Inleiding

Als “kroonjuweel” van hoogwaardige productie zijn chips een kritieke indicator voor de algehele kracht van een land en de hoeksteen van de informatie-industrie. Kernchips leveren niet alleen aanzienlijke winsten op voor nationale industrieën, maar creëren ook een multipliereffect dat snelle groei in verschillende sectoren stimuleert. Als China de belangrijkste chiptechnologieën beheerst, met name in high-end producten, kan het de wereldwijde industrieketen domineren en zo de nationale strategie voor de ontwikkeling van de informatie-industrie ondersteunen. Beidou RF-chips spelen een cruciale rol bij het waarborgen van de Chinese informatiebeveiliging in de ruimte en zijn cruciaal voor de technologische innovatiestrategie van het land. Door autonome en controleerbare Beidou RF-chips te ontwikkelen, kan China zich bevrijden van langdurige technologische barrières en monopolies die door buitenlandse leveranciers zijn opgelegd, en de uitdagingen oplossen waarmee het land wordt geconfronteerd op het gebied van Beidou-toepassingen en beveiliging van ruimte-tijdinformatie. Voor opkomende industrieën zoals het internet van de dingen, verbonden auto's, slim rijden en slimme logistiek, bieden Beidou RF-chips essentiële zeer nauwkeurige plaats- en tijdsbepalingsdiensten die dienen als het “zand en cement” voor het bouwen van deze toepassingen. Deze basistechnologieën zijn onmisbaar voor een stabiele en veilige ontwikkeling.

Beidou RF Chip-architectuur: Een complex en geïntegreerd ontwerp

Beidou RF-chips bestaan meestal uit GNSS RF-ontvangers, GNSS-basisbandsignaalprocessoren, microprocessoren, energiebeheersystemen, geheugen, besturingseenheden, opslageenheden en perifere interfacecircuits. De complexiteit van chipontwerp, in het bijzonder voor geïntegreerde RF en basisband SoC (System on Chip) ontwerpen, maakt de ontwikkeling van deze chips zeer uitdagend. Variaties in ontwerpmogelijkheden hebben een directe invloed op de prestaties, gevoeligheid, het stroomverbruik, de grootte en de kosten van de chip en beïnvloeden zo de concurrentiepositie van navigatie- en positioneringsterminals. Uit het laatste structuurdiagram van de vierde generatie Beidou RF-chip van Huada Beidou kunnen we opmaken dat hoge integratie, prestatieverbetering en multidimensionale vermogensregeling de belangrijkste aandachtspunten zijn geworden bij de ontwikkeling van Beidou RF-chips.

Systeem op chip (SoC): Een revolutionair ontwerp

SoC (System on Chip) verwijst naar een enkele chip die alle componenten van het hardwaresysteem en ingebedde software integreert, en is momenteel de belangrijkste onderzoeksrichting voor toonaangevende chipbedrijven. Vergeleken met SIP-chips (System in Package), die meerdere functionele chips in een enkele verpakking integreren, bieden SoC-chips aanzienlijke voordelen op het gebied van grootte, stroomverbruik en kosten. De integratie van RF, baseband, energiebeheer, ingebedde opslag en interfaces in een enkele SoC-chip verbetert de prestaties aanzienlijk en minimaliseert het energieverbruik, de grootte en de kosten. De nieuwste vierde generatie Beidou RF-chip van Huada Beidou blijft gebruik maken van de SoC-architectuur en integreert twee microprocessoren, RF-eenheden, digitale basisbandeenheden, geheugen, energiebeheer en perifere interfaces, wat voordelen biedt zoals hoge integratie, krachtige functionaliteit, laag energieverbruik en kleine afmetingen.

Sleuteltechnologieën in de ontwikkeling van Beidou RF-chips

Multi-systeem multi-frequentie combinatie positionering

Beidou RF-chips moeten meerdere satellietnavigatiesystemen ondersteunen, zoals Beidou (China), GPS (VS), GLONASS (Rusland), GALILEO (Europa), QZSS (Japan) en NavIC (India), terwijl ze satellietsignalen van meerdere frequentiebanden (L1, L2, L5, L6) ontvangen en combineren. Hierdoor kan de chip satellietsignaalbronnen maximaliseren en de positioneringsprestaties verbeteren.

Alleen Beidou-positionering en positiebepaling met Beidou-prioriteit

De Beidou RF-chips moeten de nieuwe Beidou B1I-, B1C-, B2I-, B3I-, B2a- en B2b-signalen ondersteunen en zorgen voor een betrouwbare positionering en nauwkeurigheid van de timing. De chips zijn ontworpen om prioriteit te geven aan Beidou-satellieten voor plaatsbepaling, zodat Beidou als primair systeem kan functioneren en andere satellietsystemen als secundair systeem. Dit ontwerp verbetert de betrouwbaarheid en veiligheid van op Beidou gebaseerde navigatie.

Anti-Jamming vermogen

Beidou RF-chips moeten in staat zijn om stoorsignalen in realtime te detecteren en uit te filteren om te voorkomen dat storing de navigatie- en positioneringsfuncties van de chip beïnvloedt. Dit is cruciaal voor het behoud van de integriteit en prestaties van de chip in veeleisende omgevingen.

Ingebedde algoritmen voor zeer nauwkeurige positionering

Beidou RF-chips bevatten zeer nauwkeurige algoritmen om een nauwkeurige positionering te garanderen. Om dit te bereiken met beperkte verwerkingskracht en opslagcapaciteit vormt een uitdaging, vooral bij het vinden van een balans tussen laag energieverbruik en kosten. De nieuwste Beidou RF-chip van de vierde generatie ondersteunt combinatiealgoritmen voor satellietnavigatie en traagheidsnavigatie, waardoor de betrouwbaarheid van de positionering in verschillende scenario's wordt verbeterd.

Online Ephemeris Verzameling en Offline Ephemeris Voorspelling

Ephemeridegegevens zijn cruciaal voor navigatie, maar in omgevingen met zwakke signalen kan de tijd die nodig is om satellietnavigatieberichten te verwerven lang zijn. Het vermogen van de chip om efemeridegegevens op te slaan en er snel toegang toe te krijgen, waardoor de koude starttijd wordt verkort en een snellere positionering mogelijk wordt, is een belangrijk kenmerk van de vierde generatie RF-chip van Huada Beidou.

“Beveiliging ”signaalbronniveau

Om de veiligheid en authenticiteit van Beidou-navigatiesignalen te garanderen, is hardwarematige versleuteling binnen de chip essentieel. Codering op “signaalbronniveau” biedt een veilige basis voor locatiegebaseerde toepassingen en zorgt ervoor dat er tijdens de overdracht niet met positiegegevens wordt geknoeid.

Sleuteltechnologie: Multidimensionale regeling stroomverbruik

Het stroomverbruik van Beidou RF chips heeft een directe invloed op de stand-by en operationele tijd van terminals, vooral voor mobiele apparaten die op batterijen werken. Om het stroomverbruik te verminderen, moeten Beidou chips alle ontwerppunten optimaliseren die van invloed zijn op het stroomverbruik. De nieuwste vierde generatie Beidou RF chip vermindert bijvoorbeeld het stroomverbruik met ongeveer 50% in vergelijking met voorgaande modellen, dankzij multidimensionale ontwerpen voor het regelen van het stroomverbruik.

RF Vermogensoptimalisatie

Door gebruik te maken van een ruisarme versterker en een fasevergrendelde lus om signalen met twee frequenties te ontvangen, wordt het stroomverbruik van de RF-chip aanzienlijk verminderd. Dynamische bandbreedte- en vermogensconfiguratie voor verschillende systemen en frequentiebanden optimaliseren de signaalontvangstkwaliteit en minimaliseren het stroomverbruik.

Ultralaag stand-byvermogen

Beidou RF chips maken gebruik van geavanceerde transistortechnologie en oscillatorcircuits met laag stroomverbruik om een ultralaag stand-by stroomverbruik te handhaven, waardoor de chip met minimaal energieverbruik uit stand-by kan ontwaken. Het stand-by vermogen van de nieuwste Beidou chip is minder dan 2μA, wat overeenkomt met toonaangevende energiezuinige MCU chips.

Dynamische frequentieregeling

De werkfrequentie en het voltage van de processor worden dynamisch aangepast op basis van de belasting, waardoor het stroomverbruik wordt geoptimaliseerd terwijl de prestaties hoog blijven wanneer dat nodig is.

Geoptimaliseerde energiebeheerstrategieën

Beidou RF-chips maken gebruik van meerdere voedingsdomeinen, waardoor dynamisch geschakeld kan worden tussen verschillende voedingsmodi, zoals normale werking, slaap, diepe slaap en stand-by, om het energieverbruik te minimaliseren.

Conclusie: Beidou RF Chiptechnologie bevorderen voor mondiaal concurrentievermogen

De ontwikkeling van Beidou RF-chips is een cruciale stap voor de Chinese satellietnavigatie-industrie. Dankzij innovaties op het gebied van SoC-integratie, krachtig ontwerp en optimalisatie van het stroomverbruik kunnen Chinese Beidou-chips wereldwijd concurrerend worden. Met doorbraken in cruciale technologieën, zoals anti-jamming mogelijkheden, ingebedde hoge precisie algoritmen en veilige signaalcodering, worden Beidou RF-chips de ruggengraat van tal van opkomende industrieën, waaronder IoT, smart cities en autonoom rijden. De voortdurende ontwikkeling van deze chips zal ervoor zorgen dat China zijn plaats als leider in wereldwijde satellietnavigatie- en positioneringstechnologieën kan veiligstellen.