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      ARM CORTEX-A8在北斗導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用

      2013-09-04 07:46:30袁慶歌
      數(shù)字通信世界 2013年2期
      關(guān)鍵詞:北斗處理器產(chǎn)業(yè)鏈

      北斗一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)開(kāi)通以來(lái),已成功應(yīng)用于水利水電、海洋漁業(yè)、交通運(yùn)輸、氣象測(cè)報(bào)、國(guó)土測(cè)繪、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等領(lǐng)域,牽引推動(dòng)了電子、通信、機(jī)械制造、地理信息等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

      按照計(jì)劃,2020年將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),完成系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)。

      ARM Cortex A8在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用

      我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)按產(chǎn)業(yè)上中下游基本可分為:上游是導(dǎo)航與衛(wèi)星制造、芯片、OEM板卡、模塊、天線等;中游是終端集成、系統(tǒng)集成;下游是銷售、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前期,首先發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用需求將來(lái)自國(guó)防領(lǐng)域和國(guó)家主導(dǎo)的應(yīng)用示范項(xiàng)目,主要產(chǎn)業(yè)鏈的集中在中游產(chǎn)業(yè)。

      近年來(lái),中游產(chǎn)業(yè)的北斗終端主要用于國(guó)防、海洋漁業(yè)、公共安全、通信、水利等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,其應(yīng)用的主要功能包括導(dǎo)航、定位、授時(shí)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。根?jù)應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用特點(diǎn)的差異,北斗用戶終端有手持型、車載型、船載型、指揮型、授時(shí)型、海上救生型及數(shù)據(jù)傳輸型等產(chǎn)品。

      現(xiàn)階段,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于發(fā)展交替期,“北斗一代”服役期基本終結(jié),“北斗二代”正式試運(yùn)行,應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了更新期。中游產(chǎn)業(yè)鏈在“北斗二代”替代“北斗一代”的過(guò)程,中游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品已面臨著巨大的升級(jí)挑戰(zhàn),北斗用戶終端功耗大、便攜性差、成本高、性能不穩(wěn)定等現(xiàn)象,在一定程度上制約了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,原有的硬件核心(ARM9及ARM11)的數(shù)據(jù)的響應(yīng)、處理和控制性能,以及用戶體驗(yàn)都已無(wú)法滿足越來(lái)越多的應(yīng)用需求。

      借助ARM Cortex-A8優(yōu)勢(shì)技術(shù),德州儀器(TI)的Sitara ARM Cortex-A8處理器提供了性能、功率和外設(shè)的理想組合,能夠滿足任何應(yīng)用需求,降低系統(tǒng)成本、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、擴(kuò)展當(dāng)前設(shè)計(jì)的連接,同時(shí)維護(hù)了TI ARM9處理器和ARM11處理器產(chǎn)品系列內(nèi)軟件的兼容性。一些終端廠商根據(jù)北斗導(dǎo)航領(lǐng)域的特殊要求,以及ARM Cortex-A8的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品具有下列優(yōu)勢(shì):

      ⊙ 性能保證:TI處理器集成了高達(dá)1.0GHz ARM Cortex-A8 RISC內(nèi)核,性能上較之前核心提高了40%,集成POWERVR SGX顯示核心,圖形性能翻了一倍,且功耗比上一代產(chǎn)品降低了30%。

      ⊙ 快速反響能力:快速的啟動(dòng),快速的數(shù)據(jù)反響,減小終端等待時(shí)間,增強(qiáng)用戶體驗(yàn),切合北斗特殊領(lǐng)域應(yīng)用響應(yīng)時(shí)間需求。

      ⊙ 安全的存儲(chǔ)架構(gòu):操作系統(tǒng)、程序、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ),三部分實(shí)體獨(dú)立存在,保證了安全穩(wěn)定性。⊙ 軟件兼容優(yōu)化:提供對(duì)Windows嵌入式CE及其他RTOS解決方案的支持,提供底層驅(qū)動(dòng)優(yōu)化支持,有很高的兼容切合度。

      ⊙ 智能電源管理:實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池過(guò)充過(guò)放優(yōu)化處理,防止反復(fù)充放電帶來(lái)電池壽命的降低。

      ⊙ 可擴(kuò)展升級(jí)性:產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口,便于應(yīng)用的擴(kuò)展及服務(wù)的升級(jí),適應(yīng)更高要求應(yīng)用。

      ⊙ 長(zhǎng)期供貨保證:TI工業(yè)級(jí)芯片,在保證品質(zhì)可靠性情況下,可保證高性能及長(zhǎng)期供貨性。

      ⊙ 低溫環(huán)境支持:選用寬溫元器件、部件(高可靠、高壽命寬溫電阻屏和WLED工業(yè)級(jí)寬、低功耗液晶屏),經(jīng)過(guò)低溫測(cè)試,滿足低溫-40o環(huán)境工作需求,并預(yù)留預(yù)加熱功能,保證高可靠性。

      ⊙ 寬壓輸入支持:滿足9~36V供電環(huán)境,同時(shí)加入了過(guò)壓、過(guò)流、浪涌、防反接及短接保護(hù),滿足國(guó)際車載供電標(biāo)準(zhǔn)要求。

      ⊙ 電磁兼容性:滿足靜電放電抗擾度、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度、瞬態(tài)抗擾度等級(jí)要求,可滿足復(fù)雜的電磁環(huán)境中。

      ⊙ 系統(tǒng)整合性:先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及積累的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化主板設(shè)計(jì),保證系統(tǒng)整體輕薄情況下,使整體系統(tǒng)可達(dá)到一定要求沖擊、振動(dòng)、碰撞、跌落、傾斜條件,同時(shí)實(shí)現(xiàn)全密封設(shè)計(jì),具有較高的防護(hù)等級(jí),滿足特殊行業(yè)的嚴(yán)酷環(huán)境應(yīng)用。

      ⊙ 快速的上市能力:豐富的行業(yè)應(yīng)用電子開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及可靠健全的供應(yīng)鏈系統(tǒng),可進(jìn)行產(chǎn)品的快速定制,達(dá)到迅速推向市場(chǎng)的能力。

      綜合以上產(chǎn)品特點(diǎn)優(yōu)勢(shì),恰逢北斗快速發(fā)展更新?lián)Q代時(shí)期,這些終端廠商設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高性能北斗終端產(chǎn)品,迎合了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)中的中游產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用需求,為最終用戶提供高主頻、高計(jì)算能力、高可靠、高擴(kuò)展性、快速響應(yīng)等關(guān)鍵指標(biāo)的產(chǎn)品架構(gòu),產(chǎn)品應(yīng)用架構(gòu)見(jiàn)圖1。

      北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域應(yīng)用展望

      對(duì)于未來(lái)中國(guó)的導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)格局,以“北斗”為核心推動(dòng)力,推進(jìn)中國(guó)GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展;以衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈為主線,構(gòu)建并完善衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系;以衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系為基礎(chǔ),構(gòu)建新時(shí)空服務(wù)體系;以新時(shí)空服務(wù)體系為主體,打造新一代信息技術(shù)核心與基礎(chǔ),推進(jìn)智能信息產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

      北斗導(dǎo)航將于2013年率先在軍用領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,進(jìn)而拓展到行業(yè),最后于2017年左右在大眾消費(fèi)領(lǐng)域取得大規(guī)模應(yīng)用。北斗應(yīng)用領(lǐng)域滲透方式以軍用→行業(yè)應(yīng)用→軍民共用→大眾消費(fèi)路線逐步推進(jìn),有廣闊的市場(chǎng)需求;同樣,北斗產(chǎn)業(yè)鏈相應(yīng)產(chǎn)品也是以同樣的方式進(jìn)行演進(jìn)滲透,ARM Cortex-A8核心處理器將會(huì)成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)中游產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品中的主流處理器,為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的產(chǎn)品迎來(lái)高性能時(shí)代。

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