[發明專利]集成衛星導航基帶IP的應用處理器芯片及集成方法

在審

• 申請號: 202110718113.5
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113447967A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 黃海生;李鑫
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發明涉及一種集成衛星導航基帶IP的應用處理器芯片及集成方法。該集成衛星導航基帶IP的應用處理器芯片包括CPU、歷史信息存貯單元、導航信號存儲單元，通道運算存儲單元、時鐘單元及異步收發串口單元，還包括1個導航通道運算單元，導航通道運算存儲單元為應用處理器芯片內部的RAM，且劃分成N段地址空間，對應N個處理通道的運算存儲單元，N≥4，且N為整數；導航通道運算單元采用時分復用，給每個通道分配一段時間進行運算，運算結果分別存儲于N運算存儲單元中；時鐘單元的時鐘頻率根據接收的GPS信號或北斗信號，至少提升為GPS或北斗中頻采樣頻率的N倍，GPS為全球衛星定位系統，中頻采樣頻率≥4.092MHz，北斗為全球衛星導航系統，中頻采樣頻率≥8.184MHz。

技術領域

本發明涉及在應用處理器芯片中集成衛星導航基帶IP，具體涉及一種集成衛星導航基帶IP的應用處理器芯片及集成方法。

背景技術

在手機、PDA或車載導航等需要衛星導航設備的系統中增加衛星導航功能的方法分為三種：一是選擇衛星導航模組；二是選擇導航芯片組(基帶芯片和射頻接收芯片)或單芯片，這兩種方式的優點是簡單易用，缺點是衛星導航模組和導航芯片組的體積大、成本高、功耗大；三是把衛星導航基帶IP直接集成到其應用處理器芯片中，采用處理器芯片的工藝進行加工和生產，將射頻芯片集成到射頻模組中。這種方式的優點是體積小、成本低、功耗低，缺點是集成設計難度大，前期費用較高。

圖1為現有衛星導航系統架構示意圖。包括：CPU、BBRAM導航歷史信息存儲單元、導航信號存儲單元、N個通道單元、異步收發串口單元及時鐘單元。

導航信號存儲單元：存儲接收到的包含所有導航衛星信號的信息。

BBRAM導航歷史信息存儲單元：存放上一次導航結束時，主要的導航信息，用于下一次導航功能啟動，實現快速定位。

CPU：中央處理器，控制系統運行，進行協議處理、定位解算、通信等功能。

通道1～通道N：捕獲、跟蹤、位同步和幀同步通道單元，各個通道單元的功能相同，包含存儲和運算兩個功能單元。存儲是用來存儲通道運算過程的所有的數據，也叫通道運算存儲單元。運算是導航通道運算單元，包括各種運算。

衛星導航基帶信號處理采用SOC系統架構，分為硬件和軟件兩大部分。

軟件部分主要包括基帶電路捕獲策略控制算法和環路跟蹤控制算法、中斷處理、衛星星座和頻點的選擇、定位位置和定時信息解算、定位定時信息輸出的NEMA-0183協議處理、A-GNSS協議處理以及異步收發傳輸器的通信控制等，由一個中央處理器CPU負責處理，通常選用ARM公司的系列處理器，或其它公司的CPU。

硬件部分接收從射頻前端接收芯片輸出的信號，射頻前端芯片中包含ADC單元模塊，輸出信號為數字信號。該數字信號中含有所有導航衛星的信息，對每一顆衛星信號用一個通道或多個通道進行處理。每個通道均包括存儲單元模塊和運算單元模塊，每個通道對衛星信號的處理具體包括捕獲、跟蹤、位同步、幀同步、數據解調及提取測量數據等，每個通道的處理方法完全一致。

目前，在應用處理器芯片中集成衛星導航基帶IP，可以分多個層次進行集成。一是把衛星導航基帶IP，全部集成到應用處理器芯片；二是部分利用應用處理器芯片的資源，如CPU，串口等，把其余部分直接集成到應用處理器芯片中。但這兩種集成方法并沒有充分利用應用處理器芯片中的資源，使衛星導航基帶IP與應用處理器芯片進行深層次的融合。

發明內容

本發明的目的是解決現有在應用處理器芯片中集成衛星導航基帶IP的方法沒有充分利用應用處理器芯片中的資源，不能使衛星導航基帶IP與處理器芯片進行深層次的融合的技術問題，提供一種集成衛星導航基帶IP的應用處理器芯片及集成方法。