS芯片。
尽管厂商林立，目前在非独立式GPS领域中SiRF的地位就如同PC产业中的英特尔，主流产品几乎全部采用SiRF芯片。因此，读者只要了解SiRF芯片的几个主要型号就可以了解非独立式GPS的核心技术差异。
另外，Garmin在独立式GPS设备市场中占有半壁江山，主要采用Garmin自己的芯片产品。Garmin公司很像IT领域中的IBM，从地图软件到GPS设备、到核心芯片，是一个产业垂直集成的公司。在一些非独立式GPS领域，Garmin也使用SiRF的芯片。
新兴的GPS芯片公司几乎在原有市场中都很难有立足之地，他们把目光主要瞄准了未来集成GPS的各种IT设备，如手机、数码相机、PDA、笔记本电脑，甚至U盘。
如果和计算设备集成在一起，GPS芯片的很多功能可以通过软件完成，成本可以进一步降低。早在2004年SiRF公司就已经推出了这样的简化产品——软件GPS。近期飞利浦也发布了类似产品，可以支持ARM处理器、Xscale处理器、x86处理器，完成各种GPS处理任务。集成的软件GPS成本只有4～5美元。
2.主流GPS芯片
GPS芯片主要由射频电路、软件(固件)及存储器、处理器三部分组成。
既然配合笔记本电脑使用的主要是非独立式GPS，那么我们在此将重点介绍SiRF的芯片产品。
（1）SiRFstarⅢ
SiRF芯片在2004年发布了最新的第三代芯片SiRFstarⅢ(GSW
3.0/3.1)，使得民用GPS芯片在性能方面登上了一个顶峰，灵敏度比以前的产品大为提升。这一芯片通过采用20万次/频率的相关器(Correlators)提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可同时追踪20个卫星信道。2005年推出的最新非独立式GPS接收机很多都采用了这一芯片。
我们强烈推荐用户购买配备这一芯片的产品。采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna SlimGPS -蓝牙
- Globalsat BR-355 USB
- Globalsat BT-338-蓝牙
- Globalsat SD-502 SDIO
- Guidetek GS-R238 (Holux子品牌) -蓝牙+USB
- Haicom 303iii CF
- Haicom 305iii CF
- Haicom BT405iii -蓝牙
- Holux GR-213 USB
- Holux GPSlim 236 -蓝牙+USB
- Leadtek 9553/L/X -蓝牙
- Leadtek 9825 -蓝牙
- Royaltek RBT-2001-蓝牙
（2）SiRFstarⅡe 和SiRFstarⅡe/LP
SiRFstarⅡe
是第一块高性能的GPS芯片，发布于2002年。SiRFstarⅡe/LP(GSW2.3)是SiRFstarⅡe的低功耗版本。两者都采用1920次/频率的相关器，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到45s/35s/8s，可同时追踪12个卫星信道。应该说，这2款芯片的指标已经可以满足日常应用需求，在2003年至2004年推出的非独立式GPS产品大量采用这2种芯片。
目前采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna ClipOn 蓝牙
- Fortuna PocketXtrack CF
- Globalsat BR-305 (Semsons iTrek)
- Globalsat BT-308 (Dell/HP) 蓝牙
- Haicom HI303MMF CF
- Holux GM210 USB
- Holux GR230 -蓝牙
- Royaltek RBT-1000 蓝牙
- Royaltek RBT-3000 -蓝牙
（3）SiRF XT2和Xtrac
SiRF
XT2芯片在SiRFstarⅡe/LP的基础上增加了名为Xtrac的软件功能，通过追踪分析较弱的卫星信号来增强定位能力，在室内、车内等信号较弱的地方有一定作用。
在信号较弱的情况下，Xtrac可以增强GPS的定位能力。但是，Xtrac有时会因为判断弱信号失误而导致定位误差加大，甚至会导致定位信息错误，这点在高速行驶中表现明显。
总而言之，Xtrac是一个优点和缺点并存的技术，既没有SiRF公司宣传的那样功能强大，也不会造成很多问题。
目前采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna ClipOn 蓝牙
- Globalsat SD-501 - SDIO
- Haicom HI303S - CF
- Holux GR231 -蓝牙
- Holux GM270U CF
- Royaltek RBT-1000 v2 -蓝牙
关于“三代芯片”
近段时间在GPS产品中，经常提到所谓“三代芯片”。但从商家和使用者都没有明确的说明和理解，甚至有些误导和误解。现将自己的体会和观点与大家交流探讨。
1． GPS芯片：
目前国际上常用（常见到的/较流行的）GPS模块（OEM板）上的主芯片主要有3种。
（1） 美国SIRF（Sirf ）
（2） SONY（索尼爱立信/索爱）芯片
（3） 瑞士NENEM公司NEMERIX芯片
2． 三代芯片的核心：
芯片硬件大同小异，只是内部软件起主要作用。所谓三代的核心技术只是在2代的基础上提高改进了软件的算法，就好比初、高中物理课上计算加速度/速度用的公式，但到了大学高等数学中导数、积分来计算同一道加速度/速度的物理题，方法（算法）不同，所用时间大不一样，体现了中学和大学的区别，就好像2代和3代一样。其次是硬件也提供了质量标准。
3． 三代芯片软件主要功能：
3代芯片软件提高升级：（1）算法改进提高搜星/定位速度时间。（2）通过软件滤波器提高抗干扰性能、信噪比及接收有效星颗数。（3）有的芯片实现软件DR航迹（转迹）推算，提高抗高楼、树荫、桥下遮挡及隧道功能。（4）软通道搜索，搜索提高可视卫星的通道数（可以12—24颗），人员、车辆、上下坡、姿态发生变化时、飞机、船舶星历状态发生变化时仍能继续定位。
4． 三代芯片硬件改进：
（1） 芯片功耗降低，体积减少（与2代比）。
（2） 提高抗干扰能力，全屏蔽或双芯片分开。
5． GPS模块与产品：
GPS产品多种多样，但不一定用三代芯片就全都好了，三代芯片只不过是GPS
产品的核心部件，如同人的心脏、大脑，还要与其它元件相匹配（天线、放大器、滤波器，甚至导线、接头等看起来无关紧要元件）。
6． 天线是重要因素：
手持、PDA、蓝牙、G-Mouse等常见的GPS产品中都要用到GPS天线，无论有
源、无源甚至全向天线，十几个性能指标中，夹角（1600最大全向天线除外），放大器dB数，阻抗范围，材质，抗干扰能力与模块匹配决定了整个产品的性能，甚至飞机上接2-3个天线（上、下面均有），有些在车内、车底部也很好定位。也就是说，3代模块很好，天线不匹配可能不如搭配好2代产品。
7． 通道数：
3颗星二维，4颗星三维定位，这是GPS基本原理，我们在地面上使用是11-12
颗（因为天线160度夹角），全向天线也就12颗，到了天空飞行器（物体）可以多收几颗（一定全向或二个以上天线），但也是从中取3-4颗信号最强、距离最近的有效卫星进行运算定位，不少军用GPS都是5个通道，只是用4个通道定位，1个通道快速搜索所有可视卫星，并与其中4颗有效星比较，高出其中一个就替换，这样就保持4颗最强信号卫星。因此不是通道越高越好，一般地面上12颗就够了，什么16、18、20、24……都是软通道，是体现最多可搜索可视卫星的颗数，没有什么实际意义。
8． 感应度（dB数）：
GPS接收信号的感应程度（-150—195dB）各厂家标准不统一，有的是模块，
有的是模块含天线，有的是平均值，有的是峰峰值（最大值），此值是在屏蔽室内用专用仪器测试，与大家实际环境（电场、磁场、高压、微波、地磁……）有很大区别，因此该指标相差3-5dB，均属同数量级无关紧要，只是个大概齐参考。
9． 三代产品明显优势特点（实际效果）：
使用者只要对三代芯片具体技术指标一般了解即可，而更主要比较观察是否
有以下特征。
（1） 定位时间快：无论冷启动、温启、热启，重捕时间均快5-30秒钟（与二代相比），实际上大部使用者也不差这十几秒钟。
（2）
高感度：即在高楼、树荫、桥下、遮档、遂洞、窗口、车内，甚至车底盘下仍可很快定位收4颗以上卫星。常说：有点天空就可定位（单星定位），也就是《给点阳光就灿烂》。
（3） 抗干扰性能：高压线、电场、磁场、高速动态、微波、手机，同频干扰的环境下仍能正常工作。
（4） 功耗低、省电：降低了功耗，甚至有睡眠状态（静态不工作），可以节电，提高产品待机时间。
（5）
体积小，性能价格比好：体积小，重量轻，这是社会的需求和发展趋势，可以扩大更多的应用范围和领域。实际上三代芯片价格应该与二代相同，甚至应更低，但功能提高很多，T-38（16通道，3代）
200-300元/块。
10．结论：
总之，了解关注三代芯片，切勿神话三代芯片，“不管黑猫、白猫抓住老鼠就是好猫”，理论联系实际，适合自己的就是最好的。
提供一个 正翰 BT－1000 三代芯片蓝牙GPS”作为代表性的例子。供大家参考。
详细的规格参数请看这里：BT－1000规格参数
专业评测介绍：千元蓝牙GPS新品Gonav BT-1000评测
以上观点，仅供参考，多提意见。
芯片知识：
瑞士nemerix芯片世界上功耗最小的芯片解决方案提供商
NemeriX是一家得到风险资本支持的无晶圆半导体公司，专门致力于为飞速发展的GPS 和无线行业提供适用的超低功率射频和基带集成电路。Nemerix
芯片组别具一格地整合了创新硅架构和全定制版图设计技术，是当今世界功率最低的GPS 解决方案。总部设在瑞士Manno 的NemeriX
在全球设立了办事处和销售网络。NemeriX 公司喜获多份用于Galileo GPS芯片组的 ESA和 GJU 开发合同。
缩小系统的占用空间，降低系统成本，对于促进GPS
应用市场的发展至关重要。NemeriX在硅设计，包括模拟/射频、数字、硬件和软件分区以及先进的包装方面，实现了重大创新，在系统成本和规模方面为行业设立了基准。NemeriX产品亮点包括全球功率最低的GPS
芯片组（在1 fix/s 条件下为25 mW）和最新发布的室内A-GPS解决方案。
除供应芯片组以外，NemeriX还提供用于快速完成产品集成的全套解决方案，包括评估板、系统软件参考设计、用户资料、在线支持和在线访问NemeriX设计者以及应用工程师。
NemeriX提供的产品包括模拟射频接收器和数字基带处理器。这些是构成GPS的重要组件。
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
(硅锗)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。NemeriX的产品优势充分体现在了车辆、航空、军事上。甚至将产品放入铁盒内、放在汽车车座下都能准确地接收到信号。NemeriX的敏感度得益于NemeriX
NJ1006A 与NJ1030A基带处理器发生的耦合，敏感度性能得到大幅度提升。 |
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