主流GPS 方案供应商介绍

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更多发布于：2008-08-05 08:42

GPS 系统最初定位于军事、航空、航海等专业领域，但近年来随着技术的发展，体积、功耗和成本都得到极大改善，同时也受到消费者需求和政府法规的推动，GPS 系统在民用市场开始显山露水，已在汽车导航系统和手持设备中得到了广泛的应用。 一台GPS 设备关键的元件有天线、低噪音放大器(LNA)、射频接收转换(RF Section)、数字部分(也称数字基带，Digital Baseband)、微处理器Microprocessor)、微处理器周边外设(Processor Peripherals)、 输入输出和驱动(I/OandDriver)等几个部分。芯片提供商也强手如云，包括SiRF、u-blox、Ti、AnalogDevices、NXP、高通、英飞凌、索尼、意法半导体、Trimble(天宝)、Atmel、SiGe、u-Nav 等等。下面将 对其中一些代表厂商的产品绝活一一盘点，让大家对主流GPS 芯片供应商有一个大致的了解。 SiRF 公司 SiRF 是GPS 芯片的龙头供应商，产品线完整，能够提供完整的解决方案。该公司成立于1995 年，2001 年 的销售额为1500 万美元，2005 年增长到16520 万美元，2006 年上半年则比2005 年同期增长69%，预计2006 年销售额达到2.8 亿美元，5 年间销售额增长近20 倍。 代表产品：基于SiRFstarIII 架构的芯片GSC3e/LP 与GSC3f/LP、GSC3LT 与GSC3LTf、GSC3LTi and GSC3Ltif， 基于SiRF Instant 架构的GSCi-5000。 基于SiRF starIII 架构的新芯片组配备20 万个相关器等，具有-159dBm 顶尖的接收灵敏度和低功耗，为 便携式和无线产品制造商提供了低功耗的GPS 解决方案。针对不同的应用，SiRF starIII 产品在尺寸、功 耗、性能上做了不同的优化，带有"f"标号的产品集成了闪存。 这些新产品是SiRF 在2004 年2 月推出的"GSC3f"与"GSC3"的低功耗升级产品。 Nemerix NemeriX 提供的产品包括模拟射频接收器和数字基带处理器。 超低噪音GPS 接收器NJ1006A 采用双超外差架构，具备低噪音和功耗：放大器噪音为1.6 dB，功耗为10mW @ 1Fix/s，采用5x5mm 28 针QFN 封装。 其基带处理器产品包括NJ1030A 和NJ2020。NJ1030A 采用128 针 10x10 毫米 BGA 或者 128 针 7x7 毫米 uBGA 封装，采用V8 Sparc 32 位 RISC 内核，具有高速片上存储器、支持64 Mb 外部存储器，功耗仅为 15mW @ 1Fix/s，多接口便于与用户硬件集成。 近期推出的NJ2020 是针对基于主机的应用（比如PDA 或手机）开发的。NJ2020 室内灵敏度达-158dBm，采 用6×6 BGA 封装，功耗仅为40mW。NJ2020 处理器利用PDA 或移动电话上主板的存储器和处理器资源。这 种结构可实现快速集成，并因为利用现成主板资源而降低了系统价格。 其高集成度的NJ1836 成功地将NJ1006A 和NJ1030A 集成于一个设备中。 NJ1836A 具有一系列支持PDA 和 便携式媒体播放器的特性。它专为小型电池驱动GPS 接收器或无绳蓝牙GPS 接收器而设计，能够支持GPS 和手机频率分配计划。其他特性包括支持有源或无源天线；支持WAAS 和EGNOS；单一6x9mm 微型球栅阵列 （uBGA）封装；GPIO/UART/SPI 和模拟接口以及支持SRAM 和闪存的可扩展存储架构。 Nemerix NJ1006 配合NJ1030 的方案可使灵敏度达到-152dBm。 TI TI 的辅助 GPS (A-GPS) 解决方案在异步和同步蜂窝式网络内提供快速而精确的定位服务。这些解决方案 在优化之后，适用于所有当前和发展中的无线标准（如 GSM、GPRS、EDGE、CDMA、UMTS 和 WCDMA）。 TI 在2005 年推出的90nm 工艺技术的单芯片A-GPS 解决方案，GPS5300 NaviLink 4.0 单芯片采用TI DRP 技术，可实现离散的GPS 解决方案，不仅具有最小系统占用面积（50mm2）、最低总体系统成本等特性，而 且还拥有低功耗、高性能等A-GPS 功能特性。为加速开发具备A-GPS 功能的手持终端，优化的GPS5300 单 芯片还可与TI 3G 技术和OMAP 处理器相连接，以便为移动终端制造厂商提供完整的解决方案。 作为TI NaviLink A-GPS 系列解决方案的首款产品，GPS5300 能够为移动终端提供强大的定位功能，具体 包括以下特性： ·业界最小型的离散A-GPS 解决方案，整个系统的电路板面积不足50 平方厘米； ·业界成本最低的完整A-GPS 系统，总体材料清单比现有GPS 解决方案缩减一半以上； ·具有片上集成电源管理功能的低功耗解决方案，可直接连接至电池，且能轻松集成到手机设计中； ·高性能A-GPS 解决方案，可在卫星信号较弱的情况下(符合3GPP 与3GPP2 运行标准，并超出A-GPS 性能 要求)，实现TTFF(首次定位时间)，使用户能够快速了解当前的确切位置。 为加速基于NaviLink 解决方案的A-GPS 移动电话的上市进程，TI 还与移动电话模块制造商之一Murata 协 作，共同为移动终端OEM 厂商提供可选模块。 Atmel Atmel 的低功耗 GPS 模块芯片组高度集成并能极大节省制版空间。GPS 芯片组包括全面集成的RF 接收器 芯片 ATR0600，16 通道基带芯片 ATR0620 和 SiGe 制作的LNA ATR0610。它为在蜂窝手机、PDA 、手表 和个人定位器里及传统导航系统的 GPS 实现做了专门优化。仅需少量外围元件，极低功耗（< 100 兆瓦@ 1 fix/sec）。 作为选择性扩充，除了前文提到的与u-blox AG 合作推出的单芯片ATR0635 外，Atmel 还与Magellan 推出 新的 GPS 芯片组ATR0663。该芯片组整合了全球最新的 GPS 相关技术和一个以 ARM926EJ-S(TM) 为基础的 微处理器。 ATR0663 包括一个先进的 GPS 基带和一个具备集成 2D 图形加速器的 LCD 控制器（以实现 2048 x 2048 像素的虚拟屏幕支持）、一个 AC97 音频控制器，以及一个图像传感器接口。多种输入/输出 (I/O) 选项， 包括以太网 (Ethernet)、USB 2.0 Full Speed Host and Device、SD/MMC、TWI 和 USART，为 PND 应用 提供了一个高针对性的片上系统 (SoC) 解决方案。此外，一个双外部总线接口和九层总线矩阵实现了快速 内存存取 (Fast Memory Access) 和高吞吐量 (High Throughput)，而无需装载微控制器。跟踪灵敏度可 达-159 dBm。 该芯片组可以与ATR0603 RF 接收器 IC、ATR0610 低噪音放大器兼容使用。 意法半导体 ST 也能够提供面向GPS 应用的全系列解决方案，适用于车载与便携式导航系统。 STA2056 单芯片解决方案将基带和射频功能集成入一个小型QFN-68 封装，形成一个极其紧凑的解决方案， 能提供准确的定位数据，同时削减系统尺寸和物料成本。这是业内第一个把射频电路植入一个数字单片GPS 接收机内，可实现卫星跟踪和定位计算，无须外部主CPU 和存储器的半导体器件。 这个单片GPS 外设包括一个CAN 2.0 B 有源接口和一个四通道12 位模数转换器。STA2056 适合车载远程信 息处理和导航OEM 应用。此外,该器件还提供完整的可用接口：I2C（IC 互联）、UART（通用异步收发器）、 SPI（串行外设接口）和GPIO（通用输入输出）。内置的4KB 备份RAM 用于保存GPS 信息,优化系统启动性 能。 STA2051 和STA2051GO GPS 处理器，加上一个无线前端接收器，可将GPS 功能与额外CPU 计算功率进行融 合, 并可以装配一系列外设。由于它们卓越的灵活性与互操作性，这些芯片组是远程通信与导航平台的理 想选择，能实现语音识别、文本语音转换、DSRC-数据短程通信、汽车无线电控制以及移动运算等应用。 STA2051 配合其基带控制器软件库，能够在GPS 卫星可见度不高的都市城区和茂密的森林地带具有很高的 性能表现，新软件库增加一个叫做STrack1 的高灵敏度功能，这项功能可以在卫星可见度不高地区跟踪卫 星，当重新进入卫星可见度高的地区时，具有很高的卫星数据采集灵敏度。此外，新软件库还提供"航位推 测"定位功能，当无法接收GPS 卫星信号或信号较弱时， "航位推测"定位功能可以利用车载传感器执行定 位任务。 此外，STA2051 的另一个版本STA2051E 含有一个外部存储器接口，用于应用软件或数据无法保存在内部闪 存的应用场合。例如，在远程信息处理应用中，除执行GPS 功能外，该芯片还执行系统处理器的任务，这 时用户代码远远超出了256KB。 最新一代的ST 导航/信息娱乐平台名为NaviFlex，其集成度更高：融合GPS 接收器和Nomadik 应用处理器， 保证了汽车多媒体应用无与伦比的音频、视频和成像质量。 Maxim Maxim 公司能够提供低噪声、低功耗的GPS 前端接收器和独特的GPS 方案。 其主要产品包括GPS 接收器前端IC MAX2741/2/5 等。 MAX2741 是一款低噪声、高性能、L1 波段的GPS 接收器，提供灵活的频率规划，非常适合手机、PDA 和汽 车电子产品。 MAX2742 是一款低功耗、低成本的单芯片GPS 前端接收器，内部包含了LNA、混频器、IF 电路、数字采样 和本振合成器，省去了外部SAW 或分立滤波器。 MAX2745 是一款低功耗GPS 前端接收器，支持32MHz 三次谐波晶体设计和16MHz 基波频率晶体设计。内置 温度传感器，无需外部IF SAW 或分立滤波器。 Maxim 的GPS 方案将其GPS 前端接收器IC 与Philips 公司的Spot GPS 软件相结合，利用系统处理器，省 去了昂贵的大尺寸GPS 基带IC。与其它基于硬件的多芯片方案相比，大大降低了系统成本、功耗和尺寸。 该软件方案可工作在自动和辅助两种GPS 模式，在每一秒钟为系统(如汽车跟踪)提供方位信息。也可以对 算法进行调整，使其符合步行或室内应用的要求，为蜂窝电话、PDA、数码相机、MP3 播放器、膝上型电脑、 便携式DVD 播放器等移动产品提供理想的GPS 设计。 NXP 恩智浦半导体 (NXP Semiconductors，原飞利浦半导体)在不久前结束的在美国内华达州拉斯维加斯举办的 "消费电子展" (CES) 上展示了一个具有先进多媒体功能的低成本、便携式 GPS 设备完整解决方案。 该解决方案基于恩智浦半导体的 Nexperia 移动多媒体处理器 PNX0190，包括恩智浦软件公司的 swGPSTM Personal (一种用于 GPS 的软件解决方案) 以及 ALK 技术公司的 CoPilot 导航软件--为针对移动中的联 接用户开发具有导航功能的、低成本的、具有丰富多媒体功能的便携式媒体播放器 (PMP) 的设计师提供他 们所需要的一切软件功能。 传统 GPS 解决方案需要硬件 GPS 基带处理器。相比之下，该的解决方案利用在 PNX0190 多媒体处理器上 运行的 swGPS Personal 来有效进行 GPS 计算。恩智浦的解决方案排除了昂贵的 GPS 基带芯片，从而降 低了材料成本；其基于软件的方式具有灵活性并能适应未来不断发展的市场，能够在新的功能问世时实现 现场升级。 恩智浦的解决方案成功地将高质量导航功能与丰富的多媒体处理结合在一起，包括 MP3 播放、标准的以及 高清晰的视频播放及录制、调频收音机、图像存储和游戏等。 英飞凌 Infineon 和Global Locate 合作推出的 Hammerhead 是全球首款单芯片CMOS GPS 接收器。该芯片支持移动 站辅助式（MS-A）、移动站基于式（MS-B）、自主式和增强式跟踪模式。一流的室内信号跟踪效果，完全 支持辅助式和自主式跟踪模式，即使在最微弱的信号环境中也可以进行高度精确的导航。Hammerhead 芯片 的基于主机的软件架构，不仅将器件尺寸和成本减至最小，还允许将协议消息直接嵌入到GPS 导航软件中。 不久前，以Hammerhead 芯片为基础，两家公司又推出了全新的Hammerhead II 芯片，可满足高性能、低 功率、超小体积手持设备和移动电话的需求。该单晶粒芯片尺寸仅为3.74 mm x 3.59 mm x 0.6 mm，总面 积不到14 mm2，可用于生产全球最小的GPS 接收器。 Hammerhead II GPS 接收器在RFCMOS 芯片上搭载了LNA、射频降频变换器和信号处理基带技术。该器件采 用一流的芯片级封装工艺，实现了最紧凑的外形。封装采用49 触点球栅阵列，进一步简化了布局和组装工 作。 Hammerhead II 芯片与其前代产品一样，都具备业界领先的性能，提供160dBm 的灵敏度和1 秒的定位时间， 超过了3GPP 规格；采用成熟的基于主机的软件架构。软件可完全向后兼容Hammerhead，能够轻松适应更 加小型化的全新器件。此外，该芯片软件还针对个人导航进行了优化，采用复杂算法，降低多路径误差。 Global Locate 还与英飞凌的全资子公司Comneon，推出全新的协议堆栈软件，其中融合支持Hammerhead 芯片的软件，该软件解决方案使得手机制造商能够推出符合适用于A-GPS 的RRLP（无线资源定位协议）、 RRC（无线资源控制），以及SUPL（安全用户平面定位）标准的手机，而无需再进行额外的软件开发。该 解决方案全面支持E911 和LBS（基于位置的服务）应用中的各种GPS 操作模式。 U-Blox 公司 来自瑞士的GPS 技术公司u-blox AG 公司以往主要提供命名为TIM 的GPS 模块,其中采用的SiRF 公司的GPS 芯片。现在，u-blox 也开始注重核心芯片的开发。 u-blox 与Atmel 合作开发的ATR0635 整合了完整的ANTARIS 4 GPS 接收器，其中含有96 针脚BGA 封装且 基于只读存储器(ROM)的SuperSense 软件。小尺寸加上极低的功耗 (在连续供电模式下为62 mW)使得基于 只读存储器的 ATR0635 非常适合手持和移动应用产品。 另外，其新推出的u-blox 5 系列全球定位系统以及随时可用的伽利略系统单芯片和芯片组拥有不到一秒的 接收性能。这种新的芯片还拥有SuperSense-160 dBm 探测和跟踪灵敏度、小于50mW 的功率需求以及一个 小于100 平方毫米的覆盖区，适用于掌上电脑(PDA)、个人导航设备、照相机、手机、媒体播放器和其它电 池操作便携式设备。 LEA-4H 是U-Blox 公司推出的GPS 模块，尺寸仅为17×22mm，内置低噪声放大器，支持无源和有源天线。 该模块硬件由ATR0600 RF 前端芯片、带ARM7TDMI 处理器的ATR0620 基带芯片和低噪声放大器芯片ATR0610 组成。采用在业界居于领先地位的ANTARIX GPS 技术，可以在天空视野受限的区域(如建筑物密集的市区) 为用户提供动态条件下的出色导航性能，可以在不降低精度的情况下利用弱接收信号为用户提供高灵敏度 的定位输出，并且支持DGPS 与多SBAS 系统，如WAAS 和EGNOS 定位。16 路并行通道与8192 时域/频域搜 索位提供快速的启动时间。辅助功能又能进一步加速了启动时间。低功耗与FixNow 节能模式使该产品实用 于手持与电池供电类设备。 Sony Sony 公司目前的产品包括射频芯片CXA3355E 和CXD9931T，以及基带处理器CXD2932。同时，Sony 也推出 了集成了RF 射频电路和基带电路，采用0.18μm CMOS 工艺设计的单芯片方案CXD2951，采用Sony 单独研 发的RFCMOS 技术。 CXD2951 灵敏度可达-152dBm，具有起动反应时间短、省电等特点。 高通 目前，全球已有总计超过两亿部手机装备了高通公司的gpsOne 辅助型GPS 技术。gpsOne 技术支持一系列 极具吸引力的位置服务，其中包括各种各样针对消费者、商务和个人安全的应用。 目前，gpsOne 解决方案为全世界50 多个主要网络运营商的位置服务提供了定位技术。这些位置服务包括， 地图和导航、具有实际位置信息的房地产服务以及确认亲人朋友行踪的安全应用等。gpsOne 支持的手机省 去了需要定期更新数据的价格昂贵的独立GPS 设备，能够以非常低廉的价格为无线用户带来高价值的服务， 并能适应多种情况，功能更加丰富。 高通公司多数的MSM 芯片组都集成了gpsOne 辅助型GPS 解决方案，使制造商能以更低的成本在手机上提供 定位功能。作为这一完整定位产品和服务包的一部分，高通公司提供了QPoint 定位服务服务器软件及配套 工具和服务，使移动网络运营商能够部署卓越的高性能位置服务。 Epson EPSON 公司推出的移动设备专用超小型单片GPS 模块--S4E19863，灵敏度达到-160dBm。该器件适用于支持 GPS 的移动手持设备，即使在室内、或高大建筑物的阴影及其它传统GPS 定位有困难的地方也能接收到定 位信号。S4E19863 支持与3GPP 兼容的三种定位模式，即MS-Based、MS-Assisted 和Autonomous。这款GPS 模块具有用于各种网络环境下的全球GPS 定位功能。S4E19863 采用高速卫星搜索算法。在热起动或服务器 辅助条件下，室外的首次定位时间为2-3 秒，定位精度小于10 米，而在室内首次定位时长这7 秒，定位精 度小于35 米。S4E19863 的接口电压为1.8V 或3.0V，内部工作电压1.5V 或1.8V。

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