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关于GPS模块选型和硬件设计时的注意事项,着重介绍了u-blox和SiRF两个模块的优缺点。

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出0入0汤圆

发表于 2011-4-14 11:24:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近在做GPS同步控制的东西,涉及到GPS选型问题,网上找的资料。贴过来希望有人用的上。


1 /SIRF是芯片和方案的提供商,其市场的占有率目前是全球第一位的.但是模块的生产主要是一些OEM厂家在自己做,打自己的品牌,因此产品的质量以及稳定性都有一些差异.不同的OEM厂家生产的产品对SIRF的性能的发挥是不一样的.
U-BLOX目前是一家模块和方案的提供商,到目前为止使用的主要是ATMEL的芯片组,自己的算法.在模块的领域里U-BLOX的市场占有率是全球第一的.因此从把握模块的性能和质量来说,U-BLOX的自主性要比SIRF的OEM厂更能把握.因此产品的更新换代和不同产品的开发基本上是自己来完成的.另外,明年U-BLOX将会使用自己的芯片组,这无疑在自主性上又迈出了一大步.同时从目前U-BLOX给出的技术指标来看,应该是有一个质的飞跃.已经和目前的产品有了很大的区别.
因此如果单纯从模块的角度来说,U-BLOX应该是有一定优势的.当然就目前的情况来说如果SIRF自己来做模块的话可能会比U-BLOX略有优势的.但是和U-BLOX最新一代产品来比较的话,SIRFIII应该也没有什么优势可言了.

2 /1. 在GPS导航器中,用SIRF和UBLOX的模块的比较多,请问哪个的可靠性和性 能最优?
答:SIRF的性能好,UBLOX的价格便宜。
2.天线是个比较关键的部件,现在内置SMT天线很多,如果在车载GPS中用内置天线.是否比外用天线效果要差?
答:从天线本身的参数指标来看,当然是外接天线性能好。但是如果性能达到一定的程度,能够满足使用要求也就可以了。这种使用效果是产品的整体效果,比如接收机的噪声、TCXO精度、GPS芯片性能、天线的增益等。如果使用较大的PATCH天线,加上GPS芯片灵敏度较高,且接收机设计的比较好,则在车内的使用效果也非常不错,在开阔环境下,基本上和外接天线没有什么区别。还有,如果汽车贴了膜,则外接天线的效果就很明显了。
3.请您们结我推荐几款性价比比较好的MCU/DSP,三星的和ATMEL的怎么样?
一般多快的MCU/DSP就可以了呢?
答:现在常用的搭配GPS导航仪的SOC是SAMSUNG2410/2440,INTEL PXA255/270,FREESCALE I.MX27/31,AMD(原) AU1200,MAGICEYES MMSP2等。如果GPS接收机的算法是在GPS接收芯片上完成,则SOC的处理性能主要体现在导航软件的运行以及一些多媒体任务处理。如果GPS接收机的算法在SOC上运行,则对SOC的性能要求比较高。一般来说,400MHz的主频是比较合适的(当然,跟产品定位的档次有关)。
4.正常只能收到最多12个卫星的信号,为什么现在许多芯片都宣称有16个或20个通道, 这在实际有什么意义呢? 8通道的芯片和`12通道的芯片相比,是否12通道的TTFF要短呢?
答:这个道理和苏30可以同时跟踪10多架敌机,攻击好几架飞机,而我国的歼击机却做不到的道理是一样的。如果敌机本来就只有1架,那么苏30的这个优点就没有用了。同样,如果天上的卫星信号真的很少,那通道多了也没有用。事实上,GPS接收机看到的GPS信号是很多的,只是有用的卫星可能不多。因为信号会背反射也折射。另外,GPS信道是码分多址的,所以足够多的通道,可以更加快的锁定卫星(概率上来说),至于最后选用哪些卫星来下载导航数据,进行定位就看接收机的选择了。就像苏30跟踪多架敌机,最后攻击那架,飞行员来选择。所以,在一定的范围之内,通道多的GPS接收芯片TTFF和稳定性更加好(当原来用于定位的卫星被高楼挡住了,可以马上切换别的通道的卫星,实现持续导航)。
5.在接口方面, 是否有USB和UART两个口应该是足够了吗?
答:如果只是传输GPS接收机的运算后的位置信息(还有时间),则UART口足够了。
6.LCD触摸屏谁的性价比好? 三星,AU,还是日本产品,它界面软件应该不是很难吗?
答:不是关键问题。
7.新科最新一款GPS导航器,用的是车内收音机的外面天线,设置频率在89MHZ,便可使GPS接收外部信号,一般而言,1.57514GHZ信号通过收音机的天线接收,应该衰减很大,能否请教这是什么机理?
答:支持多个频段的天线。收下来后自己滤波。
8.据您们的研叛, 外挂式GPS导航器,嵌入式导航器及外挂手持导航器,哪个是在国内市场最有前景的?
答:不懂你说的分类到底什么意思。

3 /1. 在GPS导航器中,用SIRF和UBLOX的模块的比较多,请问哪个的可靠性和性 能最优?
   SIRF的芯片是美国SIRF公司生产,而U-blox公司的芯片是U-blox设计,芯片的性能差异不大.
   但SIRF是委托台湾厂商生产,U-blox公司则是自己研发GPS芯片并设计生产GPS模块,生产基地在欧洲,品质控制会比台湾厂商要高出一个数量等级,不良品为100万分之50,在品质上当然会要好很多.
   U-blox的模块抗干扰能力是最强的,例如应用于欧洲高档车如奔驰等车型的前装车市场,自然品质要更超群,一般小厂的SIRF III模块的品质及精度,功耗等是不可能比u-blox强.
   u-blox产品的介绍可以参考如下网页:
   http://www.gpsbaby.com/products.html
2.天线是个比较关键的部件,现在内置SMT天线很多,如果在车载GPS中用内置天线.是否比外用天线效果要差?
  外接天线即有源天线,大部分情况下增益会比内置高.
  当然,如果能有效解决无源内置天线的抗干扰及环境应用问题,理论上外置天线及内置天线是一样的灵敏度.
  只是碍于环境的影响,无源天线的RF部分设计较为困难,而有源外接天线由于已经经过放大,既然是线路的衰减也不会引起太多的信号问题,抗干扰能力会强些.
  所以理论上如果你的应用环境足够好,有源及无源均是相同!!事实上是由于应用环境的问题而选择有源天线
3.请您们结我推荐几款性价比比较好的MCU/DSP,三星的和ATMEL的怎么样?
一般多快的MCU/DSP就可以了呢?
  MCU DSP,主要为ARM9或是TI的ARM+DSP系列伪双核,ARM9目前已经可以超过500MHz的高频,TI的ARM+DSP虽然运行频率较低,但由于内附DSP,据称会单独处理大量图形部分
目前内附的地图多为1G,一般人选用的单核ARM9的频率在500MHz以上
4.正常只能收到最多12个卫星的信号,为什么现在许多芯片都宣称有16个或20个通道, 这在实际有什么意义呢? 8通道的芯片和`12通道的芯片相比,是否12通道的TTFF要短呢?
  地球总共分布常用的为24颗卫星,但我们永远只能站在地球的其中一面,即最好的情况只能看到12颗卫星,加上备份的2颗GPS卫星,即使最好的情况下,不会超过14颗,所以16通道是完全满足要求,理论上越多的通道会加速TTFF,但事实上16个通道目前已是超过实际应用需要.低于16个通道则不可取吧.

5.在接口方面, 是否有USB和UART两个口应该是足够了吗?
  其实模块比如u-blox可以通过开发软件来更改相应的接口,只不过需要开发工具支持罢了,一般情况下USB和UART两个口已经足够
6.LCD触摸屏谁的性价比好? 三星,AU,还是日本产品,它界面软件应该不是很难吗?
  这个真的不知道啊
7.新科最新一款GPS导航器,用的是车内收音机的外面天线,设置频率在89MHZ,便可使GPS接收外部信号,一般而言,1.57514GHZ信号通过收音机的天线接收,应该衰减很大,能否请教这是什么机理?
  值得考究,超越了现有的理论极限.如果真是如此,新科是发明了了不起的新天线啊
8.据您们的研叛, 外挂式GPS导航器,嵌入式导航器及外挂手持导航器,哪个是在国内市场最有前景的?
谢谢.

4 /

世界主流GPS芯片介绍(图)

作者:中国科学院微电子研究所 巴晓辉 李金海 陈杰  日期:2007-3-1


GPS(Global Positioning System)是全球定位系统的简称,能提供全天候的定位、授时、测速功能。GPS已被广泛应用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求,GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。美国联邦通信委员会所制定的E911(Enhanced 911)安全条款,规定在2005年年底之前,所有新推出的手机都须配备简易的定位功能,以方便救助单位及时找到通话者的位置。日本Z.F.2004年宣布,将GPS接收功能列为3G手机的基本规格,并表示2007年4月后上市的手机,均将配备GPS接收功能。尽管现在集成GPS功能的手机尚未进入主流市场,但是将来3G手机的中高端机型会普遍集成GPS功能。


核心芯片是GPS系统的关键部分之一,核心芯片的优劣在很大程度上决定了不同GPS产品的性能差异,芯片技术直接关系到GPS产品的技术指标和未来发展走向。GPS未来市场容量的巨大吸引力使得芯片产业得以快速发展,目前已有十余家厂商推出了GPS芯片。2005年7月,西安华迅公司推出了国内第一块GPS芯片,2006年中国科学院微电子研究所也成功开发出了两款GPS基带SoC芯片。但国内企业、研究机构的GPS芯片在性能上与国外产品有很大差距,现有的芯片市场基本上还是国外几大厂商占据,这其中影响较大的有SiRF、Garmin、u-blox、摩托罗拉、索尼、富士通、NXP、Nemerix、uNav等厂商,SiRF、u-blox尤其引人注目。本文将详细介绍SiRF和u-blox公司的芯片,阐述GPS芯片设计的发展趋势。


SiRF公司成立于1995年2月,提供GPS芯片集以及相应的软件产品,其产量占全球GPS芯片出货量的70%。SiRF公司的芯片由一块射频集成电路、一块数字信号处理电路和标准嵌入式GPS软件构成。射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号,数字信号处理电路用于处理中频信号,标准嵌入式GPS软件用于搜索和跟踪GPS卫星信号,并根据这些信号求解用户坐标和速度,其主打市场是无线手持设备、汽车、便携式计算设备以及一些GPS专业用户。1996年SiRF研制出第一代GPS芯片结构,称为SiRFstarI architecture ;1999年SiRF公司研制出第二代芯片结构SiRFstarII;2004年SiRF公司推出了第三代芯片结构SiRFstarIII。这三代体系的共同特征如表1所示。



1997年底,SiRF公司在SiRFstarI结构的基础上推出了低功耗的SiRFstarI/LX芯片集(LX的含义是low power extension),主要用于汽车导航。SiRFstarI/LX芯片集的快速重捕时间仅仅在0.1s,这对于汽车导航十分重要,因为在城市中,当汽车穿越隧道或者在高楼林立的道路中行驶的时候,卫星信号会暂时丢失。根据统计显示,当车在高楼林立的街道行驶过程中,卫星信号恢复后大约4~5s后很有可能又会丢失,这样重捕时间越短,在有限时间内给出的定位数据就越多。SiRFstarI/LX芯片集可跟踪最低到-180dBw的卫星信号,所以在树林等对卫星信号有遮挡的地区也可使用。


1999年SiRF公司研制出第二代芯片结构SiRFstarII,在此结构上推出了首款芯片产品SiRFstarIIe,2002年推出了SiRFstarIIe/LP和SiRFstarIIt芯片产品。SiRFstarIIe/LP是SiRFstarIIe低功耗版,SiRFstarIIe/LP的最大电流只有60mA,在TricklePower模式下电流只有20mA。SiRFstarIIt为在某些有处理器的系统上集成GPS功能提供了嵌入式解决方案,SiRFstarIIt需要分享系统的处理器和内存才可以使用,由系统的处理器运行SiRFNav软件。SiRFstarII有1920个并行相关器,提高了捕获灵敏度,缩短了首次定位时间(TTFF),冷启灵敏度为-142dBm。


2004年2月,SiRF公司推出了第三代芯片架构SiRFstarIII。2005年2月,SiRF推出基于SiRFstarIII的产品GSC3f和GSC3,其中前者包含一块闪存。2006年11月,SiRF推出90nm的基于SiRFstarIII的产品GSC3LT和GSC3Lti,其中后者包含一块闪存。SiRFstarIII技术用于满足无线和手持LBS应用的需求,配合相应的软件,SiRFstarIII能接收来自2G、2.5G、3G网络的辅助数据,并能在室内进行定位。SiRFstarIII有等效于超过200 000个相关器的硬件结构,从而进一步缩短了首次定位时间。


SiRF公司在开发硬件结构的同时,还开发了一系列软件,使得其产品容易集成到不同的系统中。这些软件包括SiRFLoc、SiRFXTrac、SiRFDRive和SiRFNav。这些软件的功能描述如表2所示。



成立于1997年的瑞士u-blox公司是知名的GPS系统专业制造公司,凭借其GPS模块的出色导航性能和优良品质,u-blox在全球GPS模块市场上的占有率是最高的。u-blox公司本身是欧洲GPS委员会及伽俐略制定委员会的委员,参与欧洲的整个GPS项目及伽俐略产品的标准制定及产品的研发工作,目前是欧洲最大的GPS供应商。u-blox公司最初采用SiRF公司的GPS芯片来生产模块,使用过SiRFstarI/LX和SiRFstarIIe芯片集。从第三代产品开始,u-blox开始使用自己的芯片。u-blox第三代及第四代的芯片由u-blox公司设计芯片、IP内核及软硬件架构,由ATMEL公司代工生产芯片组。但从第五代UBX-G5及以后的GPS芯片组,不再由ATMEL公司代工生产。


u-blox公司于2006年9月25日在美国GPS行业电子展会上正式宣布UBX-G5芯片组已经开发完毕,该系列芯片采用了全新设计架构,其性能已经接近GPS理论设计的极限(GPS的芯片组理论设计极限灵敏度为-162dbm,冷启动27s)。u-blox G5不同于以往的u-blox的GPS系列芯片,仍然采用与第四代产品相同的封装,但软硬件的架构完全改变。u-blox G5有以下5个显著特点。


(1)有等效超过1 000 000个相关器的并行通道,灵敏度由原来的-158dbm提升到不低于-160dbm;
(2)功耗不大于50mw;
(3)同时支持GPS及伽利略两种定位平台;
(4)冷启动时间由原来的34s缩短到冷启动29s,加上AGPS辅助定位技术,室外冷启动可在1s之内;
(5)GPS通道数目由第四代的16通道增加至第五代50个通道;


UBX-G5可以应用于手机及PDA等移动产品,极大地扩展了移动领域的市场。


u-blox和SiRF公司的几款芯片的性能对比参见表3。



通过上述GPS芯片厂商的产品发展史,可以看到GPS芯片正向高灵敏度、低功耗、多模(兼容Galileo或其他导航系统)、A-GPS方向发展。


其他厂商在开发GPS产品时,应该把目光主要瞄准未来集成GPS的各种IT设备,如手机、数码相机、PDA、笔记本电脑,做嵌入式解决方案,不要去开发与SiRF和u-blox公司相竞争的独立的GPS芯片。其次,必须解决高灵敏度、低功耗的问题,应向最先进的u-blox G5芯片看齐,要开发对于弱信号捕获和跟踪的算法和硬件。


2010年前,Galileo系统会在全球商用,所以开发GPS/Galileo双模接收机有着更广阔的前景。在此基础上,如果能做出GPS/Galileo/北斗三模GPS接收机则将更具竞争力。开发纯软件GPS接收机,通过软件完成GPS芯片的功能,从而进一步降低成本,促使更多的手持便携设备采用GPS功能。

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入0汤圆

发表于 2011-4-14 11:37:40 | 显示全部楼层
记号

出0入0汤圆

发表于 2011-4-14 13:17:39 | 显示全部楼层
我现在用了一款NEQ-5Q,感觉还好。

出0入0汤圆

发表于 2011-4-15 16:10:38 | 显示全部楼层
学习了,谢谢您的分享。

出0入0汤圆

发表于 2011-4-23 16:33:42 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-4-23 19:39:02 | 显示全部楼层
一直用u-blox的飘过。

出0入0汤圆

发表于 2011-4-30 11:55:34 | 显示全部楼层
说错了吧,U-BLOX比SIRF贵很多的,怎么会比SIRF便宜呢?

出0入0汤圆

发表于 2011-6-13 23:39:58 | 显示全部楼层
这贴非常好,学到很多东西。

出0入0汤圆

发表于 2011-6-14 00:44:22 | 显示全部楼层
记号~~

出0入0汤圆

发表于 2011-7-4 17:42:30 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-7-17 17:38:04 | 显示全部楼层
收下!

出0入0汤圆

发表于 2011-7-17 18:08:40 | 显示全部楼层
mark!~

出0入0汤圆

发表于 2011-7-20 18:44:23 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-7-20 19:42:38 | 显示全部楼层
标记学习!

出0入0汤圆

发表于 2011-7-20 21:18:27 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-8-17 22:25:30 | 显示全部楼层
很棒 mark

出0入0汤圆

发表于 2011-8-19 20:38:38 | 显示全部楼层
有没有用VPN2525S这一型号的?有问题请教

出0入0汤圆

发表于 2011-9-12 00:06:35 | 显示全部楼层
回复【楼主位】beiguoqishi
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mark

出0入0汤圆

发表于 2012-1-12 17:31:52 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2012-2-5 22:58:20 | 显示全部楼层
SirF和U-BLOX比较,应该是各有千秋。

出0入0汤圆

发表于 2012-10-2 23:43:18 | 显示全部楼层
u-blox要贵很多,LEA-6T要800

出0入0汤圆

发表于 2012-10-2 23:47:49 | 显示全部楼层
2 /1. 在GPS导航器中,用SIRF和UBLOX的模块的比较多,请问哪个的可靠性和性 能最优?
答:SIRF的性能好,UBLOX的价格便宜。

3 /1. 在GPS导航器中,用SIRF和UBLOX的模块的比较多,请问哪个的可靠性和性 能最优?
   SIRF的芯片是美国SIRF公司生产,而U-blox公司的芯片是U-blox设计,芯片的性能差异不大.
   但SIRF是委托台湾厂商生产,U-blox公司则是自己研发GPS芯片并设计生产GPS模块,生产基地在欧洲,品质控制会比台湾厂商要高出一个数量等级,不良品为100万分之50,在品质上当然会要好很多.
   U-blox的模块抗干扰能力是最强的,例如应用于欧洲高档车如奔驰等车型的前装车市场,自然品质要更超群,一般小厂的SIRF III模块的品质及精度,功耗等是不可能比u-blox强.

这两个答案完全相反·

出0入0汤圆

发表于 2012-10-3 09:45:51 | 显示全部楼层
应该说SIRF的芯片是大众芯片,U-blox的模块的应用还比较小众。

出0入0汤圆

发表于 2012-10-27 22:06:01 | 显示全部楼层
收藏学习

出0入0汤圆

发表于 2013-3-9 23:29:16 | 显示全部楼层
学习了,谢谢您的分享

出0入0汤圆

发表于 2013-3-10 11:04:01 | 显示全部楼层
舊的產品只是歷史,了解一下就好。

現在最新的晶片好壞比較才是重點,要低單價/低耗電/高感度/收訊快這些都不是問題了吧!

出0入0汤圆

发表于 2013-3-27 16:11:34 | 显示全部楼层
mark......

出0入0汤圆

发表于 2013-4-2 16:43:27 | 显示全部楼层
虽然用的是SIRF芯片~不过这个对比也有一定的帮助了

出0入0汤圆

发表于 2013-8-21 10:57:48 | 显示全部楼层
MARK~~~~~~~~~~~~~~~~~~

出0入0汤圆

发表于 2013-8-26 22:35:38 | 显示全部楼层
学习了!

出0入0汤圆

发表于 2013-8-27 22:24:10 | 显示全部楼层
需要解决方案的联系我

出0入0汤圆

发表于 2013-8-27 22:42:31 | 显示全部楼层
做个记号

出0入0汤圆

发表于 2013-11-15 20:01:30 | 显示全部楼层
学习,提高,专研!感谢楼主分享。

出0入0汤圆

发表于 2015-8-4 10:40:22 | 显示全部楼层
用的航天华迅gps模块接收无源陶瓷天线收不到星
是不是华讯的模块不支持无源天线呢?

出0入0汤圆

发表于 2015-8-4 10:51:16 | 显示全部楼层
用的航天华迅gps模块接收无源陶瓷天线收不到星
是不是华讯的模块不支持无源天线呢?

出85入85汤圆

发表于 2015-8-25 17:58:12 | 显示全部楼层
真全面,学习了

出0入0汤圆

发表于 2015-11-19 16:34:13 | 显示全部楼层
学习研究
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