車載設(shè)備GPS的發(fā)展前景

當(dāng)前，全球車載無線技術(shù)正經(jīng)歷著日新月異的變化，其中最受關(guān)注的就是車載GPS設(shè)備。

車載GPS曾經(jīng)一度屬于“奢侈品”。然而在過去幾年里，經(jīng)過CSR和SiRF(現(xiàn)已合并)等公司不斷的開拓進取，GPS芯片比以前外形更小巧、速度更快、成本更低。GPS系統(tǒng)，不論其是原廠內(nèi)置或是后裝市場PND或是基于車載立體聲系統(tǒng)，如今都是普通人唾手可得的。

當(dāng)前車載GPS行業(yè)發(fā)展的普遍趨勢與前幾年基本相同。盡管其應(yīng)用范圍仍不斷擴大，但是用戶始終都希望能夠降低成本。此外，還有些最新的進展，比如增強了移動設(shè)備和GPS系統(tǒng)之間的交互性。

車載導(dǎo)航領(lǐng)域最大的變化也許就是各種無線技術(shù)在車內(nèi)的普遍“共存”。隨著不斷的發(fā)展，目前GPS系統(tǒng)已經(jīng)能夠借助其他技術(shù)元素來優(yōu)化系統(tǒng)功能。結(jié)合了各種技術(shù)元素的系統(tǒng)，其整體功能超出部分功能之和。

CSR公司和SiRF公司的合并也見證了無線技術(shù)“整合”的事實。合并之后，我們在短距離移動手機連接技術(shù)和GPS芯片集市場中處于領(lǐng)先地位。通過結(jié)合多種技術(shù)，新的CSR公司成為全球最具實力的協(xié)作式GPS車載設(shè)備廠商。

車載導(dǎo)航設(shè)備的技術(shù)趨勢

正如我們所說，GPS設(shè)備已經(jīng)不像過去那樣簡單地安裝在汽車儀表盤里。現(xiàn)在，這些設(shè)備則從那些價格較高、占用空間較大、功能單一的芯片轉(zhuǎn)移到與具體應(yīng)用關(guān)系更加密切的組合芯片上。芯片設(shè)計者可以通過開發(fā)高度集成、設(shè)計完善的組合芯片來降低成本、節(jié)約空間，而無需不斷地降低工藝技術(shù)。

對于GPS系統(tǒng)定位的準確性，用戶的期望不斷提升。如今的用戶不僅希望能夠在傳統(tǒng)的“GPS友好”環(huán)境中利用衛(wèi)星的明確視線(LOS)增加導(dǎo)航準確性，也希望在車庫、隧道等“非GPS友好”環(huán)境中同樣如此。這就意味著更快的首次定位時間(TTFF)、更強的可靠性以及更普遍的可用性。

因此，在后裝領(lǐng)域，耦合傳感器得到了更多的使用，如回轉(zhuǎn)儀和加速計。在前裝市場中，航位推算系統(tǒng)則得到了更多的使用。航位推算系統(tǒng)通過汽車數(shù)據(jù)總線接入現(xiàn)有系統(tǒng)，如里程表、單輪速度信息和其他用來確定速度和方向的傳感措施。

利用汽車數(shù)據(jù)系統(tǒng)的GPS設(shè)備，其優(yōu)勢在于無需使用那些價格昂貴的傳感器，而是輕松利用汽車數(shù)據(jù)。如果GPS系統(tǒng)能夠很好的利用汽車組件，不論是輔助剎車系統(tǒng)(ABS，大部分美國和歐洲汽車的標準)中那些單輪速度傳感器，還是穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(歐洲使用較多)，或是羅盤(美國使用較多)，它都能夠從根本上改善導(dǎo)航的準確性。

使用航位推算設(shè)備時，為了提高工作效率，必須滿足以下三個條件：數(shù)據(jù)測量務(wù)必準確，以提供精確、有效的信息；提供數(shù)據(jù)的時間間隔不可過長；數(shù)據(jù)傳輸必須在幾十毫秒內(nèi)完成。沒有這些有效的航位推算信息作補充，GPS系統(tǒng)就會受到限制。

用戶的耐心是有限的，因此快速、智能的啟動過程十分重要。GPS系統(tǒng)啟動越快，使用就越快。然而更重要的是，在啟動過程中，也就是司機駕車離開停車場時那關(guān)鍵的幾秒鐘，如果設(shè)備能夠與汽車系統(tǒng)保持通信狀態(tài)，對于獲知速度、車輪轉(zhuǎn)速等信息十分重要。這確保了GPS定位能夠立即得到其他數(shù)據(jù)的補充，提高了首次定位的準確性，縮短了定位時間。

最后，GPS產(chǎn)品和其他無線技術(shù)，比如藍牙和Wi-Fi的如何架構(gòu)也十分重要，應(yīng)盡量減少系統(tǒng)之間的沖突，并優(yōu)化定位和連接性能。

SiRFprima芯片

設(shè)計片上系統(tǒng)GPS解決方案的公司總是試圖盡可能地囊括更多功能，出品多功能的單芯片。然而，這也造成了風(fēng)險。某些功能的使用率較低，最終這些冗余的功能只會成為系統(tǒng)的負擔(dān)，造成不必要的成本消耗。

鑒于此，在SiRFprima的設(shè)計中，CSR公司決定特別針對一個非常成熟的細分市場：可定位設(shè)備(Location Enabled Devices)。致力于這個細分市場，SiRFprima芯片充分專業(yè)化，不為冗余的功能承擔(dān)任何成本。CSR公司幫助客戶通過綜合的功能模塊對其產(chǎn)品進行區(qū)分，這些功能模塊在可定位設(shè)備中十分常見。同時，能夠積極地做出決定，絕不集成那些阻礙靈活性的部件。

通過集成增值多媒體和3D功能的硬件支持，Prima MFS滿足了高端可定位設(shè)備的市場需求。諸如Pioneer和FineDigital這些客戶已經(jīng)使用了Prima平臺來創(chuàng)造功能完善的高端可定位設(shè)備，其中包括3D地圖、移動電視和電影播放功能。為了使制造商能夠通過軟件進行區(qū)分，Prima具有以下特征：

——多媒體加速

為了給定位設(shè)備提供豐富的多媒體內(nèi)容，Prima平臺包括視頻編解碼硬件加速器。這使Prima設(shè)備能夠流暢回放H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV8和WMV9格式文件。隨著移動電視和數(shù)字內(nèi)容的發(fā)展，Prima為定位設(shè)備制造商提供了市場增值功能。

——3D加速

Prima具有3D硬件加速，支持合成3D用戶界面及3D地圖繪制。3D制作逐漸成為用戶界面的組成部分，這樣，Prima用戶就可以創(chuàng)建合成3D用戶界面，通過增值軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品差異化。

——靈活的處理內(nèi)核

SiRFprima產(chǎn)品包括一臺ARM11處理器。這個平臺包括一臺額外的L2高速緩沖存儲器以提供更多的高端應(yīng)用功能，如3D地圖、復(fù)雜的用戶界面以及多媒體。其靈活性有助于客戶開發(fā)增值軟件對其產(chǎn)品線進行區(qū)分。

——集成GPS

SiRFprima 也包括一個集成的GPS內(nèi)核。定位功能增強設(shè)備如SiRFInstantFix和SiRFDRive都能夠與Prima平臺進行捆綁。這些技術(shù)為SiRFprima設(shè)備提供高級的追蹤準確性和首次定位時間功能。Prima GPS內(nèi)核為用戶提供最高級別的定位性能。

● 高性能GPS和伽利略定位引擎

● 配有浮點部件的高速ARM11 CPU

● 集成的2D/3D硬件引擎，支持OpenGL ES 1.1，利用幾何頂點處理器提高傳輸質(zhì)量、增強燈光效果

● 集成的硬件視頻解碼引擎，支持D1 解析度H.264/MPEG1/MPEG2/MPEG4/WMV9

集成的硬件視頻、圖像解碼引擎，支持D1解析度H.264/MPEG4視頻和1000萬像素JPEG靜止圖像

● 集成的觸摸屏控制器

● 高級內(nèi)存控制器，支持Mobile-SDR，Mobile-DDR和DDR

● 8/16比特NAND閃存接口，為SLC或 MLC NAND直接啟動提供8比特BCH HW ECC支持

● 集成的SD/MMC/MMC+控制器

● 兩個高速USB2.0接口，主、從配置皆可

● 128位安全ID

● 低功耗的高級65nm工藝

CSR認為，要實現(xiàn)車載GPS系統(tǒng)的最佳功能，最好的方法是借助于支持軟、硬件無縫協(xié)作的高度集成系統(tǒng)。

CSR公司的SiRFDRive 2.0軟件能夠主動或被動地使用分布式ABS模板傳感器數(shù)據(jù)。輪速之間的差距有助于更加準確地確定汽車轉(zhuǎn)向度和速度。而價格不菲的回轉(zhuǎn)儀則可以從BOM系統(tǒng)中去除。此外還有一個好處，就是部件安裝方向不受限制，這也為汽車制造商提供了額外的物流優(yōu)勢。

SiRFDRive 2.0的設(shè)計之妙在于它的自動校準功能。通常，汽車傳感器的一些數(shù)據(jù)都需要校準，如那些影響航位測算系統(tǒng)準確性的輪胎尺寸、車軸寬度、前后軸距離。CSR公司的SiRFDRive軟件免除了制造商的麻煩，使用可靠、準確的GPD數(shù)據(jù)完成持續(xù)的自動校準。輪胎的變化，如輪胎壓力的降低或者傳感器溫度的流失可以立即得到補償。SiRFDRive通過緊耦合GPS/航位推算設(shè)備“卡爾曼濾波器”檢測汽車傳感器數(shù)據(jù)，以確保定位和地圖繪制的高度準確性。

增加整合式導(dǎo)航設(shè)備的互連性

近年來，集成度的提高、多種無線功能在車內(nèi)的協(xié)作已成為一種普遍的趨勢。移動電話、車載GPS設(shè)備都很好地證明了這一點。僅僅說“一款GPS設(shè)備”或者“媒體中心”是不具任何意義的。這樣的設(shè)備經(jīng)過集成才能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能。零部件越來越智能、價格越來低的趨勢將會延續(xù)下去。

目光長遠的公司都會從整體角度來看待車載無線設(shè)備，考慮它們之間如何能夠?qū)崿F(xiàn)最有效的協(xié)同。這也創(chuàng)造了無限的可能。

CSR公司的汽車產(chǎn)品，如RoadTunes和RoadRunner已經(jīng)趨向于推廣無線音頻流，使汽車媒體播放器的中心成為車載電子功能的核心。CSR公司預(yù)計，滲透到汽車行業(yè)的無線技術(shù)將會協(xié)作、共存。導(dǎo)航設(shè)備和信息娛樂設(shè)備的制造商必須知曉這些趨勢，開發(fā)新的解決方案來滿足用戶不斷增長的連接需求。

近些年的免提通話體驗，通過藍牙傳輸?shù)郊嫒莸那把b或后裝車載設(shè)備。通過使用更加完善、可靠，并符合電話薄存取規(guī)范(PBAP)的電話簿同步技術(shù)，這種通話體驗將會進一步完善。寬帶語音功能、更高的電話質(zhì)量以及近端增強設(shè)備將會登陸市場。這對語音識別撥號有著巨大的影響。隨著語音質(zhì)量的不斷提高，電話的撥號錯誤率會越來越低。

隨著近些年的不斷成熟，藍牙立體聲流媒體將會得到更加廣泛的使用。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了用戶友好的車載控制裝置，并配有音頻、視頻遠程控制協(xié)議(AVRCP)規(guī)范1.4版。

通過藍牙獲取電話文本信息的SMS和電子郵件也可以很好地適用于導(dǎo)航/信息娛樂設(shè)備，并將在短期內(nèi)被廣泛應(yīng)用。通過車載GPS設(shè)備可以使用更大的屏幕和更加便利的輸入方法。

導(dǎo)航/信息娛樂功能中最令人激動的就是WiFi技術(shù)。WiFi現(xiàn)已被今年4月22日頒布的藍牙技術(shù)規(guī)范廣泛采用。新的藍牙規(guī)范《藍牙3.0版本+高速》有望在2012年應(yīng)用于車載設(shè)備。

WiFi首次應(yīng)用于MAC/PHY交替射頻技術(shù)（AMP），為藍牙提供“快速數(shù)據(jù)通道”。這對于導(dǎo)航/信息娛樂設(shè)備的設(shè)計者來講，無異于得到了一個嶄新且令人興奮的用戶應(yīng)用案例。

消費者現(xiàn)在同步一個完整的音樂集、相冊、視頻或其他媒體集所用的時間是經(jīng)傳統(tǒng)藍牙傳輸所用時間的零頭。傳輸可能從藍牙3.0+HS兼容電話到類似導(dǎo)航/信息娛樂等設(shè)備。對于商務(wù)用戶地圖、遙感勘測、路線、診斷和很多其他長途發(fā)生或者產(chǎn)生的大量信息，現(xiàn)在都能夠很輕松快捷地通過藍牙3.0 +HS從導(dǎo)航/信息娛樂設(shè)備獲得。文件能夠傳輸?shù)揭粋€兼容設(shè)備上，而無需通過物理的有線連接，也無需花費以前那樣長的時間，瞬間即可完成。

通過一個蜂窩連接，這些設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)連接也在同一個層面上。在把便攜游戲設(shè)備、筆記本電腦等設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的過程中，WiFi承擔(dān)著重要的角色。在下載和上傳導(dǎo)航設(shè)備的地圖和遙感勘測數(shù)據(jù)的過程中，蜂窩連接也承擔(dān)重任。

的確，在汽車連接行業(yè)工作其樂無窮。未來的設(shè)備將會擁有更加強大的功能，SiRFprima GPS導(dǎo)航系統(tǒng)市場領(lǐng)先的地位促進了那些技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。