成本低于3美元的软GPS何时能在手机中实现？

成本低于3美元的软GPS何时能在手机中实现？ 软件GPS能大大降低GPS实施的成本和减小GPS的占位空间，应该说是GPS应用的终极目标，特别是在手机等对成本和空间要求严格的电子产品市场。但是，它在出现多年后，仍不能很好地投入商用，性能、占用主CPU资源以及如何解决设计挑战一直是困扰业界的三个最大问题。一方面，软GPS性能能否与硬GPS相比一直受到业界的质疑，人们担心软GPS是否会占用大量的主CPU资源，从而影响到多媒体功能和GPS功能,另一方面，GPS设计对终端厂商来说仍是一个非常新的领域，从采用模块至采用GPS套片已碰到不小的挑战，再升至软件GSP，对手机厂商来说困难更大，如何解决这个问题, Kim Kaisti:我们的软件GPS占用主CPU非常小的资源，可以提供与硬件GPS相媲美的性能，甚至更高的性能。 日前，欧洲著名的GPS模块/厂商Fastrax对《国际电子商情》表 示，他们非常有信心解决这三个问题。“第一，基于我们的软GPS方案，对主CPU占用的资源非常小。在采用纯软件GPS情况下，占用主CPU的资源为10MIPS/信道，这样，在合适的软件配置和正常卫星信号情况下，持续导航时全部软GPS占用主CPU的资源不到100MIPS，且占用内存的资源仅为500kb。而在采用软件GPS+GPS硬加速器的情况下，占用主CPU的资源仅为1MIPS/信道。”该公司发起人之一、业务拓展副总裁Kim Kaisti说道。他解释，其中提到的GPS硬加速器是该公司将部分相关处理固化成RTL或者综合网表的硬IP核的形式提供给客户，客户可以将其集成到主CPU中，也可将其集成到RFIC中。“采用GPS加速器后，不需要有400MHz以上主频的CPU，200MHz-300MHz的CPU也可以跑软GPS了，这样软件GPS可以在普通的功能电话上实现。”Kaisti表示。 此外，他表示基于该公司的软件GPS，占用主芯片的功耗也很低，因为他们采用了先进的算法。实验测得持续导航时占用CPU功耗仅为0.1mA/MIPS，也就是说如果占用100MIPS的资源，功耗仅为10mA。 对于性能，Kaisti更是有信心。他展示由第三方测得的软件GPS数据为:搜索灵敏度为-144dBm，导航灵敏度为-162dBm。他解释道:“我们的优势就在于我们除了是一家GPS模块公司外，我们还是一家领先的提供GPS嵌入式软件的公司，我们的iSuite3嵌入式GPS架构是目前唯一一个可以用于多个GPS套片平台的环境，并且，我们的嵌入式GPS软件具有非常强的灵活性与可移植性，可以不依赖于GPS套片，直接嵌入到手机的主CPU中。”他继续说道:“此外，iSuite3还是专门针对低端CPU和低容量内存设计，因此占用资源非常小。”据他表示，iSuite3除了在他们自己的模块中采用外，也授权给其它模块厂商和芯片厂商，已在几百种商用模块上得到认证。 由于Fastrax拥有自己的GPS定位原始算法，Kaisti认为软件GPS甚至可以实现更好的性能。“我们开发的一些先进算法，在一些GPS套片上都无法实现，因为资源有限。但是，如果采用软件GPS，在主CPU上就可实现这些先进的算法，进一步提升跟踪与导航性能。”他道。 至于如何应对软件GPS最大的一个挑战——设计挑战，Kaisti表示这正是他们的强项。Fastrax号称是EMI排除专家，这也是GPS手机中面临的最大问题。Fastrax为用户提供天线设计、PCB布线、电磁干扰检测等多种技术支持。“GPS手机设计最关键的问题是对EMI的控制和正确的天线设计。客户经常采用一些应付传统射频信号的办法来应付GSP手机的EMI，这是一个大大的错误。最关键的问题是他们不知道GPS手机的EMI干扰主要来自于内部CPU总线和Memory总线的干扰，而不是外部干扰。前者的干扰可降低信号水平10-20dB，而外部其它无线电子系统干扰仅会使信噪比丢失2dB左右。”他分析，我要提醒大家的是，在GPS接收端根本无法减少EMI，必须在源头对EMI进行抑制。在降低EMI上最常见的错误是设计师在PCB上分割地平面，使之变成一块模拟地，一块数字地，一块射频地等等。这是由于许多藉如今仍在鼓励使用独立的地平面!这完全是错误的。再也没有比所有电子器件共用一个地平面更好的了。如果分割地平面，根据射频对偶定理，地平面的开路处将作为小型天线幅射出噪声。”他特别强调。“他们犯的另一个大错误是电子器件没有屏蔽，这意味着器件本身将幅射噪声。将所有电子器件置于射频屏蔽罩内可以很容易解决这个问题。”他补充道。Fastrax还可以为用户提供线路图和Gerber图分析。 Kaisti向《国际电子商情》展示了他们的软GPS在诺基亚最新的N810手机上的应用。不过，他是拿市场上现有的N810平台来做的，目前的N810中并不是采用的软件GPS。“我们正在与诺基亚洽谈。”他表示。与诺基亚来自同一个国度的Fastrax一直与诺基亚有着密切的合作关系。 “软件GPS使得手机GPS实施成本大大下降。”Kaisti表示。在软件GPS方案中，主要成本是RFIC，前端外围，以及GPS软核代码。该公司为减小用户的设计困难，将来自SiGe公司的RFIC与外围的低噪声放大器、SAW滤波器、TCXO以及其它无源器件集成，推出尺寸仅为8×8mm的前端SMD模块iT900，售价2.5美元，而功耗也仅为15mA。加上该公司提供的纯软件GPS(代码Swinx)授权价约为1美元，这样整体方案的成本仅为3.5美元。如果是用于主频为200-300MHz的功能手机，则需要采用如上所述的GPS加速器，它以RTL硬IP核集成到主CPU中，也可集成到RFIC中，Fastrax在今年Q3推出的RFIC模块中就集成这个硬加速器，“这部分增加的成本很小，不到0.5美元，但是它让功能手机也可以采用软件GPS，并可以跑在专用的操作系统上。”Kaisti说道。 从目前来看，GPS模块的价格仍在12-15美元之间，而GPS套片的价格也在7-9美元之间，如能采用软GPS，价格将下降至3美元左右。由于GPS手机的设计困难，目前大多数手机仍是采用模块的方式，而套片则较多用于PND设备中。因此，成本因素仍是制约GPS手机普及的最大因素之一，如果软件GPS能推动功能手机(Feature phone)普及GPS，这将是一个巨大的商机。 Fastrax的此次努力能成为新一代软件GPS市场起飞的导火线吗,他们在模块市场的成功和他们的在GPS嵌入软件市场的经验也许能助他们一臂之力。 相关文章扩展阅读: 网络机顶盒什么牌子好