في الوقت الحالي، تشتمل رقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل أساسي على مكونات مثل مستقبلات الترددات اللاسلكية للنظم العالمية لسواتل الملاحة ومعالجات إشارات النطاق الأساسي للنظم العالمية لسواتل الملاحة والمعالجات الدقيقة وإدارة الطاقة ووحدات الذاكرة والتحكم وأجهزة التخزين والأجهزة التسلسلية ودوائر الواجهة الطرفية. ونظراً لتعقيد تصميم الرقائق، وخاصةً دمج الترددات اللاسلكية والنطاق الأساسي في رقائق SoC، فإن القدرة على تصميم رقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية تؤثر بشكل مباشر على أدائها وحساسيتها واستهلاكها للطاقة وحجمها وتكلفتها. وهذا بدوره يؤثر بشكل كبير على القدرة التنافسية لمنتجات محطات الملاحة وتحديد المواقع. لذلك، فإن اتجاه تطوير رقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية يمثل إلى حد كبير اتجاهات منتجات محطات الملاحة عبر الأقمار الصناعية. من هيكل رقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية، من الواضح أن التكامل والأداء واستهلاك الطاقة ستكون التحديات التكنولوجية الرئيسية لتطوير رقائق بيدو في المستقبل.

اتجاهات تطوير تكنولوجيا الرقائق الإلكترونية

1. عملية مناسبة وتصميم تكامل الرقاقة المتكاملة لتحسين تكامل الرقاقة
في الوقت الحالي، العملية الأكثر نضجًا وفعالية من حيث التكلفة لرقائق الملاحة وتحديد المواقع هي عملية CMOS بحجم 40 نانومتر، والتي توفر مزايا مثل انخفاض استهلاك الطاقة وانخفاض التكلفة وانخفاض المخاطر. وفي المستقبل، سوف يتطور هذا الأمر في المستقبل نحو عملية CMOS بحجم 22 نانومتر.
يدمج نظام على رقاقة (نظام على رقاقة) المعالج الدقيق، ونواة بروتوكول الإنترنت التناظرية، ونواة بروتوكول الإنترنت الرقمية، والذاكرة، والواجهات الطرفية في رقاقة واحدة، مما يوفر تكاملاً عاليًا ووظائف قوية واستهلاكًا منخفضًا للطاقة وحجمًا صغيرًا. وهذا يقلل بشكل كبير من تكاليف التطوير ووقت تطوير منتجات الأنظمة الإلكترونية/المعلوماتية، ويقلل من دورات التطوير، ويحسن القدرة التنافسية للمنتجات. إن تطوير رقائق SoC هو اتجاه طبيعي في تكنولوجيا الرقائق.

2. تحديد المواقع المشترك ثنائي التردد على مستوى الرقاقة لتحسين دقة تحديد المواقع
يعزز تحديد المواقع ثنائي التردد بشكل كبير دقة تحديد المواقع وموثوقيتها في البيئات الحضرية المعقدة. وتشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية التأخير في الغلاف الأيوني والتأثيرات متعددة المسارات الناجمة عن انعكاسات المباني والعوائق. وبشكل عام، يؤدي عرض النطاق الترددي الأعلى ومعدلات الشفرات الأعلى إلى تداخل أقل من الانكسار والانعكاس.
تُعد تقنيات تحديد المواقع المشتركة ثنائية التردد ومتعددة الترددات من الطرق التي تم التحقق من صحتها بالفعل لتحسين دقة تحديد المواقع ومقاومة تأثيرات المسارات المتعددة. ومع ذلك، عادةً ما يتم تحقيق هذه الوظائف من خلال اللوحات أو FPGA (مصفوفة البوابات القابلة للبرمجة الميدانية)، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف واستهلاك الطاقة العالي والأحجام الكبيرة. وهذا يجعل الأمر صعبًا بالنسبة للتطبيقات في الهواتف الذكية والأجهزة الذكية القابلة للارتداء وغيرها من المجالات التي يكون فيها انخفاض استهلاك الطاقة وصغر الحجم أمرًا بالغ الأهمية. يعالج تطوير تكنولوجيا الرقاقة الأحادية أحادية الشريحة ثنائية التردد هذه المشكلة وهو اتجاه دولي رئيسي للتطبيق واسع النطاق لتحديد المواقع ثنائية التردد.

3. تصميم منخفض الطاقة للغاية لإطالة وقت الاستعداد
ولتقليل استهلاك الطاقة، تعتمد الشركات المصنعة لرقاقات الملاحة الساتلية السائدة عادةً تقنية ضبط الجهد والتردد الديناميكي، وتقنيات تصميم الطاقة الاحتياطية المنخفضة للغاية وتقنيات الذاكرة المدمجة. في الوقت الحالي، يبلغ استهلاك الطاقة الاحتياطية لرقائق الملاحة الساتلية السائدة أقل من 2uA، مما يحقق نفس أداء وضع الاستعداد مثل رقائق MCU (وحدة التحكم الدقيقة) منخفضة الطاقة.
وعلاوة على ذلك، فإن استخدام “عمليات الذاكرة المدمجة” في رقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية، التي تدمج وحدات ذاكرة الواجهة المتوازية، يقلل من تكاليف التغليف ويحسن كفاءة المعالج في الوصول إلى الذاكرة، وبالتالي يقلل من استهلاك الطاقة للوصول إلى الذاكرة.

تطبيقات بيدو عالية الدقة في السوق الشامل

مع التطور السريع للهواتف الذكية، وإنترنت الأشياء (IoT)، والمركبات المتصلة، والطائرات بدون طيار، وغيرها من التطبيقات، أصبح الطلب على خدمات تحديد المواقع الدقيقة منتشرًا على نطاق واسع. وقد وصلت دقة تحديد المواقع التي تتطلبها مختلف محطات تحديد المواقع في السوق الشامل إلى “مستوى المتر” أو حتى “مستوى دون المتر”. أصبحت قيود اللوحات التقليدية عالية الدقة كبيرة الحجم وعالية الاستهلاك للطاقة أكثر وضوحًا ولم تعد قادرة على تلبية احتياجات تطبيقات السوق الشامل عالية الدقة. إن منتجات تحديد المواقع عالية الدقة على مستوى الرقاقة هي الاتجاه الحتمي والنتيجة الحتمية لتطبيقات السوق الشامل عالية الدقة.

وتستهدف بعض أسواق التطبيقات الصناعية والسوق المدنية وأسواق إنترنت الأشياء بشكل أساسي المحطات الطرفية المحمولة باليد والأجهزة المحمولة المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء. ستعزز الحلول عالية الدقة على مستوى الرقاقة، مع مزاياها الكامنة في استهلاك الطاقة المنخفض للغاية ووقت الاستعداد الطويل، القدرة التنافسية للمنتجات الطرفية عالية الدقة بشكل كبير. وسيكون هذا هو السوق الأساسي لرقائق بيدو.