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电工技术基础 主流GPS方案供应商及其芯片有哪些？性能如何？
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人改善，同时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、低噪声放大器(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(ProcessorPeripherals)、输入输出和驱动(I/O and Driver)等几个部分。芯片提供商也强手如云，包括SiRF、u-blox、TI、Analog Devices、NXP、高通、英飞凌、索尼、意法半导体、Trimble（天宝）、Atmel、SiGe、u-Nav等。F面将对主流厂商的产品逐一介绍。
(l) 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6g%，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SiRFstarlll架构的芯片GSC3e/LP（见图2-299）与GSC3f/LP、GSC3LT与GSC3LTf、GSC3LTi andGSC3Ltif,基于SiRF Instant架构的GSCi-5000。
基于SiRF starlll架构的新芯片组配备20万个相关器等，具有159dBm项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 starlll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。
(2) Nemerix
Nemerix提供的产品包括模拟射频接收器和数字基带处理器（见图2-300）。
超低噪声GPS接收器NJ1006A采用双超外差架构，具备低噪声和功耗：放大器噪声为1.6 dB，功耗为lOmW@IFix/s，采用Smmx5mm 28针QFN封装。
其基带处理器产品包括NJ1030A和NJ2020。NJ1030A采用128针lOmmxlOmm BGA或者128针7mmx7mm uBGA封装，采用V8 Sparc 32位RISC内核，具有高速片上存储器、支持64MB外部存储器，功耗仅为15mW@lFix/s，多接口便于与用户硬件集成。
近期推出的NJ2020是针对基于丰机的应用（如PDA或手机）开发的。NJ2020室内灵敏度达-158dBm，采用6mmx6mm 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- 6mm×9mm微型球栅阵列(uBGA)封装；GPIO/UART/SPl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。
(3) 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Tl 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(50mm)、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TI3G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F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50crr12;
·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一以上
·具有片伤1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1Murata协作，共同为移动终端OEM厂商提供可选模块。
(4) Atmel公司
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
(<lOOmW@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2048×2048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(Ethemet)、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，～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)，而无须装载微控制器。跟踪灵敏度可达-159dBm。
该芯片组可以与ATR0603 RF接收器IC、ATR0610低噪声放大器兼容使用。
(5) ST（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，同时削减了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）、SPl（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STrackl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STA205IE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。
(6) Maxim公司
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、Ll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…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，无须外部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。与其他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，在每一时刻为系统（如汽车跟踪）提供方位信息。它还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。
(7) 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（1种用于GPS的软件解决方案）以及ALK技术公司的CoPilot导航软件(为针对移动中的连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1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。
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。
(8)英飞凌
英飞凌(lnfineon)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3.74mmx3.59mmx0.6mm，总面积不到14mIT12，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…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芯片与其前一代产品一样，都具备业界领先的性能，提供160dBm的灵敏度和Is的定位时f白J，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，而无须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。
(9) 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62mW）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Is的接收性能。这种新的芯片还拥有SuperSense-160dBm探测和跟踪灵敏度、小于50mW的功率需求以及一个小于lOOrm的覆盖区，适用于掌上电脑(PDA)、个人导航设备、照相机、手机、媒体播放器和其他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17mm×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基带芯片和低嗓声放大器芯片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F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。辅助功能还能进一步加速启动时间。低功耗与FixNow节能模式使该产品适用于手持与电池供电类设备。
(10) Sony
索尼( Sony)公司目前的产品包括射频芯片CXA3355E和CXD993IT，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0.18im 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，具有启动反应时间短、省电等特点。
(II)高通公司
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。
(12) EPSON公司
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他传统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。在热启动或服务器辅助条件下，室外的首次定位时间为2～3s，定位精度小于lOm，而在室内首次定位时长为7s，定位精度小于35m。S4E19863的接口电压为1.8V或3.OV，内部工作电压1.5V或1.8V。
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