許多手機(jī)企業(yè)表示，GPS功能將于2008年成為手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。據(jù)預(yù)測，2005年-2009年，手機(jī)GPS解決方案年復(fù)合增長率將達(dá)到 86%。隨著成本的降低和技術(shù)的進(jìn)步，許多終端廠商和手機(jī)設(shè)計(jì)企業(yè)正在推出相應(yīng)的方案和產(chǎn)品，手機(jī)GPS芯片和解決方案呈現(xiàn)出軟硬方案之爭，功耗和接收靈敏度成為關(guān)注重點(diǎn)。
獨(dú)立GPS接收機(jī)仍是主流
瑞士u-blox北京代表處首席代表 劉衛(wèi)
近兩年，我們?cè)谑袌錾弦呀?jīng)越來越難找到不帶攝像頭、媒體播放器的手機(jī)。今天，我們將看到基于定位的服務(wù)在手機(jī)上會(huì)呈現(xiàn)出同樣的趨勢。GPS接收機(jī)體積不斷變小，成本日益降低，這樣，在手持設(shè)備(比如手機(jī))上集成GPS功能成為可能。同樣，GPS接收機(jī)在功耗方面越來越低，即便是已經(jīng)集成了眾多的多媒體功能，低功耗的GPS接收機(jī)也能保證手機(jī)電池工作時(shí)間足夠長。
多重因素影響GPS普及
導(dǎo)航服務(wù)是GPS的一大應(yīng)用，在手機(jī)中集成GPS，可以非常輕松地實(shí)現(xiàn)車輛的自主導(dǎo)航，用戶將不再因?yàn)槊月返⒄`自己的行程，便捷而實(shí)用。越來越多帶GPS功能的手機(jī)反過來將會(huì)推動(dòng)位基服務(wù)(LBS)的發(fā)展。LBS應(yīng)用通過手機(jī)的位置信息可以滋生出很多增值服務(wù)，比如幫助用戶找到附近的飯店、銀行、交通服務(wù)設(shè)施等，這種服務(wù)將是未來信息領(lǐng)域一個(gè)主要的新興市場。
另一個(gè)促使在手機(jī)中集成GPS功能的因素是政策的導(dǎo)向，美國的E911以及歐洲和日本類似的政策要求在通過手機(jī)報(bào)警時(shí)提供精確的位置信息。盡管目前中國還沒有類似的強(qiáng)制性政策出臺(tái)，但這將是全球的一個(gè)趨勢，中國也可能加入這一隊(duì)伍。
此外，GPS手機(jī)被大眾接受的程度主要同以下幾個(gè)因素相關(guān)：
GPS的性能。GPS芯片的接收靈敏度越高，搜星速度越快，功耗越低，使用就會(huì)越方便，用戶使用就會(huì)越廣泛。u-blox的新一代產(chǎn)品u-blox 5在性能方面將會(huì)有極大的提升。
GPS產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。GPS的信號(hào)非常弱，任何干擾都會(huì)影響到它的接收效果和產(chǎn)品性能。因此GPS產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化程度對(duì)產(chǎn)品的性能會(huì)產(chǎn)生極大的影響，從而影響用戶對(duì)GPS產(chǎn)品的認(rèn)可和接受程度。因此u-blox極為重視對(duì)客戶產(chǎn)品開發(fā)的支持，務(wù)求每一個(gè)客戶開發(fā)的產(chǎn)品都能在給定的條件下達(dá)到最佳效果。
GPS的系統(tǒng)價(jià)格。用戶的數(shù)量永遠(yuǎn)同產(chǎn)品的價(jià)格成反比。GPS系統(tǒng)的成本包括GPS模塊、GPS處理器等相關(guān)元器件和地圖的價(jià)格。這些產(chǎn)品的研發(fā)投入都相當(dāng)巨大，導(dǎo)致GPS系統(tǒng)的成本和價(jià)格相對(duì)較高。但隨著GPS應(yīng)用用戶數(shù)量的增長，GPS系統(tǒng)的價(jià)格正在快速下降。u-blox正是最近一段時(shí)間GPS模塊價(jià)格下降的引領(lǐng)者。
相關(guān)服務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量。包括GPS服務(wù)供應(yīng)商、運(yùn)營商和服務(wù)內(nèi)容的普及程度；地圖的精度和詳細(xì)程度；產(chǎn)品使用的方便程度等等。這些方面近期正在取得長足的發(fā)展。
由于中國GPS行業(yè)在以上各個(gè)方面正在不斷取得進(jìn)展，相信GPS應(yīng)用將會(huì)在不長的時(shí)間內(nèi)獲得廣泛發(fā)展。
A-GPS方案受寵
目前的GPS市場中，有各式各樣的產(chǎn)品，比如獨(dú)立的GPS接收機(jī)，軟GPS接收機(jī)(SoftGPS)，基于應(yīng)用處理器的GPS接收機(jī) (Host based GPS)。SoftGPS和Host Based GPS都需要在系統(tǒng)的應(yīng)用CPU上運(yùn)行一部分程序，用戶需要將該程序集成在應(yīng)用系統(tǒng)中，集成的難度比較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性會(huì)受到一定的影響，受實(shí)時(shí)性方面的限制，GPS的性能也會(huì)打一些折扣。u-blox提供的獨(dú)立GPS接收機(jī)成本不斷下降，并且具有容易集成的優(yōu)點(diǎn)，性能也更加優(yōu)越且穩(wěn)定可靠，對(duì)系統(tǒng)的資源占用較少，功耗也比較低，因此我們認(rèn)為它將仍然是未來市場的主流技術(shù)。
A-GPS使得瞬時(shí)定位成為可能，u-blox將為用戶提供便捷的解決方案供手機(jī)設(shè)計(jì)廠商集成。目前，u-blox的所有GPS接收機(jī)都帶有 A-GPS功能。u-blox提供兩種A-GPS解決方案：AssistNow Online和AssistNow offline。AssistNow Online是u-blox的端到端A-GPS方案，GPS在啟動(dòng)時(shí)通過訪問服務(wù)器，將星歷、歷書、精確的時(shí)間等信息下載下來，縮短首次定位時(shí)間。 AssistNow Offline不同于AssistNow Online，無須啟動(dòng)時(shí)與服務(wù)器建立連接，用戶可以在方便的時(shí)候通過因特網(wǎng)下載u-blox提供的大小不同的歷書修正數(shù)據(jù)文件，有效期最長可達(dá)14天， GPS接收機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候根據(jù)該數(shù)據(jù)可以計(jì)算出所需的星歷數(shù)據(jù)，快速啟動(dòng)定位。
u-blox 5在硬件和軟件方面都做了功耗優(yōu)化，功耗低至50mW。u-blox 5的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是著眼于電池驅(qū)動(dòng)的手持設(shè)備對(duì)性能和功耗的嚴(yán)格要求。u-blox 5不僅優(yōu)化了正常工作時(shí)的功耗，同樣也優(yōu)化了捕獲階段的功耗，而市面上的一些其他接收機(jī)在捕獲階段的功耗要比正常工作時(shí)的大2～3倍。我們的接收機(jī)內(nèi)嵌電源管理模塊，可以在CPU不需要滿負(fù)荷工作時(shí)降低功耗，并且用戶可以執(zhí)行配置更多的低功耗模式，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⒔邮諜C(jī)置為休眠模式，休眠時(shí)電流僅為8μA。
多種封裝提供靈活選擇
我們的-160dBm的高靈敏度技術(shù)使得我們的接收機(jī)允許采用小尺寸的天線，在高樓林立的鬧市區(qū)或者購物廣場、火車車廂等室內(nèi)環(huán)境下跟蹤微弱的衛(wèi)星信號(hào)。而且，我們的多徑消除算法可以最大限度地消除由于高樓的反射信號(hào)造成的定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象，同時(shí)也能減小干擾信號(hào)造成的信號(hào)畸變帶來的影響。有了這樣的技術(shù)，加上創(chuàng)新的體系結(jié)構(gòu)，使得我們的接收機(jī)非常適合在信號(hào)條件復(fù)雜的挑戰(zhàn)環(huán)境中使用。
u-blox提供創(chuàng)新的GPS和伽利略定位技術(shù)，以單芯片、芯片組或者模塊的形式向用戶提供定位技術(shù)。u-blox 5采用多種形態(tài)的芯片或者模塊封裝為用戶提供靈活的選擇。最近一些手機(jī)設(shè)計(jì)公司比如龍旗選擇了我們的LEA-4S GPS模塊用在他們最新的手機(jī)設(shè)計(jì)中。LEA-4S非常易于集成，成本優(yōu)勢突出，為手機(jī)設(shè)計(jì)公司爭取了最快的上市時(shí)間，因?yàn)槲覀兊哪K設(shè)計(jì)經(jīng)過了不斷的優(yōu)化，在出廠前經(jīng)過了嚴(yán)格的檢測，手機(jī)設(shè)計(jì)方無須擔(dān)心我們產(chǎn)品的性能隱患，順利地將產(chǎn)品快速投放市場。
u-blox的產(chǎn)品線非常豐富。我們提供標(biāo)準(zhǔn)GPS產(chǎn)品、高靈敏度產(chǎn)品、汽車慣性導(dǎo)航產(chǎn)品、高精度授時(shí)產(chǎn)品、高精度測量產(chǎn)品、支持A-GPS 的產(chǎn)品。作為一家瑞士公司，u-blox一貫秉承瑞士文化中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量精益求精的要求。我們對(duì)每一片出廠的模塊都會(huì)進(jìn)行全套的軟硬件測試，確保用戶使用中的故障率不超過50PPM，力求達(dá)到業(yè)界的最佳水準(zhǔn)。此外，我們擁有一支優(yōu)秀的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，遍布全球，為OEM和ODM客戶提供一流的全程技術(shù)支持。
u-blox 5是我們即將推出的一款性能強(qiáng)大的最新產(chǎn)品。同時(shí)我們還有其他若干個(gè)新技術(shù)和新項(xiàng)目正在研發(fā)過程中，等這些技術(shù)研發(fā)完成，客戶將更加容易地在PDA、智能手機(jī)以及UMPC等手持設(shè)備上集成定位功能。同時(shí)我們?cè)谫だ约夹g(shù)的研發(fā)方面也一直走在世界前沿。u-blox 5在硬件上已經(jīng)能夠支持伽利略的要求。
許多知名廠商，諸如諾基亞等紛紛宣稱將在他們的全線產(chǎn)品中加入GPS功能。這將使我們看到GPS市場會(huì)在很多年內(nèi)保持強(qiáng)勁的增長勢頭。
軟GPS方案成熟仍需時(shí)日
香港昱博科技有限公司業(yè)務(wù)經(jīng)理 呂玲
根據(jù)IEK的市場調(diào)查報(bào)告，2006年，內(nèi)建GPS的手機(jī)的出貨量約為1.04億部，這個(gè)數(shù)字在2011年有望達(dá)到3.8億部。就很多客戶目前的研發(fā)計(jì)劃來看，在今年下半年就會(huì)看到手機(jī)GPS的流行。未來GPS將會(huì)像現(xiàn)在的藍(lán)牙一樣流行，相信在2008年或2009年，GPS功能會(huì)成為手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
兩因素影響GPS普及
現(xiàn)在影響GPS普及的因素主要有兩點(diǎn)：
一是價(jià)格較高。現(xiàn)在市場上被采用的GPS方案有兩種。其中大多數(shù)都是硬GPS方案，即GPS方案里包含了RF以及基帶(BB)，如： SiRF、Atmel、Nemerix、Global Locate(被Broadcom收購)等廠商都提供這樣的方案；第二種是軟GPS方案，即將GPS基帶和后端主芯片Host(多媒體應(yīng)用處理器)集成，只需加上GPS RF前端，就可以形成GPS接收方案，如美信的GPS方案。相對(duì)硬GPS方案，軟GPS方案無疑在價(jià)格上擁有比較大的優(yōu)勢；但是軟GPS方案開發(fā)周期較長而且要求Host有較強(qiáng)的處理能力。目前主流硬GPS方案成本都在8美元以上，最便宜的也要在6美元左右；軟GPS的成本基本在2美元～3美元左右。相對(duì)于現(xiàn)在市場上很多整體BOM在50美元(甚至更低)的手機(jī)方案來講，GPS功能還只能定位于中高端市場。所以為了能夠進(jìn)入出貨量巨大的中低端市場，需要更低成本的GPS方案。
二是GPS的地圖業(yè)務(wù)滯后。大多數(shù)使用過GPS導(dǎo)航服務(wù)的朋友都有抱怨：使用的導(dǎo)航地圖得不到及時(shí)更新甚至有很大誤差；所使用的地圖軟件在大城市使用還不錯(cuò)，但是到了小城市或者縣城，地圖的準(zhǔn)確度就很低了。所以地圖服務(wù)水平的提高必定會(huì)促進(jìn)GPS應(yīng)用的普及。
GPS方案由硬變軟
目前GPS方案最大的發(fā)展趨勢是：純GPS接收芯片和手機(jī)(或者手持設(shè)備等)主芯片(主處理器)協(xié)作將更加緊密，GPS方案正“由硬變軟”。從全硬到軟GPS方案，整體功耗、體積和系統(tǒng)成本越來越低，但開發(fā)時(shí)間和所需要主芯片資源越多，適合量越來越大的應(yīng)用。從長遠(yuǎn)來看，GPS基帶功能將被主芯片集成的軟GPS所取代是最終的發(fā)展趨勢，SiRF斥資2.83億美元收購掌微，也是為了布局軟件GPS市場。但是軟GPS方案完全走向成熟還需要一段時(shí)間。
通常Atmel GPS芯片在正常工作時(shí)的功耗大約為62mW，但在低功耗狀態(tài)下，工作電流可以低至5μA。Atmel的低功耗性能主要源于它在片上集成了一個(gè)高級(jí)電源管理控制器(APMC)。
通常情況下，地面接收到的GPS信號(hào)強(qiáng)度很弱；尤其是在高樓林立的城市中，這種情況更加嚴(yán)重。一個(gè)好的GPS方案，必須要提供很好的接收靈敏度，以達(dá)到準(zhǔn)確高效接收GPS信號(hào)的能力。Atmel GPS在冷啟動(dòng)時(shí)的獲取靈敏度可以達(dá)到-142dBm；它的追蹤靈敏度可以達(dá)到-158dBm。
Atmel方案獨(dú)具優(yōu)勢
昱博目前只代理Atmel最新Antaris4系列GPS芯片方案。Atmel的Antaris4既有套片(chipset)方案，又有單芯片(single chip)方案。套片方案是：ATR0601 GPS接收器+ATR0621 GPS基帶；單芯片方案是：ATR0630 GPS單芯片或者ATR0635 GPS單芯片。上述兩種方案都要使用Atmel的低噪聲放大器(LNA)ATR0610。
我們已經(jīng)推出了基于Atmel的0625和CSR的BC4-EXT的藍(lán)牙G-Mouse(GPS接收器)完整解決方案，客戶如果要做G- mouse產(chǎn)品，可以向我們申請(qǐng)現(xiàn)成的Geber及BOM。我們近期計(jì)劃使用Atmel的單芯片GPS方案0635設(shè)計(jì)一塊適合手機(jī)使用的模塊，我們相信此模塊的推出必將縮短我們客戶的GPS設(shè)計(jì)周期。
四措施破功耗難題
SiRF(瑟孚)科技股份有限公司中國區(qū)代表 趙斌
GPS市場的前景非常廣闊。GPS的應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的PND延伸到手機(jī)、超薄電腦(UMPC)，各種消費(fèi)產(chǎn)品也開始集成GPS功能。未來多種應(yīng)用都會(huì)高速增長，PND(便攜導(dǎo)航設(shè)備)不再是主導(dǎo)。
GPS手機(jī)被大眾接受的關(guān)鍵是快速響應(yīng)時(shí)間和可靠的導(dǎo)航能力，良好的消費(fèi)者體驗(yàn)最為重要。另外，各種豐富的應(yīng)用也是使GPS被更多用戶接受的重要因素。除了定位和導(dǎo)航外，還包括位置短信、社交網(wǎng)絡(luò)、POI、交通、本地搜索、娛樂、廣告、營銷、商業(yè)和安防等等。位置信息是所有這些應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，我想強(qiáng)調(diào)的是，GPS不只是芯片，它包括芯片、軟件、網(wǎng)絡(luò)和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。
除了靈敏度更高、體積更小、功耗和成本更低以外，我們覺得GPS會(huì)和更多其他的無線技術(shù)整合在一起，比如藍(lán)牙、移動(dòng)電視等。我們今年就會(huì)發(fā)布一些這樣的新產(chǎn)品。A-GPS被越來越多的運(yùn)營商支持，它可以顯著地縮短GPS的首次定位時(shí)間，更方便運(yùn)營商開展各種業(yè)務(wù)。因此是今后一個(gè)發(fā)展方向， SiRF所有的產(chǎn)品都支持A-GPS。
面對(duì)功耗問題，首先我們會(huì)從芯片設(shè)計(jì)和制造工藝上來保證；其次，我們的芯片都有省電模式，用戶可以根據(jù)需要選擇合適的省電模式；第三，快速的首次定位能力大大降低GPS全速工作的時(shí)間，也可以降低功耗；第四，采用A-GPS可以帶來功耗的降低。
我們提供參考設(shè)計(jì)、開發(fā)和測試工具來幫助客戶的產(chǎn)品快速進(jìn)入市場。濾波、元器件的擺放和屏蔽都會(huì)影響到產(chǎn)品的性能。我們經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)可以保證客戶設(shè)計(jì)一次成功。
SiRF的解決方案是目前市場上經(jīng)過驗(yàn)證的最成熟、穩(wěn)定、高性能的GPS解決方案。10多年的GPS經(jīng)驗(yàn)，使我們的產(chǎn)品在任何環(huán)境下都可以提供出色的定位能力。就產(chǎn)品而言，我們的GPS芯片可分為SiRFstarIII和SiRFInstant兩大架構(gòu)。SiRFstarIII是我們的旗艦產(chǎn)品，有超過20萬個(gè)相關(guān)器件，速度和靈敏度都非常好，屬于高性能架構(gòu)，面向非常廣泛的應(yīng)用。SiRFInstant GSCi-5000是我們從摩托羅拉收購而得，體積和功耗非常小，非常適用于手機(jī)。
SiRFstarIII包括三大產(chǎn)品線:基于Flash的GSC3f/LP系列比較通用，可以用于PND、消費(fèi)電子和智能手機(jī)等；基于ROM 的GSC3LT和GSD3系列則面向手機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。GSD3是面向手機(jī)的最新產(chǎn)品，采用單個(gè)裸片的單芯片方案，體積最小、功耗最低和靈敏度最高。它采用 90納米R(shí)F CMOS工藝，4mm×4mm×0.68mm TFBGA封裝，面積只有約10mm2，靈敏度達(dá)-160dBm。由于部分導(dǎo)航軟件運(yùn)行在系統(tǒng)主CPU上，GSD3的系統(tǒng)成本最低，比現(xiàn)有方案低10% ～20%。
單芯片功耗更低
德州儀器亞洲區(qū)產(chǎn)品行銷工程師 黃凱
我們看到市場對(duì)GPS的需求越來越大，如今在手機(jī)上應(yīng)用GPS也開始被大家認(rèn)可。一開始GPS功能會(huì)集成到高端手機(jī)上，隨著整體解決方案成本的下降，它會(huì)向中低端手機(jī)市場發(fā)展。今年，我們看到中端手機(jī)上開始設(shè)計(jì)集成GPS。我認(rèn)為尺寸和成本是GPS被大眾接受要考慮的兩個(gè)最主要的因素。
由于TI擁有DRP(數(shù)字射頻處理器)技術(shù)，它可以將基帶和射頻集成在單一芯片上，所以我們目前采取的技術(shù)路線是提供獨(dú)立的GPS單芯片解決方案。相比于市場上的軟件GPS解決方案，我們認(rèn)為獨(dú)立的單芯片方案主要的優(yōu)勢是功耗低。因?yàn)樵趩涡酒桨钢校珿PS的計(jì)算和定位功能都在GPS單芯片上完成，不會(huì)占用手機(jī)主芯片的頻率資源，也不會(huì)耗費(fèi)主芯片的功耗。目前，TI的GPS芯片并沒有集成到我們自己的手機(jī)主芯片中，也沒有與藍(lán)牙和移動(dòng)電視等功能集成在一起，在這方面，技術(shù)到底如何走要看市場的需求。
由于NaviLink5.0(NL5350)是一個(gè)單芯片方案，在功耗方面比上一代產(chǎn)品改善了75%。而且由于它不需要主芯片進(jìn)行計(jì)算，不耗費(fèi)主芯片的功耗，能將整個(gè)系統(tǒng)的功耗控制得比較低。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，由于采用無源天線的效果不是很好，可以外接一個(gè)有源天線來提高靈敏度，因此在系統(tǒng)上集成一個(gè)有源天線的接口，方便用戶在車載等情況下使用。在芯片設(shè)計(jì)方面，我們也一直在發(fā)展不同狀況下的計(jì)算方式，確保提高芯片的靈敏度。
目前，TI已經(jīng)推出新一代GPS單芯片產(chǎn)品——NaviLink5.0(NL5350)，由于它是一款將射頻和基帶集成在一起的單芯片方案，它在尺寸、成本和性能上比上一代產(chǎn)品都有更出色的表現(xiàn)。目前，我們正在與我們的客戶共同研發(fā)應(yīng)用NaviLink5.0的手機(jī)產(chǎn)品，預(yù)計(jì)今年第四季度這些產(chǎn)品將會(huì)量產(chǎn)。（中國電子報(bào)）
