汽车电子GPS导航无线技术普遍“共存”

    汽车电子GPS导航曾经一度属于“奢侈品”。然而在过去几年里，经过CSR和SiRF(现已合并)等公司不断的开拓进取，GPS导航芯片比以前外形更小巧、速度更快、成本更低。GPS系统，不论其是原厂内置或是后装市场PND或是基于车载立体声系统，如今都是普通人唾手可得的。

    当前车载GPS行业发展的普遍趋势与前几年基本相同。尽管其应用范围仍不断扩大，但是用户始终都希望能够降低成本。此外，还有些最新的进展，比如增强了移动设备和GPS系统之间的交互性。

    车载导航领域最大的变化也许就是各种无线技术在车内的普遍“共存”。随着不断的发展，目前GPS导航系统已经能够借助其他技术元素来优化系统功能。结合了各种技术元素的系统，其整体功能超出部分功能之和。

    CSR公司和SiRF公司的合并也见证了无线技术“整合”的事实。合并之后，我们在短距离移动手机连接技术和GPS芯片集市场中处于领先地位。通过结合多种技术，新的CSR公司成为全球最具实力的协作式GPS车载设备厂商。

    车载导航设备的技术趋势

    正如我们所说，GPS导航设备已经不像过去那样简单地安装在汽车仪表盘里。现在，这些设备则从那些价格较高、占用空间较大、功能单一的芯片转移到与具体应用关系更加密切的组合芯片上。芯片设计者可以通过开发高度集成、设计完善的组合芯片来降低成本、节约空间，而无需不断地降低工艺技术。

    对于GPS导航系统定位的准确性，用户的期望不断提升。如今的用户不仅希望能够在传统的“GPS友好”环境中利用卫星的明确视线(LOS)增加导航准确性，也希望在车库、隧道等“非GPS友好”环境中同样如此。这就意味着更快的首次定位时间(TTFF)、更强的可靠性以及更普遍的可用性。

    因此，在后装领域，耦合传感器得到了更多的使用，如回转仪和加速计。在前装市场中，航位推算系统则得到了更多的使用。航位推算系统通过汽车数据总线接入现有系统，如里程表、单轮速度信息和其他用来确定速度和方向的传感措施。

    利用汽车电子数据系统的GPS设备，其优势在于无需使用那些价格昂贵的传感器，而是轻松利用汽车数据。如果GPS系统能够很好的利用汽车组件，不论是辅助刹车系统(ABS，大部分美国和欧洲汽车的标准)中那些单轮速度传感器，还是稳定性控制系统(欧洲使用较多)，或是罗盘(美国使用较多)，它都能够从根本上改善导航的准确性。

    使用航位推算设备时，为了提高工作效率，必须满足以下三个条件：数据测量务必准确，以提供精确、有效的信息;提供数据的时间间隔不可过长;数据传输必须在几十毫秒内完成。没有这些有效的航位推算信息作补充，GPS系统就会受到限制。

    用户的耐心是有限的，因此快速、智能的启动过程十分重要。GPS系统启动越快，使用就越快。然而更重要的是，在启动过程中，也就是司机驾车离开停车场时那关键的几秒钟，如果设备能够与汽车系统保持通信状态，对于获知速度、车轮转速等信息十分重要。这确保了GPS定位能够立即得到其他数据的补充，提高了首次定位的准确性，缩短了定位时间。

    最后，GPS产品和其他无线技术，比如蓝牙和Wi-Fi的如何架构也十分重要，应尽量减少系统之间的冲突，并优化定位和连接性能。

    SiRFprima芯片

    设计片上系统GPS解决方案的公司总是试图尽可能地囊括更多功能，出品多功能的单芯片。然而，这也造成了风险。某些功能的使用率较低，最终这些冗余的功能只会成为系统的负担，造成不必要的成本消耗。

    鉴于此，在SiRFprima的设计中，CSR公司决定特别针对一个非常成熟的细分市场：可定位设备(LocationEnabledDevices)。致力于这个细分市场，SiRFprima芯片充分专业化，不为冗余的功能承担任何成本。CSR公司帮助客户通过综合的功能模块对其产品进行区分，这些功能模块在可定位设备中十分常见。同时，能够积极地做出决定，绝不集成那些阻碍灵活性的部件。

    通过集成增值多媒体和3D功能的硬件支持，PrimaMFS满足了高端可定位设备的市场需求。诸如Pioneer和FineDigital这些客户已经使用了Prima平台来创造功能完善的高端可定位设备，其中包括3D地图、移动电视和电影播放功能。为了使制造商能够通过软件进行区分，Prima具有以下特征：

    ——多媒体加速

    为了给定位设备提供丰富的多媒体内容，Prima平台包括视频编解码硬件加速器。这使Prima设备能够流畅回放H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV8和WMV9格式文件。随着移动电视和数字内容的发展，Prima为定位设备制造商提供了市场增值功能。

    ——3D加速

    Prima具有3D硬件加速，支持合成3D用户界面及3D地图绘制。3D制作逐渐成为用户界面的组成部分，这样，Prima用户就可以创建合成3D用户界面，通过增值软件来实现产品差异化。

    ——灵活的处理内核

    SiRFprima产品包括一台ARM11处理器。这个平台包括一台额外的L2高速缓冲存储器以提供更多的高端应用功能，如3D地图、复杂的用户界面以及多媒体。其灵活性有助于客户开发增值软件对其产品线进行区分。

    ——集成GPS

    SiRFprima也包括一个集成的GPS内核。定位功能增强设备如SiRFInstantFix和SiRFDRive都能够与Prima平台进行捆绑。这些技术为SiRFprima设备提供高级的追踪准确性和首次定位时间功能。PrimaGPS内核为用户提供最高级别的定位性能。

    ●高性能GPS和伽利略定位引擎

    ●配有浮点部件的高速ARM11CPU

    ●集成的2D/3D硬件引擎，支持OpenGLES1.1，利用几何顶点处理器提高传输质量、增强灯光效果

    ●集成的硬件视频解码引擎，支持D1解析度H.264/MPEG1/MPEG2/MPEG4/WMV9

●集成的硬件视频、图像解码引擎，支持D1解析度H.264/MPEG4视频和1000万像素JPEG静止图像

    ●集成的触摸屏控制器

    ●高级内存控制器，支持Mobile-SDR，Mobile-DDR和DDR

    ●8/16比特NAND闪存接口，为SLC或MLCNAND直接启动提供8比特BCHHWECC支持

    ●集成的SD/MMC/MMC+控制器

    ●两个高速USB2.0接口，主、从配置皆可

    ●128位安全ID

    ●低功耗的高级65nm工艺

    CSR认为，要实现车载GPS系统的最佳功能，最好的方法是借助于支持软、硬件无缝协作的高度集成系统。

    CSR公司的SiRFDRive2.0软件能够主动或被动地使用分布式ABS模板传感器数据。轮速之间的差距有助于更加准确地确定汽车转向度和速度。而价格不菲的回转仪则可以从BOM系统中去除。此外还有一个好处，就是部件安装方向不受限制，这也为汽车制造商提供了额外的物流优势。

    SiRFDRive2.0的设计之妙在于它的自动校准功能。通常，汽车传感器的一些数据都需要校准，如那些影响航位测算系统准确性的轮胎尺寸、车轴宽度、前后轴距离。CSR公司的SiRFDRive软件免除了制造商的麻烦，使用可靠、准确的GPD数据完成持续的自动校准。轮胎的变化，如轮胎压力的降低或者传感器温度的流失可以立即得到补偿。SiRFDRive通过紧耦合GPS/航位推算设备“卡尔曼滤波器”检测汽车传感器数据，以确保定位和地图绘制的高度准确性。