[導讀] 談到GPS芯片主要關鍵技術，這包括負責訊號處理─基頻（Baseband）及接收訊號─射頻（RF）。由于GPS訊號頻率（1,575.42MHz）來自于距離地面2萬公里的高空，訊號十分不穩(wěn)定，因此當天線接收訊號后經過一連串訊號放大、
談到GPS芯片主要關鍵技術，這包括負責訊號處理─基頻（Baseband）及接收訊號─射頻（RF）。由于GPS訊號頻率（1,575.42MHz）來自于距離地面2萬公里的高空，訊號十分不穩(wěn)定，因此當天線接收訊號后經過一連串訊號放大、過濾雜訊、降頻、取樣等過程（RF front end），再經過RF后，訊號進入基頻處理部分，將前段取樣的數(shù)碼訊號經過運算、輸出以便于使用者界面使用，其中 GPS Baseband DSP芯片就是核心元件，負責位址訊號的處理。
綜合以上來看，射頻與基頻2個部分，包含：微處理器（Micro processor）、低雜訊放大器（Low Noise Amplifier；LNA）、數(shù)碼部分（Digital Section）射頻部份（RF Section）、天線（Antenna Element）、輸出入驅動器（GPIO and Drivers），以及微處理器周邊電路（Processor peripherals）等幾個重要元件。
市場上各式GPS芯片解決方案的整合，使得GPS芯片市場正面臨極大的變量。首先是「小型化」，回顧GPS芯片近年來的發(fā)展歷史，隨著GPS與其它產品相繼結合，且強調終端產品體積講求輕薄短小，GPS芯片走向系統(tǒng)單芯片化已是必然趨勢。目前廠商針對GPS單芯片化的作法，可分射頻或基頻單一芯片，并整合了更多功能性。
在射頻芯片部分，已有多家廠商將放大器、濾波器、降頻器、頻率合成器及振蕩器等整合在一塊芯片上；在基頻部分，則是整合了CPU、存儲器（DRAM、SRAM、Flash）、Power Manager及Clock等。
因此，我們看到GPS的芯片尺寸逐漸縮小，加上GPS芯片已從雙模塊發(fā)展為單一模塊（Single chip），未來GPS設備產品將會愈來愈蓬勃發(fā)展，芯片需求量愈來愈大。另外，GPS芯片也將面臨到客制化需求，過去GPS芯片大多在車用市場上。目前，GPS芯片應用則開始用在手機與PDA，或是特殊的個人攜帶裝置，例如：老人、孩童用的追蹤器上。而GPS芯片也可能與其它功能，例如藍芽、USB等整合。因此，針對特殊應用而設計的客制化模塊，也將愈來愈多。
目前全球投入GPS芯片開發(fā)的還是以國外廠商居多，如：SiRF、TI、Xemics、Freescale、STM等大廠均有推出GPS芯片，其中SiRF為全球最大GPS芯片廠商，產品線相當完整，并能提供全系列的解決方案產品。本文將介紹多款目前GPS市場上較受到應用的芯片，并針對其特性及架構提供完整的產品分析。
SiRF：starII LP
SiRF starII LP是一款高靈敏度GPS芯片解決方案，強大GPS功能可使用的范圍包括：手持式設備產品、汽車、航海及AVL應用，若搭配上高性能GPS軟件，便能使移動性消費者設備能長時間在任何地點持續(xù)使用。SiRF starII是目前采用全球最省電的芯片產品之一，可同時接收12顆衛(wèi)星，符合 NMEA 0183（v3.0）協(xié)定。
．型號：SiRF starII LP
?。卸龋?159dBm
．特色：低耗電、高效能、符合NMEA 0183（3.0）
．尺寸：28mm×30mm×5mm
?。珳识龋篜osition：15～20m
?。ぷ?strong>電壓：3.0V
?。邮疹l道：12顆衛(wèi)星頻道
SiRF：starIII
擁有一個140支腳位的GPS訊號處理器，也包含一個50MHz ARM7TDMI處理器，可使 OEM廠商整合多種應用功能。而GSC3f因整合了400萬位元的快閃存儲器，不再需其它的零組件，因此能簡化GPS接收器到電路板中的相關線路設計。
另外，SiRFstarIII也提供TTFF快速首次定位功能，并比SiRF減少占用約20％的硬件空間，也較上一代的SiRFstarII省電，除在車上導航、手持式設備的應用外，其它特殊應用，如：超小型行動電話、電力受限的智能型裝置或數(shù)碼相機。
?。吞枺篠iRF starIII
?。卸龋?159dBm
?。厣菏‰?、簡化線路設計
?。叽纾?7.9mm×20mm×2.9mm
?。珳识龋篜osition：10～20m
?。ぷ麟妷海?.3V
?。邮疹l道：20顆衛(wèi)星頻道
Sony：CXD2951
CXD2951以Sony先進的RFCMOS閉塞信號處理方式設計，具有較高的敏感度，最小電力消費和高性能。并以微型GPS模塊以腳印14×23×1.8mm，被動天線集成GPS模塊，通過QS9000/TS16949等汽車驗證新LSI配置是理想的為大范圍基于地點的應用，如：汽車、手持式設備、航海、艦隊管理，和移動式計算機處理技術設備。
．型號：CXD2951
?。卸龋?152dBm
?。匦裕浩饎臃磻獣r間短、省電
?。叽纾?4mm×23mm×1.8mm
?。_度：Position：5～15m
．工作電壓：3.3V
?。邮疹l道：12顆衛(wèi)星頻道
Nemerix：NJ1006＋NJ1030
就當今的技術水平來看，最成功的GPS接收器采用兩個芯片。盡管采用單芯片（單片電路）的產品也存在，但其性能卻無法與目前采用雙芯片的產品媲美。NemeriX充分利用SiGe（矽鍺）技術優(yōu)勢，并結合使用適用于雙晶粒解決方案的標準CMOS技術。在典型應用中，接收器和處理器可結合專用系統(tǒng)軟件使用。
．型號：NJ1006（RF）＋NJ1030（Baseband）
?。卸龋?152dBm
?。厣旱碗s訊放大器、壓控振蕩器和天線檢測器
?。叽纾篘A
?。_度：Position：10～15m
?。ぷ麟妷海?.2V
．頻道：10顆衛(wèi)星頻道
U-Nav：uN9018
u-Nav推出低成本、高性能GPS接收機解決方案uN9018，其中包括uN1008 CMOS RF前端和高整合度的uN8130基頻處理器。該產品在持續(xù)GPS導航下功耗低于55mW，適用于低功耗、電池供電的可攜式無線應用。
uN9018是一款具有多模GPS軟件的解決方案，其支持自動、半自動和Single Fix（A-GPS）模式，Single Fix模式下超越了行動電話的3GPP2和3GPP標準，可同時接收GPS和行動電話語音及資料訊號，具有一個片上頻率合成器支持多參考頻率，允許行動電話或PDA制造商使用板上振蕩器，以節(jié)約成本和降低尺寸
?。吞枺簎N9018
?。卸龋?156dBm
．特色：接收行動電話語音及資料訊號
?。叽纾篘A
?。_度：Position：10～20m
．工作電壓：2.2～5.5V
?。l道：8顆衛(wèi)星頻道
RFMD：RF8900
藍牙／GPS解決方案RF8900，該設計將藍芽通訊和GPS技術整合在一個完整的系統(tǒng)中。據(jù)稱此款產品與同類產品相較減少20％的尺寸，成本降低25％。RF8900是高整合度的系統(tǒng)解決方案，在整合藍芽無線技術和GPS導航技術的同時還具有極高的訊號靈敏度（-155dBm），其靈敏度較其它產品提高5dBm，因而使RF8900對GPS訊號的追蹤能力達到-155dBm，位置更新率達1秒。
這種高靈敏度使終端用戶能夠在任意位置進行自身定位，包括各種室內外GPS訊號微弱、衰減或受阻的區(qū)域（如樹木、高層建筑及山脈等環(huán)境）。這款獨特的解決方案還為用戶提供了一個參考設計，包括軟件、濾波、存儲器、參考頻率和天線等，用于一個完整藍芽GPS系統(tǒng)的全部配件。
?。吞枺篟F8900
．感度：-155dBm
?。厣赫纤{芽通訊
．尺寸：32mm×32mm×8.9mm
?。_度：Position：10～15m
．工作電壓：3.0V
?。l道：8顆衛(wèi)星頻道
Xemics：XE1202
XE1202發(fā)射接收器芯片，該芯片最大的特色就是「省電」，雖然同時只能接收8顆衛(wèi)星，但以汽車導航用途來說，全功能收發(fā)芯片在準度上絕對沒有問題。其系列組為XE1202、XE1202HE1、XE1202LE1。
其功能如下：433／868／915MHZ三段國際ISM頻段覆蓋、高敏度-113dBm、低功耗、可滿足低功耗設備的要求、低工作電壓2.7V、FSK調制，最大發(fā)射功率+5dBm、具有更多的頻道，可編程頻率設置，特別滿足需要多通道工作的特殊場合、高集成度，極少的外圍元器件，基本無須調試、高速率傳輸速度76.8kbits、由于采用了低發(fā)射功率，高接收靈敏度的設計。
．型號：XE1202
?。卸龋?143dBm
?。厣?33／868／915MHZ三段國際ISM頻段
?。叽纾?9mm×48mm×16mm
?。_度：Position：10～15m
?。ぷ麟妷海?.7～3.6V
．頻道：8顆衛(wèi)星頻道
旺玖科技：PL6313
旺玖科技推出GPS PL6313芯片組，提供 PDA、Tablet PC及Smart Phone等需要衛(wèi)星定位及追蹤功能的行動運算平臺一個高性能、低耗電及低附加成本的解決方案。
PL6313芯片組主要設計訴求為低耗電、小尺寸、并降低系統(tǒng)嵌入GPS功能之增加成本。嵌入運算平臺時，直接利用原本即存在的運算器及存儲器來完成GPS導航運算，以達降低成本之功效?？勺饔迷谟跀X取追蹤GPS訊號，并產生初始量測值。
?。吞枺篜L6313
?。卸龋?150dBm
?。厣旱蛢r格、本土廠商技術支持
?。叽纾?0mm×10mm×0.8mm
．精確度：Position：5～15m
?。ぷ?strong>電壓：3.3V
．頻道：12顆衛(wèi)星頻道
綜合以上來看，射頻與基頻2個部分，包含：微處理器（Micro processor）、低雜訊放大器（Low Noise Amplifier；LNA）、數(shù)碼部分（Digital Section）射頻部份（RF Section）、天線（Antenna Element）、輸出入驅動器（GPIO and Drivers），以及微處理器周邊電路（Processor peripherals）等幾個重要元件。
市場上各式GPS芯片解決方案的整合，使得GPS芯片市場正面臨極大的變量。首先是「小型化」，回顧GPS芯片近年來的發(fā)展歷史，隨著GPS與其它產品相繼結合，且強調終端產品體積講求輕薄短小，GPS芯片走向系統(tǒng)單芯片化已是必然趨勢。目前廠商針對GPS單芯片化的作法，可分射頻或基頻單一芯片，并整合了更多功能性。
在射頻芯片部分，已有多家廠商將放大器、濾波器、降頻器、頻率合成器及振蕩器等整合在一塊芯片上；在基頻部分，則是整合了CPU、存儲器（DRAM、SRAM、Flash）、Power Manager及Clock等。
因此，我們看到GPS的芯片尺寸逐漸縮小，加上GPS芯片已從雙模塊發(fā)展為單一模塊（Single chip），未來GPS設備產品將會愈來愈蓬勃發(fā)展，芯片需求量愈來愈大。另外，GPS芯片也將面臨到客制化需求，過去GPS芯片大多在車用市場上。目前，GPS芯片應用則開始用在手機與PDA，或是特殊的個人攜帶裝置，例如：老人、孩童用的追蹤器上。而GPS芯片也可能與其它功能，例如藍芽、USB等整合。因此，針對特殊應用而設計的客制化模塊，也將愈來愈多。
目前全球投入GPS芯片開發(fā)的還是以國外廠商居多，如：SiRF、TI、Xemics、Freescale、STM等大廠均有推出GPS芯片，其中SiRF為全球最大GPS芯片廠商，產品線相當完整，并能提供全系列的解決方案產品。本文將介紹多款目前GPS市場上較受到應用的芯片，并針對其特性及架構提供完整的產品分析。
SiRF：starII LP
SiRF starII LP是一款高靈敏度GPS芯片解決方案，強大GPS功能可使用的范圍包括：手持式設備產品、汽車、航海及AVL應用，若搭配上高性能GPS軟件，便能使移動性消費者設備能長時間在任何地點持續(xù)使用。SiRF starII是目前采用全球最省電的芯片產品之一，可同時接收12顆衛(wèi)星，符合 NMEA 0183（v3.0）協(xié)定。
．型號：SiRF starII LP
?。卸龋?159dBm
．特色：低耗電、高效能、符合NMEA 0183（3.0）
．尺寸：28mm×30mm×5mm
?。珳识龋篜osition：15～20m
?。ぷ?strong>電壓：3.0V
?。邮疹l道：12顆衛(wèi)星頻道
SiRF：starIII
擁有一個140支腳位的GPS訊號處理器，也包含一個50MHz ARM7TDMI處理器，可使 OEM廠商整合多種應用功能。而GSC3f因整合了400萬位元的快閃存儲器，不再需其它的零組件，因此能簡化GPS接收器到電路板中的相關線路設計。
另外，SiRFstarIII也提供TTFF快速首次定位功能，并比SiRF減少占用約20％的硬件空間，也較上一代的SiRFstarII省電，除在車上導航、手持式設備的應用外，其它特殊應用，如：超小型行動電話、電力受限的智能型裝置或數(shù)碼相機。
?。吞枺篠iRF starIII
?。卸龋?159dBm
?。厣菏‰?、簡化線路設計
?。叽纾?7.9mm×20mm×2.9mm
?。珳识龋篜osition：10～20m
?。ぷ麟妷海?.3V
?。邮疹l道：20顆衛(wèi)星頻道
Sony：CXD2951
CXD2951以Sony先進的RFCMOS閉塞信號處理方式設計，具有較高的敏感度，最小電力消費和高性能。并以微型GPS模塊以腳印14×23×1.8mm，被動天線集成GPS模塊，通過QS9000/TS16949等汽車驗證新LSI配置是理想的為大范圍基于地點的應用，如：汽車、手持式設備、航海、艦隊管理，和移動式計算機處理技術設備。
．型號：CXD2951
?。卸龋?152dBm
?。匦裕浩饎臃磻獣r間短、省電
?。叽纾?4mm×23mm×1.8mm
?。_度：Position：5～15m
．工作電壓：3.3V
?。邮疹l道：12顆衛(wèi)星頻道
Nemerix：NJ1006＋NJ1030
就當今的技術水平來看，最成功的GPS接收器采用兩個芯片。盡管采用單芯片（單片電路）的產品也存在，但其性能卻無法與目前采用雙芯片的產品媲美。NemeriX充分利用SiGe（矽鍺）技術優(yōu)勢，并結合使用適用于雙晶粒解決方案的標準CMOS技術。在典型應用中，接收器和處理器可結合專用系統(tǒng)軟件使用。
．型號：NJ1006（RF）＋NJ1030（Baseband）
?。卸龋?152dBm
?。厣旱碗s訊放大器、壓控振蕩器和天線檢測器
?。叽纾篘A
?。_度：Position：10～15m
?。ぷ麟妷海?.2V
．頻道：10顆衛(wèi)星頻道
U-Nav：uN9018
u-Nav推出低成本、高性能GPS接收機解決方案uN9018，其中包括uN1008 CMOS RF前端和高整合度的uN8130基頻處理器。該產品在持續(xù)GPS導航下功耗低于55mW，適用于低功耗、電池供電的可攜式無線應用。
uN9018是一款具有多模GPS軟件的解決方案，其支持自動、半自動和Single Fix（A-GPS）模式，Single Fix模式下超越了行動電話的3GPP2和3GPP標準，可同時接收GPS和行動電話語音及資料訊號，具有一個片上頻率合成器支持多參考頻率，允許行動電話或PDA制造商使用板上振蕩器，以節(jié)約成本和降低尺寸
?。吞枺簎N9018
?。卸龋?156dBm
．特色：接收行動電話語音及資料訊號
?。叽纾篘A
?。_度：Position：10～20m
．工作電壓：2.2～5.5V
?。l道：8顆衛(wèi)星頻道
RFMD：RF8900
藍牙／GPS解決方案RF8900，該設計將藍芽通訊和GPS技術整合在一個完整的系統(tǒng)中。據(jù)稱此款產品與同類產品相較減少20％的尺寸，成本降低25％。RF8900是高整合度的系統(tǒng)解決方案，在整合藍芽無線技術和GPS導航技術的同時還具有極高的訊號靈敏度（-155dBm），其靈敏度較其它產品提高5dBm，因而使RF8900對GPS訊號的追蹤能力達到-155dBm，位置更新率達1秒。
這種高靈敏度使終端用戶能夠在任意位置進行自身定位，包括各種室內外GPS訊號微弱、衰減或受阻的區(qū)域（如樹木、高層建筑及山脈等環(huán)境）。這款獨特的解決方案還為用戶提供了一個參考設計，包括軟件、濾波、存儲器、參考頻率和天線等，用于一個完整藍芽GPS系統(tǒng)的全部配件。
?。吞枺篟F8900
．感度：-155dBm
?。厣赫纤{芽通訊
．尺寸：32mm×32mm×8.9mm
?。_度：Position：10～15m
．工作電壓：3.0V
?。l道：8顆衛(wèi)星頻道
Xemics：XE1202
XE1202發(fā)射接收器芯片，該芯片最大的特色就是「省電」，雖然同時只能接收8顆衛(wèi)星，但以汽車導航用途來說，全功能收發(fā)芯片在準度上絕對沒有問題。其系列組為XE1202、XE1202HE1、XE1202LE1。
其功能如下：433／868／915MHZ三段國際ISM頻段覆蓋、高敏度-113dBm、低功耗、可滿足低功耗設備的要求、低工作電壓2.7V、FSK調制，最大發(fā)射功率+5dBm、具有更多的頻道，可編程頻率設置，特別滿足需要多通道工作的特殊場合、高集成度，極少的外圍元器件，基本無須調試、高速率傳輸速度76.8kbits、由于采用了低發(fā)射功率，高接收靈敏度的設計。
．型號：XE1202
?。卸龋?143dBm
?。厣?33／868／915MHZ三段國際ISM頻段
?。叽纾?9mm×48mm×16mm
?。_度：Position：10～15m
?。ぷ麟妷海?.7～3.6V
．頻道：8顆衛(wèi)星頻道
旺玖科技：PL6313
旺玖科技推出GPS PL6313芯片組，提供 PDA、Tablet PC及Smart Phone等需要衛(wèi)星定位及追蹤功能的行動運算平臺一個高性能、低耗電及低附加成本的解決方案。
PL6313芯片組主要設計訴求為低耗電、小尺寸、并降低系統(tǒng)嵌入GPS功能之增加成本。嵌入運算平臺時，直接利用原本即存在的運算器及存儲器來完成GPS導航運算，以達降低成本之功效?？勺饔迷谟跀X取追蹤GPS訊號，并產生初始量測值。
?。吞枺篜L6313
?。卸龋?150dBm
?。厣旱蛢r格、本土廠商技術支持
?。叽纾?0mm×10mm×0.8mm
．精確度：Position：5～15m
?。ぷ?strong>電壓：3.3V
．頻道：12顆衛(wèi)星頻道
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