汽車電子GPS導(dǎo)航無線技術(shù)普遍“共存”

汽車電子GPS導(dǎo)航曾經(jīng)一度屬于“奢侈品”。然而在過去幾年里，經(jīng)過CSR和SiRF(現(xiàn)已合并)等公司不斷的開拓進取，GPS導(dǎo)航芯片比以前外形更小巧、速度更快、成本更低。GPS系統(tǒng)，不論其是原廠內(nèi)置或是后裝市場PND或是基于車載立體聲系統(tǒng)，如今都是普通人唾手可得的。

當(dāng)前車載GPS行業(yè)發(fā)展的普遍趨勢與前幾年基本相同。盡管其應(yīng)用范圍仍不斷擴大，但是用戶始終都希望能夠降低成本。此外，還有些最新的進展，比如增強了移動設(shè)備和GPS系統(tǒng)之間的交互性。

車載導(dǎo)航領(lǐng)域最大的變化也許就是各種無線技術(shù)在車內(nèi)的普遍“共存”。隨著不斷的發(fā)展，目前GPS導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)能夠借助其他技術(shù)元素來優(yōu)化系統(tǒng)功能。結(jié)合了各種技術(shù)元素的系統(tǒng)，其整體功能超出部分功能之和。

CSR公司和SiRF公司的合并也見證了無線技術(shù)“整合”的事實。合并之后，我們在短距離移動手機連接技術(shù)和GPS芯片集市場中處于領(lǐng)先地位。通過結(jié)合多種技術(shù)，新的CSR公司成為全球最具實力的協(xié)作式GPS車載設(shè)備廠商。

車載導(dǎo)航設(shè)備的技術(shù)趨勢

正如我們所說，GPS導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)不像過去那樣簡單地安裝在汽車儀表盤里。現(xiàn)在，這些設(shè)備則從那些價格較高、占用空間較大、功能單一的芯片轉(zhuǎn)移到與具體應(yīng)用關(guān)系更加密切的組合芯片上。芯片設(shè)計者可以通過開發(fā)高度集成、設(shè)計完善的組合芯片來降低成本、節(jié)約空間，而無需不斷地降低工藝技術(shù)。

對于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)定位的準(zhǔn)確性，用戶的期望不斷提升。如今的用戶不僅希望能夠在傳統(tǒng)的“GPS友好”環(huán)境中利用衛(wèi)星的明確視線(LOS)增加導(dǎo)航準(zhǔn)確性，也希望在車庫、隧道等“非GPS友好”環(huán)境中同樣如此。這就意味著更快的首次定位時間(TTFF)、更強的可靠性以及更普遍的可用性。

因此，在后裝領(lǐng)域，耦合傳感器得到了更多的使用，如回轉(zhuǎn)儀和加速計。在前裝市場中，航位推算系統(tǒng)則得到了更多的使用。航位推算系統(tǒng)通過汽車數(shù)據(jù)總線接入現(xiàn)有系統(tǒng)，如里程表、單輪速度信息和其他用來確定速度和方向的傳感措施。

利用汽車電子數(shù)據(jù)系統(tǒng)的GPS設(shè)備，其優(yōu)勢在于無需使用那些價格昂貴的傳感器，而是輕松利用汽車數(shù)據(jù)。如果GPS系統(tǒng)能夠很好的利用汽車組件，不論是輔助剎車系統(tǒng)(ABS，大部分美國和歐洲汽車的標(biāo)準(zhǔn))中那些單輪速度傳感器，還是穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(歐洲使用較多)，或是羅盤(美國使用較多)，它都能夠從根本上改善導(dǎo)航的準(zhǔn)確性。

使用航位推算設(shè)備時，為了提高工作效率，必須滿足以下三個條件：數(shù)據(jù)測量務(wù)必準(zhǔn)確，以提供精確、有效的信息;提供數(shù)據(jù)的時間間隔不可過長;數(shù)據(jù)傳輸必須在幾十毫秒內(nèi)完成。沒有這些有效的航位推算信息作補充，GPS系統(tǒng)就會受到限制。

用戶的耐心是有限的，因此快速、智能的啟動過程十分重要。GPS系統(tǒng)啟動越快，使用就越快。然而更重要的是，在啟動過程中，也就是司機駕車離開停車場時那關(guān)鍵的幾秒鐘，如果設(shè)備能夠與汽車系統(tǒng)保持通信狀態(tài)，對于獲知速度、車輪轉(zhuǎn)速等信息十分重要。這確保了GPS定位能夠立即得到其他數(shù)據(jù)的補充，提高了首次定位的準(zhǔn)確性，縮短了定位時間。

最后，GPS產(chǎn)品和其他無線技術(shù)，比如藍牙和Wi-Fi的如何架構(gòu)也十分重要，應(yīng)盡量減少系統(tǒng)之間的沖突，并優(yōu)化定位和連接性能。

SiRFprima芯片

設(shè)計片上系統(tǒng)GPS解決方案的公司總是試圖盡可能地囊括更多功能，出品多功能的單芯片。然而，這也造成了風(fēng)險。某些功能的使用率較低，最終這些冗余的功能只會成為系統(tǒng)的負擔(dān)，造成不必要的成本消耗。

鑒于此，在SiRFprima的設(shè)計中，CSR公司決定特別針對一個非常成熟的細分市場：可定位設(shè)備(LocationEnabledDevices)。致力于這個細分市場，SiRFprima芯片充分專業(yè)化，不為冗余的功能承擔(dān)任何成本。CSR公司幫助客戶通過綜合的功能模塊對其產(chǎn)品進行區(qū)分，這些功能模塊在可定位設(shè)備中十分常見。同時，能夠積極地做出決定，絕不集成那些阻礙靈活性的部件。

通過集成增值多媒體和3D功能的硬件支持，PrimaMFS滿足了高端可定位設(shè)備的市場需求。諸如Pioneer和FineDigital這些客戶已經(jīng)使用了Prima平臺來創(chuàng)造功能完善的高端可定位設(shè)備，其中包括3D地圖、移動電視和電影播放功能。為了使制造商能夠通過軟件進行區(qū)分，Prima具有以下特征：

——多媒體加速

為了給定位設(shè)備提供豐富的多媒體內(nèi)容，Prima平臺包括視頻編解碼硬件加速器。這使Prima設(shè)備能夠流暢回放H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV8和WMV9格式文件。隨著移動電視和數(shù)字內(nèi)容的發(fā)展，Prima為定位設(shè)備制造商提供了市場增值功能。

——3D加速

Prima具有3D硬件加速，支持合成3D用戶界面及3D地圖繪制。3D制作逐漸成為用戶界面的組成部分，這樣，Prima用戶就可以創(chuàng)建合成3D用戶界面，通過增值軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品差異化。

——靈活的處理內(nèi)核

SiRFprima產(chǎn)品包括一臺ARM11處理器。這個平臺包括一臺額外的L2高速緩沖存儲器以提供更多的高端應(yīng)用功能，如3D地圖、復(fù)雜的用戶界面以及多媒體。其靈活性有助于客戶開發(fā)增值軟件對其產(chǎn)品線進行區(qū)分。

——集成GPS

SiRFprima也包括一個集成的GPS內(nèi)核。定位功能增強設(shè)備如SiRFInstantFix和SiRFDRive都能夠與Prima平臺進行捆綁。這些技術(shù)為SiRFprima設(shè)備提供高級的追蹤準(zhǔn)確性和首次定位時間功能。PrimaGPS內(nèi)核為用戶提供最高級別的定位性能。

●高性能GPS和伽利略定位引擎

●配有浮點部件的高速ARM11CPU

●集成的2D/3D硬件引擎，支持OpenGLES1.1，利用幾何頂點處理器提高傳輸質(zhì)量、增強燈光效果

●集成的硬件視頻解碼引擎，支持D1解析度H.264/MPEG1/MPEG2/MPEG4/WMV9

●集成的硬件視頻、圖像解碼引擎，支持D1解析度H.264/MPEG4視頻和1000萬像素JPEG靜止圖像

●集成的觸摸屏控制器

●高級內(nèi)存控制器，支持Mobile-SDR，Mobile-DDR和DDR

●8/16比特NAND閃存接口，為SLC或MLCNAND直接啟動提供8比特BCHHWECC支持

●集成的SD/MMC/MMC+控制器

●兩個高速USB2.0接口，主、從配置皆可

●128位安全ID

●低功耗的高級65nm工藝

CSR認為，要實現(xiàn)車載GPS系統(tǒng)的最佳功能，最好的方法是借助于支持軟、硬件無縫協(xié)作的高度集成系統(tǒng)。

CSR公司的SiRFDRive2.0軟件能夠主動或被動地使用分布式ABS模板傳感器數(shù)據(jù)。輪速之間的差距有助于更加準(zhǔn)確地確定汽車轉(zhuǎn)向度和速度。而價格不菲的回轉(zhuǎn)儀則可以從BOM系統(tǒng)中去除。此外還有一個好處，就是部件安裝方向不受限制，這也為汽車制造商提供了額外的物流優(yōu)勢。

SiRFDRive2.0的設(shè)計之妙在于它的自動校準(zhǔn)功能。通常，汽車傳感器的一些數(shù)據(jù)都需要校準(zhǔn)，如那些影響航位測算系統(tǒng)準(zhǔn)確性的輪胎尺寸、車軸寬度、前后軸距離。CSR公司的SiRFDRive軟件免除了制造商的麻煩，使用可靠、準(zhǔn)確的GPD數(shù)據(jù)完成持續(xù)的自動校準(zhǔn)。輪胎的變化，如輪胎壓力的降低或者傳感器溫度的流失可以立即得到補償。SiRFDRive通過緊耦合GPS/航位推算設(shè)備“卡爾曼濾波器”檢測汽車傳感器數(shù)據(jù)，以確保定位和地圖繪制的高度準(zhǔn)確性。