全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 提供的不僅僅是廣受歡迎的 GPS 技術，而且是半導體市場中增長最快的技術之一。它已成為智能手機的關鍵組成部分，GNSS 有助于識別位置并提供地圖數據和其他服務。正在招手的下一個前沿領域是智能手表和眼鏡等低功耗定位可穿戴設備的集成。

在聯網汽車和自動駕駛汽車的行業(yè)推動下，車載導航和遠程信息處理系統(tǒng)也在穩(wěn)步推進。在這個領域，GNSS 是汽車儀表板發(fā)展的主要組成部分。

只使用 GPS 衛(wèi)星信號；GLONASS增強了 GNSS 設置。這導致信號接收、精度和覆蓋效率方面的明顯改善。目前有兩個 GNSS 業(yè)務正在運行——無處不在的 GPS 和俄羅斯的 GLONASS——而兩個新的星座處于半運行狀態(tài)，并正在逐步走向完全覆蓋全球。

由歐盟建造的全球衛(wèi)星星座伽利略正在發(fā)射衛(wèi)星；預計在 2020 年提供全面服務。然后是來自中國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，該系統(tǒng)自 2012 年以來已在亞洲部分運行，到 2020 年實現全球覆蓋。

此外，已經在不同地區(qū)使用差分 GPS 建造了本地增強星座，例如日本的準天頂衛(wèi)星系統(tǒng) （QZSS） 和幾個天基增強系統(tǒng) （SBAS），其中地面站將增強和校正的信號傳送到系統(tǒng)。因此，目前由 GPS 和 GLONASS 組成的 GNSS 世界將在未來幾年擁有更多的公司——或者更確切地說是更多的衛(wèi)星星座，這對消費者來說是一件好事。

你可能會問為什么這對消費者有好處。首先，GNSS 接收器用于計算位置精度的衛(wèi)星數量直接影響最終的位置精度。在香港、紐約和舊金山等城市中心，信號反射經常會混淆 GNSS 接收器，導致定位錯誤。因此，多個星座在密集的城市環(huán)境和衛(wèi)星能見度通常受到影響的山區(qū)具有明顯的優(yōu)勢。

其次，新建的衛(wèi)星星座帶來了更高的可靠性、更準確的定位和更快的首次定位時間等關鍵優(yōu)勢。最后，對于定位服務本身就是一個行業(yè)，更多的衛(wèi)星星座意味著更高質量的定位和地圖服務，最終帶來更好的用戶體驗。

多星座 GNSS 接收器芯片組終于到貨了。這些單芯片 IC 允許從任何衛(wèi)星以可互換的方式傳輸最佳信號，而不受星座的影響，這反過來又提高了密集城市和其他具有挑戰(zhàn)性區(qū)域的導航精度。然而，這些支持多種 GNSS 標準的芯片大多在硬件中實現了不同的無線電和 PHY。另一方面，軟件定義的 GNSS 系統(tǒng)允許片上系統(tǒng) （SoC） 設計人員在最少使用硬件加速器的情況下整合多星座導航功能。

與硬件實施相比，基于軟件的 GNSS 解決方案為芯片設計人員提供了一些關鍵優(yōu)勢。例如，許多工程問題在很大程度上支持基于軟件的方法，例如與 GPS 時間不同的 GLONASS 衛(wèi)星星座時間。此外，這兩個衛(wèi)星系統(tǒng)以不同的頻率運行，從而導致信道間偏差。

然后，來自不同衛(wèi)星的 GNSS 信道之間存在多徑干擾問題，以及 GNSS 和通常駐留在同一塊板上的蜂窩信號之間的干擾。基于軟件的設計通過提供更大的靈活性和可編程性，讓芯片開發(fā)人員能夠更好地應對這些挑戰(zhàn)，尤其是在芯片組被放置在最終產品上之后。此外，它還允許芯片組供應商通過添加新衛(wèi)星來增加新功能。

以軟件為中心的 GNSS 解決方案還在功率、芯片面積和設計靈活性方面為 SoC 設計人員提供了更多切實的好處。在功率方面，手機內部的室外 GNSS 信號大約比蜂窩信號弱 1，000 倍，這正好說明了 GNSS 芯片組的功率挑戰(zhàn)程度。其次，除了弱 GNSS 信號的恢復之外，來自不同衛(wèi)星星座的更多射頻通道進一步增加了 GNSS 芯片組設計中的功率限制。

具有集成射頻的基于軟件的 GNSS 芯片組比硬件解決方案消耗更少的功率。以伽利略衛(wèi)星導航（GSN） 為例，它的 GNSS 接收器可以在一個帶有幾個小型硬件加速器的CEVA-TeakLite-4 處理器上同時運行多個軟件實現。

在查看芯片面積時，智能手機和可穿戴設備中的小尺寸設計將明顯受益于基于軟件的基帶實現所實現的芯片面積減少。最后，以 DSP 為中心的軟件解決方案讓 GNSS 接收器設計人員可以通過軟件輕松升級他們的設計，以包括未來的衛(wèi)星星座，例如北斗和伽利略。GNSS 接收器芯片組中處理更多衛(wèi)星信號的基帶設計將不可避免地導致處理精度管理和糾錯等任務的處理能力更強。支持多個衛(wèi)星星座的 GNSS 芯片組顯然需要更多通道，而在這里，軟件解決方案可以有效應對各種調制標準，同時管理多個 GNSS 星座的信號處理需求。

審核編輯：郭婷