Momenteel bevatten satellietnavigatiechips voornamelijk componenten zoals GNSS RF-ontvangers, GNSS-basisbandsignaalprocessors, microprocessors, energiebeheer, geheugen en besturingseenheden, opslagapparaten, seriële apparaten en perifere interfacecircuits. Door de complexiteit van chipontwerp, vooral de integratie van RF en basisband in SoC-chips, heeft het vermogen om satellietnavigatiechips te ontwerpen een directe invloed op hun prestaties, gevoeligheid, stroomverbruik, grootte en kosten. Dit is op zijn beurt weer van grote invloed op het concurrentievermogen van navigatie- en positieterminalproducten. Daarom weerspiegelt de ontwikkelingsrichting van satellietnavigatiechips grotendeels de trends van satellietnavigatie-eindproducten. Uit de structuur van satellietnavigatiechips blijkt duidelijk dat integratie, prestaties en energieverbruik de belangrijkste technologische uitdagingen zullen zijn voor de ontwikkeling van Beidou-chips in de toekomst.

Ontwikkelingsrichtingen chiptechnologie

1. Geschikt proces- en SoC-integratieontwerp om chipintegratie te verbeteren
Op dit moment is het meest volwassen en kosteneffectieve proces voor navigatie- en positioneringschips het 40 nm CMOS-proces, dat voordelen biedt zoals een laag energieverbruik, lage kosten en weinig risico. In de toekomst zal dit evolueren naar een 22 nm CMOS-proces.
SoC (System on Chip) integreert de microprocessor, analoge IP-kernen, digitale IP-kernen, geheugen en perifere interfaces op een enkele chip, met een hoge integratie, sterke functionaliteit, laag energieverbruik en kleine afmetingen. Dit verlaagt de ontwikkelingskosten en -tijd van elektronische/informatie systeemproducten aanzienlijk, verkort de ontwikkelingscycli en verbetert het concurrentievermogen van producten. De ontwikkeling van SoC-chips is een natuurlijke trend in chiptechnologie.

2. Gezamenlijke positionering op chipniveau met dubbele frequentie om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeteren
Plaatsbepaling met twee frequenties verbetert de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van plaatsbepaling in complexe stedelijke omgevingen aanzienlijk. De belangrijkste factoren die van invloed zijn op de nauwkeurigheid van satellietplaatsbepaling zijn onder andere ionosferische vertraging en de multipath-effecten die worden veroorzaakt door reflecties van gebouwen en obstakels. Over het algemeen leiden een grotere bandbreedte en hogere codesnelheden tot minder interferentie door breking en reflectie.
Technologieën voor gezamenlijke positionering met twee of meer frequenties zijn al gevalideerde methoden om de positioneringsnauwkeurigheid en de weerstand tegen multipath-effecten te verbeteren. Deze functies worden echter meestal gerealiseerd via printplaten of FPGA's (Field Programmable Gate Array), wat leidt tot hoge kosten, een hoog energieverbruik en grote afmetingen. Dit maakt het een uitdaging voor toepassingen in smartphones, slimme wearables en andere gebieden waar een laag energieverbruik en kleine afmetingen van cruciaal belang zijn. De ontwikkeling van dual-frequency SoC single-chip technologie pakt dit probleem aan en is een belangrijke internationale trend voor de grootschalige toepassing van dual-frequency positionering.

3. Ontwerp met ultralaag stroomverbruik voor langere stand-bytijd
Om het stroomverbruik te verminderen, gebruiken de belangrijkste fabrikanten van satellietnavigatiechips meestal dynamische technologie voor het aanpassen van spanning en frequentie, ontwerptechnieken voor ultralaag stand-byvermogen en ingebedde geheugentechnologieën. Op dit moment is het stand-byverbruik van gangbare satellietnavigatiechips minder dan 2uA, waarmee dezelfde stand-byprestaties worden bereikt als die van energiezuinige MCU-chips (Microcontroller Unit).
Bovendien verlaagt het gebruik van “ingebedde geheugenprocessen” in satellietnavigatiechips, waarin geheugeneenheden met parallelle interface zijn geïntegreerd, de verpakkingskosten en verbetert het de efficiëntie van de processor bij de toegang tot het geheugen, waardoor het energieverbruik bij geheugentoegang daalt.

Beidou hoge precisie massamarkt toepassingen

Met de snelle ontwikkeling van smartphones, het Internet of Things (IoT), aangesloten voertuigen, drones en andere toepassingen is de vraag naar nauwkeurige locatiediensten steeds groter geworden. De positioneringsnauwkeurigheid die vereist is voor diverse positioneringsterminals voor de massamarkt heeft het niveau van “meters” of zelfs “submeter” bereikt. De beperkingen van traditionele hoge-precisie printplaten met grote afmetingen en een hoog stroomverbruik worden steeds duidelijker en kunnen niet langer voldoen aan de behoeften van hoge-precisie massatoepassingen. Chip-niveau hoge-precisie positioneringsproducten zijn de onvermijdelijke trend en het resultaat van hoge-precisie massamarkt toepassingen.

Sommige industriële toepassingsmarkten, de civiele markt en IoT-markten richten zich voornamelijk op handterminals, draagbare mobiele apparaten en draagbare apparaten. Precisieoplossingen op chipniveau, met hun inherente voordelen van ultralaag energieverbruik en lange stand-bytijd, zullen het concurrentievermogen van precisieterminalproducten sterk verbeteren. Dit wordt de primaire markt voor Beidou-chips.