意法半導(dǎo)體：北斗+GPS引領(lǐng)汽車級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)定位

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2014年以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外支持北斗系統(tǒng)的定位產(chǎn)品陸續(xù)推向市場(chǎng)，加之政府對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的設(shè)立，北斗產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入了爆發(fā)期。許多專家、院士紛紛表示，北斗系統(tǒng)在性能上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是在東南亞的低緯度地區(qū)，同時(shí)在芯片的價(jià)格上也會(huì)逐步進(jìn)入親民化的路線。

衛(wèi)星導(dǎo)航為汽車信息娛樂(lè)市場(chǎng)創(chuàng)造百億價(jià)值

在2014年第二季度，意法半導(dǎo)體(ST)作為綜合排名全球第三、擁有專門汽車芯片制造廠和供應(yīng)鏈的半導(dǎo)體廠商，其汽車產(chǎn)品部門（APG）的收入貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到了25%。從保時(shí)捷、法拉利等高級(jí)跑車到奔馳、寶馬等高級(jí)轎車，再到長(zhǎng)安、長(zhǎng)城等國(guó)產(chǎn)汽車，ST在動(dòng)力總成、車身電子、汽車安全、信息娛樂(lè)這四大領(lǐng)域的產(chǎn)品和解決方案分別有著廣泛的應(yīng)用。

ST大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品事業(yè)部市場(chǎng)和應(yīng)用總監(jiān)Edoardo Merli表示，燃油經(jīng)濟(jì)性、安全防盜、娛樂(lè)和遠(yuǎn)程信息處理這三大高度交互的應(yīng)用領(lǐng)域是未來(lái)汽車發(fā)展的主要趨勢(shì)，新的市場(chǎng)需求將引發(fā)汽車需要諸多的創(chuàng)新IP技術(shù)。

根據(jù)2013年度《中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》報(bào)告所述，北斗導(dǎo)航設(shè)備在2013年的出貨量達(dá)到了140萬(wàn)件，2014年預(yù)計(jì)將達(dá)到800萬(wàn)件，而2016年則將達(dá)到3000萬(wàn)件。其中，以私家車、移動(dòng)終端、互聯(lián)網(wǎng)為主的大眾類導(dǎo)航應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了一半以上的市場(chǎng)。

值得注意的是，音頻、衛(wèi)星定位、地面和衛(wèi)星數(shù)字廣播是ST在汽車信息娛樂(lè)領(lǐng)域的三大目標(biāo)市場(chǎng)，其2012到2017年的符合年增長(zhǎng)率將達(dá)到7.4%，其中在2012年的市場(chǎng)總值已經(jīng)超過(guò)了170億美元。針對(duì)這幾個(gè)市場(chǎng)，ST分別推出了針對(duì)汽車收音機(jī)及其導(dǎo)航系統(tǒng)的處理器系列產(chǎn)品Accordo和Cartesio，TeseoII衛(wèi)星定位接收器以及高性能汽車GNSS解決方案。

Edoardo Merli認(rèn)為，全球衛(wèi)星導(dǎo)航的市場(chǎng)非常大，所以確定一個(gè)恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)領(lǐng)域與產(chǎn)品定位非常重要。ST在汽車級(jí)半導(dǎo)體領(lǐng)域積累了幾十年的深厚經(jīng)驗(yàn)，這也正是衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品最合適的目標(biāo)領(lǐng)域，同時(shí)可以避免與高通、博通的產(chǎn)品在手機(jī)導(dǎo)航市場(chǎng)的直接競(jìng)爭(zhēng)。

Teseo III——多星座組合運(yùn)算性能提高定位精度

ST汽車產(chǎn)品事業(yè)部車用信息娛樂(lè)系統(tǒng)部門衛(wèi)星定位產(chǎn)品市場(chǎng)及業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Gianvito Giuffrida表示，自1993年起，ST的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器芯片的定位精度就躋于世界前列。

2011年1月，意法半導(dǎo)體推出了同時(shí)跟蹤 GPS、Galileo、Glonass和QZSS混合信號(hào)的TeseoII系列衛(wèi)星接收器芯片。2014年1月，意法半導(dǎo)體推出了同時(shí)跟蹤GPS、Glonass、Galileo、北斗和QZSS信號(hào)的Teseo III系列產(chǎn)品。

Teseo III 框圖

Teseo III系列目前有兩條產(chǎn)品線，其中STA8089系列增加了對(duì)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的支持，與Teseo II系列腳對(duì)腳兼容，讓客戶能夠快速移植（或升級(jí)）應(yīng)用。除支持中國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)外，STA8090系列還新增一個(gè)能效更高的電源管理單元。

Teseo III系列基于ARM9的處理內(nèi)核，在單一芯片上整合多個(gè)獨(dú)立的射頻單元、數(shù)字控制器和閃存，可同時(shí)追蹤多個(gè)不同的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。在高樓林立導(dǎo)致衛(wèi)星訊號(hào)不強(qiáng)的都市，Teseo III可為目標(biāo)應(yīng)用提供優(yōu)異的定位準(zhǔn)確度。像Teseo系列的其它產(chǎn)品一樣，Teseo III兼具高定位準(zhǔn)確度、高室內(nèi)靈敏度、強(qiáng)大的處理性能和豐富的外設(shè)/接口，可以滿足市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)汽車器件的需求。

Teseo多星座組合運(yùn)算系統(tǒng)配制

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通過(guò)Teseo多星座組合運(yùn)算系統(tǒng)的配制情況，可以了解到Teseo III系列通過(guò)2個(gè)并行射頻通道（RF1 RF2）來(lái)同時(shí)處理來(lái)自多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)。此外，Teseo支持ST-AGPS (自我學(xué)習(xí)輔助-GPS) ，省去了從衛(wèi)星獲取GPS星歷數(shù)據(jù)的初始過(guò)程，因此首次定位時(shí)間極短。

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精度是考核汽車級(jí)導(dǎo)航的核心發(fā)展目標(biāo)

ST汽車產(chǎn)品事業(yè)部車用信息娛樂(lè)系統(tǒng)部門衛(wèi)星定位產(chǎn)品線市場(chǎng)及業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Ganvito Giuffrida強(qiáng)調(diào)說(shuō)，ST在定位產(chǎn)品中一向強(qiáng)調(diào)精度的提高。因?yàn)閷?duì)汽車級(jí)的導(dǎo)航產(chǎn)品的要求和手機(jī)導(dǎo)航產(chǎn)品是截然不同的，它要求零缺陷的芯片質(zhì)量、高度的可靠性以及高度的精確性。也許在常見(jiàn)的導(dǎo)航應(yīng)用中，幾十米的誤差不會(huì)帶來(lái)甚多影響，但在高速收費(fèi)、緊急救援、地震等特殊情況下，幾米的誤差都是難以容忍的。所以，通過(guò)支持更多衛(wèi)星來(lái)提高導(dǎo)航的精度是ST的核心目標(biāo)。此外，在產(chǎn)品推進(jìn)和升級(jí)的過(guò)程中，復(fù)雜的算法也同樣發(fā)揮著重要的作用。

ST大中華及南亞區(qū)車用信息娛樂(lè)系統(tǒng)部門車用處理器和衛(wèi)星定位產(chǎn)品線市場(chǎng)部經(jīng)理鐘誠(chéng)舉例說(shuō)，像在前兩年北京曾遭遇過(guò)的特大暴雨這種極端情況下，即使汽車已被淹沒(méi)在水下，只要汽車可以進(jìn)行精確的衛(wèi)星導(dǎo)航，那么就可以很快確定被困人的精確位置，有效的阻止悲劇的發(fā)生。而他相信，中國(guó)也將會(huì)追隨此發(fā)展方向，并形成極大的市場(chǎng)空間。

據(jù)悉，Teseo系列可以直接提供慣性導(dǎo)航方案，通過(guò)ARM內(nèi)核便可以控制MEMS、GSM等通訊，而不再需要額外添加其他模組。

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從上圖可以看出，僅GPS或僅GPS的導(dǎo)航路線皆與實(shí)際道路有一定偏離，而GPS+北斗多星座組合的導(dǎo)航則與實(shí)際道路較為一致。

目前，STA8089FG、STA8089GA、STA8090FG、STA8090EXG系列已經(jīng)開始提供工程樣片及評(píng)估板，STA8090WG的工程樣片及評(píng)估板將在2014年第4季度上市。

Ganvito Giuffrida透露說(shuō)，Teseo從支持4個(gè)衛(wèi)星的32通道GNSS引擎發(fā)展到支持北斗2的48通道系統(tǒng)，用了3年的時(shí)間。在下一個(gè)三年中，ST將通過(guò)改進(jìn)微型架構(gòu)，推進(jìn)支持7個(gè)衛(wèi)星的第4代GNSS引擎。

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