許多手機企業(yè)表示，GPS功能將于2008年成為手機的標準配置。據(jù)預測，2005年-2009年，手機GPS解決方案年復合增長率將達到 86%。隨著成本的降低和技術的進步，許多終端廠商和手機設計企業(yè)正在推出相應的方案和產品，手機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注重點。

獨立GPS接收機仍是主流

瑞士u-blox北京代表處首席代表 劉衛(wèi)

    近兩年，我們在市場上已經越來越難找到不帶攝像頭、媒體播放器的手機。今天，我們將看到基于定位的服務在手機上會呈現(xiàn)出同樣的趨勢。GPS接收機體積不斷變小，成本日益降低，這樣，在手持設備(比如手機)上集成GPS功能成為可能。同樣，GPS接收機在功耗方面越來越低，即便是已經集成了眾多的多媒體功能，低功耗的GPS接收機也能保證手機電池工作時間足夠長。

多重因素影響GPS普及

    導航服務是GPS的一大應用，在手機中集成GPS，可以非常輕松地實現(xiàn)車輛的自主導航，用戶將不再因為迷路耽誤自己的行程，便捷而實用。越來越多帶GPS功能的手機反過來將會推動位基服務(LBS)的發(fā)展。LBS應用通過手機的位置信息可以滋生出很多增值服務，比如幫助用戶找到附近的飯店、銀行、交通服務設施等，這種服務將是未來信息領域一個主要的新興市場。

    另一個促使在手機中集成GPS功能的因素是政策的導向，美國的E911以及歐洲和日本類似的政策要求在通過手機報警時提供精確的位置信息。盡管目前中國還沒有類似的強制性政策出臺，但這將是全球的一個趨勢，中國也可能加入這一隊伍。

此外，GPS手機被大眾接受的程度主要同以下幾個因素相關：

    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，使用就會越方便，用戶使用就會越廣泛。u-blox的新一代產品u-blox 5在性能方面將會有極大的提升。

    GPS產品的設計水準。GPS的信號非常弱，任何干擾都會影響到它的接收效果和產品性能。因此GPS產品的設計優(yōu)化程度對產品的性能會產生極大的影響，從而影響用戶對GPS產品的認可和接受程度。因此u-blox極為重視對客戶產品開發(fā)的支持，務求每一個客戶開發(fā)的產品都能在給定的條件下達到最佳效果。

    GPS的系統(tǒng)價格。用戶的數(shù)量永遠同產品的價格成反比。GPS系統(tǒng)的成本包括GPS模塊、GPS處理器等相關元器件和地圖的價格。這些產品的研發(fā)投入都相當巨大，導致GPS系統(tǒng)的成本和價格相對較高。但隨著GPS應用用戶數(shù)量的增長，GPS系統(tǒng)的價格正在快速下降。u-blox正是最近一段時間GPS模塊價格下降的引領者。

    相關服務內容和質量。包括GPS服務供應商、運營商和服務內容的普及程度；地圖的精度和詳細程度；產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)在以上各個方面正在不斷取得進展，相信GPS應用將會在不長的時間內獲得廣泛發(fā)展。

A-GPS方案受寵

    目前的GPS市場中，有各式各樣的產品，比如獨立的GPS接收機，軟GPS接收機(SoftGPS)，基于應用處理器的GPS接收機 (Host based GPS)。SoftGPS和Host Based GPS都需要在系統(tǒng)的應用CPU上運行一部分程序，用戶需要將該程序集成在應用系統(tǒng)中，集成的難度比較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性會受到一定的影響，受實時性方面的限制，GPS的性能也會打一些折扣。u-blox提供的獨立GPS接收機成本不斷下降，并且具有容易集成的優(yōu)點，性能也更加優(yōu)越且穩(wěn)定可靠，對系統(tǒng)的資源占用較少，功耗也比較低，因此我們認為它將仍然是未來市場的主流技術。

    A-GPS使得瞬時定位成為可能，u-blox將為用戶提供便捷的解決方案供手機設計廠商集成。目前，u-blox的所有GPS接收機都帶有 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在啟動時通過訪問服務器，將星歷、歷書、精確的時間等信息下載下來，縮短首次定位時間。 AssistNow Offline不同于AssistNow Online，無須啟動時與服務器建立連接，用戶可以在方便的時候通過因特網(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14天， GPS接收機在啟動的時候根據(jù)該數(shù)據(jù)可以計算出所需的星歷數(shù)據(jù)，快速啟動定位。

    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的設計目標就是著眼于電池驅動的手持設備對性能和功耗的嚴格要求。u-blox 5不僅優(yōu)化了正常工作時的功耗，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在捕獲階段的功耗要比正常工作時的大2～3倍。我們的接收機內嵌電源管理模塊，可以在CPU不需要滿負荷工作時降低功耗，并且用戶可以執(zhí)行配置更多的低功耗模式，在適當?shù)臅r候將接收機置為休眠模式，休眠時電流僅為8μA。

多種封裝提供靈活選擇

    我們的-160dBm的高靈敏度技術使得我們的接收機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、火車車廂等室內環(huán)境下跟蹤微弱的衛(wèi)星信號。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造成的定位不準的現(xiàn)象，同時也能減小干擾信號造成的信號畸變帶來的影響。有了這樣的技術，加上創(chuàng)新的體系結構，使得我們的接收機非常適合在信號條件復雜的挑戰(zhàn)環(huán)境中使用。

    u-blox提供創(chuàng)新的GPS和伽利略定位技術，以單芯片、芯片組或者模塊的形式向用戶提供定位技術。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。最近一些手機設計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設計中。LEA-4S非常易于集成，成本優(yōu)勢突出，為手機設計公司爭取了最快的上市時間，因為我們的模塊設計經過了不斷的優(yōu)化，在出廠前經過了嚴格的檢測，手機設計方無須擔心我們產品的性能隱患，順利地將產品快速投放市場。

    u-blox的產品線非常豐富。我們提供標準GPS產品、高靈敏度產品、汽車慣性導航產品、高精度授時產品、高精度測量產品、支持A-GPS 的產品。作為一家瑞士公司，u-blox一貫秉承瑞士文化中對產品質量精益求精的要求。我們對每一片出廠的模塊都會進行全套的軟硬件測試，確保用戶使用中的故障率不超過50PPM，力求達到業(yè)界的最佳水準。此外，我們擁有一支優(yōu)秀的技術支持團隊，遍布全球，為OEM和ODM客戶提供一流的全程技術支持。

    u-blox 5是我們即將推出的一款性能強大的最新產品。同時我們還有其他若干個新技術和新項目正在研發(fā)過程中，等這些技術研發(fā)完成，客戶將更加容易地在PDA、智能手機以及UMPC等手持設備上集成定位功能。同時我們在伽利略技術的研發(fā)方面也一直走在世界前沿。u-blox 5在硬件上已經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品中加入GPS功能。這將使我們看到GPS市場會在很多年內保持強勁的增長勢頭。

軟GPS方案成熟仍需時日

香港昱博科技有限公司業(yè)務經理 呂玲

    根據(jù)IEK的市場調查報告，2006年，內建GPS的手機的出貨量約為1.04億部，這個數(shù)字在2011年有望達到3.8億部。就很多客戶目前的研發(fā)計劃來看，在今年下半年就會看到手機GPS的流行。未來GPS將會像現(xiàn)在的藍牙一樣流行，相信在2008年或2009年，GPS功能會成為手機的標準配置。

兩因素影響GPS普及

現(xiàn)在影響GPS普及的因素主要有兩點：

    一是價格較高。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。相對硬GPS方案，軟GPS方案無疑在價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。相對于現(xiàn)在市場上很多整體BOM在50美元(甚至更低)的手機方案來講，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)務滯后。大多數(shù)使用過GPS導航服務的朋友都有抱怨：使用的導航地圖得不到及時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，但是到了小城市或者縣城，地圖的準確度就很低了。所以地圖服務水平的提高必定會促進GPS應用的普及。

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(或者手持設備等)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)時間和所需要主芯片資源越多，適合量越來越大的應用。從長遠來看，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間。

    通常Atmel GPS芯片在正常工作時的功耗大約為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高級電源管理控制器(APMC)。

    通常情況下，地面接收到的GPS信號強度很弱；尤其是在高樓林立的城市中，這種情況更加嚴重。一個好的GPS方案，必須要提供很好的接收靈敏度，以達到準確高效接收GPS信號的能力。Atmel GPS在冷啟動時的獲取靈敏度可以達到-142dBm；它的追蹤靈敏度可以達到-158dBm。

Atmel方案獨具優(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。

    我們已經推出了基于Atmel的0625和CSR的BC4-EXT的藍牙G-Mouse(GPS接收器)完整解決方案，客戶如果要做G- mouse產品，可以向我們申請現(xiàn)成的Geber及BOM。我們近期計劃使用Atmel的單芯片GPS方案0635設計一塊適合手機使用的模塊，我們相信此模塊的推出必將縮短我們客戶的GPS設計周期。

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的應用已經從傳統(tǒng)的PND延伸到手機、超薄電腦(UMPC)，各種消費產品也開始集成GPS功能。未來多種應用都會高速增長，PND(便攜導航設備)不再是主導。

    GPS手機被大眾接受的關鍵是快速響應時間和可靠的導航能力，良好的消費者體驗最為重要。另外，各種豐富的應用也是使GPS被更多用戶接受的重要因素。除了定位和導航外，還包括位置短信、社交網(wǎng)絡、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用的基礎。因此，我想強調的是，GPS不只是芯片，它包括芯片、軟件、網(wǎng)絡和整個生態(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會和更多其他的無線技術整合在一起，比如藍牙、移動電視等。我們今年就會發(fā)布一些這樣的新產品。A-GPS被越來越多的運營商支持，它可以顯著地縮短GPS的首次定位時間，更方便運營商開展各種業(yè)務。因此是今后一個發(fā)展方向， SiRF所有的產品都支持A-GPS。

    面對功耗問題，首先我們會從芯片設計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。

    我們提供參考設計、開發(fā)和測試工具來幫助客戶的產品快速進入市場。濾波、元器件的擺放和屏蔽都會影響到產品的性能。我們經驗豐富的技術支持團隊可以保證客戶設計一次成功。

    SiRF的解決方案是目前市場上經過驗證的最成熟、穩(wěn)定、高性能的GPS解決方案。10多年的GPS經驗，使我們的產品在任何環(huán)境下都可以提供出色的定位能力。就產品而言，我們的GPS芯片可分為SiRFstarIII和SiRFInstant兩大架構。SiRFstarIII是我們的旗艦產品，有超過20萬個相關器件，速度和靈敏度都非常好，屬于高性能架構，面向非常廣泛的應用。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。

    SiRFstarIII包括三大產品線:基于Flash的GSC3f/LP系列比較通用，可以用于PND、消費電子和智能手機等；基于ROM 的GSC3LT和GSD3系列則面向手機進行了優(yōu)化。GSD3是面向手機的最新產品，采用單個裸片的單芯片方案，體積最小、功耗最低和靈敏度最高。它采用 90納米RF CMOS工藝，4mm×4mm×0.68mm TFBGA封裝，面積只有約10mm2，靈敏度達-160dBm。由于部分導航軟件運行在系統(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)產品行銷工程師 黃凱

    我們看到市場對GPS的需求越來越大，如今在手機上應用GPS也開始被大家認可。一開始GPS功能會集成到高端手機上，隨著整體解決方案成本的下降，它會向中低端手機市場發(fā)展。今年，我們看到中端手機上開始設計集成GPS。我認為尺寸和成本是GPS被大眾接受要考慮的兩個最主要的因素。

    由于TI擁有DRP(數(shù)字射頻處理器)技術，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路線是提供獨立的GPS單芯片解決方案。相比于市場上的軟件GPS解決方案，我們認為獨立的單芯片方案主要的優(yōu)勢是功耗低。因為在單芯片方案中，GPS的計算和定位功能都在GPS單芯片上完成，不會占用手機主芯片的頻率資源，也不會耗費主芯片的功耗。目前，TI的GPS芯片并沒有集成到我們自己的手機主芯片中，也沒有與藍牙和移動電視等功能集成在一起，在這方面，技術到底如何走要看市場的需求。

    由于NaviLink5.0(NL5350)是一個單芯片方案，在功耗方面比上一代產品改善了75%。而且由于它不需要主芯片進行計算，不耗費主芯片的功耗，能將整個系統(tǒng)的功耗控制得比較低。

    在系統(tǒng)設計方面，由于采用無源天線的效果不是很好，可以外接一個有源天線來提高靈敏度，因此在系統(tǒng)上集成一個有源天線的接口，方便用戶在車載等情況下使用。在芯片設計方面，我們也一直在發(fā)展不同狀況下的計算方式，確保提高芯片的靈敏度。

    目前，TI已經推出新一代GPS單芯片產品——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)應用NaviLink5.0的手機產品，預計今年第四季度這些產品將會量產。（中國電子報）