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(RFfrontend),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GPSBasebandDSP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(Microprocessor)、低杂讯放大器(LowNoiseAmplifier;LNA)、数码部分(DigitalSection)射频部份(RFSection)、天线(AntennaElement)、输出入驱动器(GPIOandDrivers),以及微处理器周边电路(Processorperipherals)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)、PowerManager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(Singlechip),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:starIILP
SiRFstarIILP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。SiRFstarII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NMEA0183(v3.0)协定。