合作信息
單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片
發(fā)布單位：中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
所屬行業(yè)：電子信息
合作信息類型：成果轉(zhuǎn)讓
機(jī)構(gòu)類型：科研院所
供求關(guān)系：供應(yīng)
合作信息期限：2016-2
參考價(jià)格：面議
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合作信息簡介
【技術(shù)簡介】隨著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成東南亞的覆蓋，于2012年12月進(jìn)入試運(yùn)行階段，為我國開展北斗導(dǎo)航芯片的研制和產(chǎn)業(yè)化提供了必要條件。
目前北斗導(dǎo)航終端基本建立在兩片機(jī)（射頻前端+基帶處理）的基礎(chǔ)上，其射頻前端利用傳統(tǒng)的超外差接收方式將導(dǎo)航信號下變頻至中頻進(jìn)行采樣，這種體系架構(gòu)的不足之處：一是集成度不高，電路構(gòu)成復(fù)雜，芯片內(nèi)部電路種類和數(shù)量相對較多。二是芯片內(nèi)部模擬電路規(guī)模相對較大，不利于利用先進(jìn)制造工藝來改善芯片的功耗。為了解決上述問題，在充分調(diào)研目前GPS芯片的體系架構(gòu)和未來發(fā)展方向，同時(shí)結(jié)合中國電科38所多年從事數(shù)字陣列雷達(dá)技術(shù)積累,在此基礎(chǔ)上，提出了基于射頻直接采樣技術(shù)的單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片設(shè)計(jì)。其體系架構(gòu)如圖所示：
單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片體系架構(gòu)
導(dǎo)航信號通過天線接收耦合經(jīng)片外的低噪聲放大器放大，實(shí)現(xiàn)低靈敏度接收；通過聲表濾波器濾除帶外干擾，再進(jìn)入片內(nèi)的射頻放大器放大，其放大增益要確保ADC采樣時(shí)可以實(shí)現(xiàn)噪聲分層，ADC采樣的信號進(jìn)入ASIC電路進(jìn)行數(shù)字下變頻處理得到基帶信號，進(jìn)行捕獲和跟蹤處理得到導(dǎo)航電文，在CPU中進(jìn)行位置解算，最后通過串口輸出PVT信息。
【技術(shù)特點(diǎn)】受客觀條件限制，目前市場上的民用北斗導(dǎo)航終端基本建立在兩片機(jī)（射頻前端+基帶處理）基礎(chǔ)上?；趦善瑱C(jī)的終端架構(gòu)技術(shù)相對成熟，難度較小。但隨著民用北斗ICD文件的公布，國外從事衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的廠商憑借其成熟技術(shù)會很快推出北斗導(dǎo)航芯片沖擊國內(nèi)市場，民用市場關(guān)心的是性價(jià)比，而目前國內(nèi)導(dǎo)航芯片由于集成度有限，在成本和性能上很難和國外基于單芯片的導(dǎo)航終端形成競爭，因此為了提高民用產(chǎn)品的性價(jià)比，必須研制基于單芯片的北斗導(dǎo)航終端是開展未來民用北斗導(dǎo)航終端產(chǎn)業(yè)化的必由之路。
隨著超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)水平和先進(jìn)制造工藝的發(fā)展，為基于射頻直接采樣的單片北斗芯片研制提供了可能。采用射頻直接采樣技術(shù)主要是利用“模擬最小化，數(shù)字最大化”，通過“摩爾定律”來降低芯片的面積和功耗，因?yàn)閿?shù)字電路的功耗會隨著先進(jìn)制造工藝下降，而模擬電路則不能。目前中國電科38所已完成了基于55nm CMOS工藝的單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片的樣片研制，相對業(yè)內(nèi)同一制造工藝的芯片，在功耗和成本方面有一定的優(yōu)勢。為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，后期擬在此基礎(chǔ)上，研制28nm制造工藝的單片北斗導(dǎo)航芯片，通過工藝升級，進(jìn)一步提高功耗和降低面積，提升產(chǎn)品性能。
【技術(shù)指標(biāo)】
單芯片SOC體系架構(gòu)
支持BD2（B1）/GPS（L1）單模/雙模聯(lián)合定位
定位精度：3米（GDOP≤3，CEP 95%）
捕獲靈敏度：-145dBm
跟蹤靈敏度：-160dBm
測速精度：0.1米/秒
授時(shí)精度：100ns
冷啟動：≤35秒
熱啟動：≤1秒
工作電壓：2.5V/1.2V
平均功耗：160mW
輸出接口和協(xié)議：RS-232/NEMA-0183
封裝形式：BGA121（8mm×8mm）
【技術(shù)水平】國際領(lǐng)先
【可應(yīng)用領(lǐng)域和范圍】應(yīng)用領(lǐng)域：航運(yùn)、交通、車載監(jiān)控、車載導(dǎo)航、手持及物品跟蹤、電信/電力授時(shí)、氣象探測等；
應(yīng)用意向單位：國網(wǎng)電力、展訊通信、成都天奧、北京蒼穹數(shù)碼和四創(chuàng)電子等
【專利狀態(tài)】已申請專利5項(xiàng)
【技術(shù)狀態(tài)】樣品、實(shí)驗(yàn)室階段
【合作方式】技術(shù)服務(wù)
【投入需求】1000萬元
【轉(zhuǎn)化周期】1年
【預(yù)期效益】目前全球衛(wèi)星導(dǎo)航終端主要是GPS市場，其終端使用的芯片基本上被U-Blox和SiRF為代表的國外幾大廠商所占據(jù)，我國是GPS導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的大國，《國家中長期衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展規(guī)劃》中指出：2020年中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)可達(dá)4000億元，因此其未來市場空間難以想象。
北斗導(dǎo)航芯片民用產(chǎn)品主要集中在智能手機(jī)和車載終端。根據(jù)工信部電信研究院公布的數(shù)據(jù)，2012年上半年國內(nèi)智能機(jī)總體出貨量達(dá)9485.5萬部，占同期手機(jī)市場出貨量的48.66%。在智能手機(jī)突飛猛進(jìn)的同時(shí)，導(dǎo)航已成為標(biāo)配功能，隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的完善，在中國，北斗導(dǎo)航取代GPS導(dǎo)航是必然趨勢。智能手機(jī)如果按照平均增長率20%計(jì)算，2015年達(dá)1.8億部，2017年達(dá)2.5億部，如果到2017年智能手機(jī)的北斗導(dǎo)航成為標(biāo)配，假設(shè)內(nèi)嵌北斗導(dǎo)航的IP按1美金來算，總計(jì)2.5億個(gè)美金。如果項(xiàng)目后續(xù)28nm的導(dǎo)航IP占領(lǐng)智能手機(jī)市場的10%，則銷售額可達(dá)2500萬美金，約1.5億人民幣。
目前我國已進(jìn)入汽車發(fā)展大國，受汽車保有量不斷增多的影響，車載導(dǎo)航前裝市場銷售總量也呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，據(jù)易觀智庫統(tǒng)計(jì)：2010年，中國汽車銷量在1800多萬輛，共計(jì)600多個(gè)車型，從汽車的總數(shù)來看，前裝滲透率大概是5%，約90萬臺; 2011年前裝車載導(dǎo)航市場月104萬臺，2012年是130萬臺；在前裝導(dǎo)航滲透率不斷提升的同時(shí)，后裝車載市場也在蓬勃發(fā)展。據(jù)易觀智庫統(tǒng)計(jì)：2011年后裝車載導(dǎo)航市場月550萬臺，2012年是673萬臺；如果前后裝車載導(dǎo)航市場按照22%的增長考慮，到2015年年后裝車載導(dǎo)航市場達(dá)1452萬臺，2017年達(dá)2160萬臺，假設(shè)一個(gè)北斗導(dǎo)航模組40元，總計(jì)市場份額8.6億，如果本項(xiàng)目的北斗導(dǎo)航芯片占領(lǐng)車載導(dǎo)航市場的15%，則銷售額可達(dá)1.3億元人民幣。再考慮其它民用市場支持，因此未來經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
【聯(lián)系方式】朱家兵0551-65869775/13965081073
目前北斗導(dǎo)航終端基本建立在兩片機(jī)（射頻前端+基帶處理）的基礎(chǔ)上，其射頻前端利用傳統(tǒng)的超外差接收方式將導(dǎo)航信號下變頻至中頻進(jìn)行采樣，這種體系架構(gòu)的不足之處：一是集成度不高，電路構(gòu)成復(fù)雜，芯片內(nèi)部電路種類和數(shù)量相對較多。二是芯片內(nèi)部模擬電路規(guī)模相對較大，不利于利用先進(jìn)制造工藝來改善芯片的功耗。為了解決上述問題，在充分調(diào)研目前GPS芯片的體系架構(gòu)和未來發(fā)展方向，同時(shí)結(jié)合中國電科38所多年從事數(shù)字陣列雷達(dá)技術(shù)積累,在此基礎(chǔ)上，提出了基于射頻直接采樣技術(shù)的單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片設(shè)計(jì)。其體系架構(gòu)如圖所示：
單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片體系架構(gòu)
導(dǎo)航信號通過天線接收耦合經(jīng)片外的低噪聲放大器放大，實(shí)現(xiàn)低靈敏度接收；通過聲表濾波器濾除帶外干擾，再進(jìn)入片內(nèi)的射頻放大器放大，其放大增益要確保ADC采樣時(shí)可以實(shí)現(xiàn)噪聲分層，ADC采樣的信號進(jìn)入ASIC電路進(jìn)行數(shù)字下變頻處理得到基帶信號，進(jìn)行捕獲和跟蹤處理得到導(dǎo)航電文，在CPU中進(jìn)行位置解算，最后通過串口輸出PVT信息。
【技術(shù)特點(diǎn)】受客觀條件限制，目前市場上的民用北斗導(dǎo)航終端基本建立在兩片機(jī)（射頻前端+基帶處理）基礎(chǔ)上?；趦善瑱C(jī)的終端架構(gòu)技術(shù)相對成熟，難度較小。但隨著民用北斗ICD文件的公布，國外從事衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的廠商憑借其成熟技術(shù)會很快推出北斗導(dǎo)航芯片沖擊國內(nèi)市場，民用市場關(guān)心的是性價(jià)比，而目前國內(nèi)導(dǎo)航芯片由于集成度有限，在成本和性能上很難和國外基于單芯片的導(dǎo)航終端形成競爭，因此為了提高民用產(chǎn)品的性價(jià)比，必須研制基于單芯片的北斗導(dǎo)航終端是開展未來民用北斗導(dǎo)航終端產(chǎn)業(yè)化的必由之路。
隨著超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)水平和先進(jìn)制造工藝的發(fā)展，為基于射頻直接采樣的單片北斗芯片研制提供了可能。采用射頻直接采樣技術(shù)主要是利用“模擬最小化，數(shù)字最大化”，通過“摩爾定律”來降低芯片的面積和功耗，因?yàn)閿?shù)字電路的功耗會隨著先進(jìn)制造工藝下降，而模擬電路則不能。目前中國電科38所已完成了基于55nm CMOS工藝的單片BD2/GPS雙模導(dǎo)航芯片的樣片研制，相對業(yè)內(nèi)同一制造工藝的芯片，在功耗和成本方面有一定的優(yōu)勢。為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，后期擬在此基礎(chǔ)上，研制28nm制造工藝的單片北斗導(dǎo)航芯片，通過工藝升級，進(jìn)一步提高功耗和降低面積，提升產(chǎn)品性能。
【技術(shù)指標(biāo)】
單芯片SOC體系架構(gòu)
支持BD2（B1）/GPS（L1）單模/雙模聯(lián)合定位
定位精度：3米（GDOP≤3，CEP 95%）
捕獲靈敏度：-145dBm
跟蹤靈敏度：-160dBm
測速精度：0.1米/秒
授時(shí)精度：100ns
冷啟動：≤35秒
熱啟動：≤1秒
工作電壓：2.5V/1.2V
平均功耗：160mW
輸出接口和協(xié)議：RS-232/NEMA-0183
封裝形式：BGA121（8mm×8mm）
【技術(shù)水平】國際領(lǐng)先
【可應(yīng)用領(lǐng)域和范圍】應(yīng)用領(lǐng)域：航運(yùn)、交通、車載監(jiān)控、車載導(dǎo)航、手持及物品跟蹤、電信/電力授時(shí)、氣象探測等；
應(yīng)用意向單位：國網(wǎng)電力、展訊通信、成都天奧、北京蒼穹數(shù)碼和四創(chuàng)電子等
【專利狀態(tài)】已申請專利5項(xiàng)
【技術(shù)狀態(tài)】樣品、實(shí)驗(yàn)室階段
【合作方式】技術(shù)服務(wù)
【投入需求】1000萬元
【轉(zhuǎn)化周期】1年
【預(yù)期效益】目前全球衛(wèi)星導(dǎo)航終端主要是GPS市場，其終端使用的芯片基本上被U-Blox和SiRF為代表的國外幾大廠商所占據(jù)，我國是GPS導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的大國，《國家中長期衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展規(guī)劃》中指出：2020年中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)可達(dá)4000億元，因此其未來市場空間難以想象。
北斗導(dǎo)航芯片民用產(chǎn)品主要集中在智能手機(jī)和車載終端。根據(jù)工信部電信研究院公布的數(shù)據(jù)，2012年上半年國內(nèi)智能機(jī)總體出貨量達(dá)9485.5萬部，占同期手機(jī)市場出貨量的48.66%。在智能手機(jī)突飛猛進(jìn)的同時(shí)，導(dǎo)航已成為標(biāo)配功能，隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的完善，在中國，北斗導(dǎo)航取代GPS導(dǎo)航是必然趨勢。智能手機(jī)如果按照平均增長率20%計(jì)算，2015年達(dá)1.8億部，2017年達(dá)2.5億部，如果到2017年智能手機(jī)的北斗導(dǎo)航成為標(biāo)配，假設(shè)內(nèi)嵌北斗導(dǎo)航的IP按1美金來算，總計(jì)2.5億個(gè)美金。如果項(xiàng)目后續(xù)28nm的導(dǎo)航IP占領(lǐng)智能手機(jī)市場的10%，則銷售額可達(dá)2500萬美金，約1.5億人民幣。
目前我國已進(jìn)入汽車發(fā)展大國，受汽車保有量不斷增多的影響，車載導(dǎo)航前裝市場銷售總量也呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，據(jù)易觀智庫統(tǒng)計(jì)：2010年，中國汽車銷量在1800多萬輛，共計(jì)600多個(gè)車型，從汽車的總數(shù)來看，前裝滲透率大概是5%，約90萬臺; 2011年前裝車載導(dǎo)航市場月104萬臺，2012年是130萬臺；在前裝導(dǎo)航滲透率不斷提升的同時(shí)，后裝車載市場也在蓬勃發(fā)展。據(jù)易觀智庫統(tǒng)計(jì)：2011年后裝車載導(dǎo)航市場月550萬臺，2012年是673萬臺；如果前后裝車載導(dǎo)航市場按照22%的增長考慮，到2015年年后裝車載導(dǎo)航市場達(dá)1452萬臺，2017年達(dá)2160萬臺，假設(shè)一個(gè)北斗導(dǎo)航模組40元，總計(jì)市場份額8.6億，如果本項(xiàng)目的北斗導(dǎo)航芯片占領(lǐng)車載導(dǎo)航市場的15%，則銷售額可達(dá)1.3億元人民幣。再考慮其它民用市場支持，因此未來經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
【聯(lián)系方式】朱家兵0551-65869775/13965081073
