便携式GPS设备设计挑战及发展趋势分析

　　根据市场调研公司iSuppli的数据显示，三大主要供应商TomTom、Garmin和中国台湾地区的神达目前占全球便携式导航设备80%以上的市场份额。作为GPS设备行业的后来者，尽管中国企业具有很强的生产成本优势，然而在系统方案选择、电路设计和系统设计方面，中国国内开发工程师还普遍缺乏经验。如何设计出满足特定目标客户的需求，具有稳定性、低功耗、高精度和易用性，工程师面临很大的挑战。 

　　选择适合您的解决方案 

　　GPS方案大致可以分为三类：独立于主处理器，所有的信号处理和算法实现都运行在GPS芯片组上；部分GPS软件运行在系统主处理器上； GPS基带处理和所有的算法由运行在主处理器上的软件完成，即所谓软件解决方案。这些方案在性能、对系统资源的要求、成本以及设计难度上都存在差异，设计工程师需要根据他们特定的产品来选择。“选择解决方案之前，理解终端用户的需求以及GPS解决方案将集成到的平台非常重要。”瑟孚(SiRF)公司创始人兼营销副总裁Kanwar Chadha指出，“对于汽车应用，导航性能是关键的考虑因素，对于便携式系统，支持增值业务和不错的功能组合是需要关注的主要内容。” 

　　MCU的选择是整个解决方案的核心之一。“对MCU的要求取决于采用什么样的导航软件以及操作系统，复杂的导航软件要求MCU的运行频率超过200MHz，普通手机当前所采用的硬件平台来难以支持这么高的处理能力。”深圳星亮电子GPS产品经理刘勇指出。通常系统设计公司或方案提供商与导航软件公司合作，定制一个复杂度适当、满足特定需求的导航软件版本。 

　　为了进一步减小尺寸和成本，很多的GPS提供商推出软件解决方案，在这种解决方案中，基带芯片集成到DSP芯片中。“但是这种解决方案目前还并不成熟，MCU在进行部分的GPS处理时，性能将受到影响，特别是在搜星阶段。” u-blox公司CEO Thomas Seiler指出，“将GPS基带软件整合到多媒体DSP中还增加了开发风险，推迟产品面市并增加整体的成本。” 上海丰宝电子科技有限公司汽车电子部经理周青华认为：“与软件解决方案相比，硬件解决方案运行速度快，不增加主处理器的负担，但是软件解决方案具有很明显的成本优势。” 稳定性是业界对软件解决方案的最大担心。“软件算法不好的话，系统会花很多的时间才能把有用的数据计算出来，会增加功耗而且系统出错的概率增加，因此如何使系统更稳定是最大的挑战。”瑟孚亚太区总裁林宏正指出。 

　　市场上可选择的方案越来越多，如何选择一款满足自己需求的产品呢？“你不能仅凭其方案说明书来选择，一定要在同样的条件和时间，通过实际的路测来进行逐项比较。” 林宏正表示。“很多时候单独的模块测试没有任何问题，而一旦进行整体性能测试时，因为干扰等因素，可能表现出性能不稳定、抗干扰性能差等问题。”西安华迅微电子市场经理胡波也指出。 

　　设计挑战分析 

　　“开发GPS系统以及将GPS集成到系统中非常具有挑战性，设计工程师必须意识到可能面对的问题。”Chadha指出。由于GPS信号非常微弱，任何干扰都可能严重影响到它的性能。这种干扰可能来自其它的无线电设备、显示屏或其它处理器，因此需要设计团队中具有非常熟悉射频设计的工程师。