我的中國“芯” | 和芯星通Nebulas UC260：任性的國產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片

衛(wèi)星導(dǎo)航在無論是現(xiàn)在，還是未來在國民經(jīng)濟和國家安全等方面的重要性不言而喻。所以擁有自主的、可自控的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也是必須的。因此國家拋棄對美國 GPS 系統(tǒng)的依賴，花費巨資建立了自己的全球定位北斗系統(tǒng)。目前北斗正在按部就班的建設(shè)當(dāng)中，并且已經(jīng)能有為國內(nèi)提供各種導(dǎo)航服務(wù)。

在北斗天基系統(tǒng)不斷完善的同時，地面系統(tǒng)的建設(shè)也在跟進。不過從目前情況來看，北斗的產(chǎn)業(yè)化之路阻礙重重，市場占有率還很低。究其原因，主要是應(yīng)用資源的不完善，不像 GPS 等系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展多年，有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用支持。因此，發(fā)展、完善北斗系統(tǒng)的應(yīng)用支持，完善產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)瞧洚a(chǎn)業(yè)化必先要做的事情。而其中的核心 GNSS 芯片更是重中之重。

和芯星通一家從事高集成度芯片設(shè)計和高性能 GNSS 核心算法研發(fā)的芯片公司。我們這次一起來看的就是和芯星通的一款 GNSS 芯片 -Nebulas UC260。Nebulas UC260 2009 年 4 月開始研發(fā)，2010 年 9 月芯片發(fā)布。采用 90nm 低功耗工藝，內(nèi)置 200+MHz 處理器和 192 個邏輯通道，支持當(dāng)前所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括北斗 1、北斗 2.B1/B2/B3、GPS.L1/L2/L5、GLONASS.L1/L2 和 GALILEO.E1/E5a/E5b 等，該芯片單顆可同時支持 6 個獨立頻率，如三系統(tǒng)雙頻或者雙系統(tǒng)三頻接收機應(yīng)用，并可以配合雙天線進行二維定向或者三天線進行三維定姿，還可以通過并列使用多顆芯片進行擴展，以支持更多系統(tǒng)、更多頻率的應(yīng)用。

圖 1 Nebulas UC260 實物圖

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Nebulas UC260 芯片實現(xiàn)了多系統(tǒng)多頻率的真正融合。Nebulas 芯片的每個調(diào)制模塊硬件單元均可支持各種不同的調(diào)制模式，包括 BPSK、BOC、mBOC、AltBOC 等；相關(guān)器、FFT 和匹配濾波器混合應(yīng)用，實現(xiàn)各種不同衛(wèi)星系統(tǒng)的捕獲跟蹤算法最優(yōu)化；每個碼發(fā)生器硬件單元，均可支持各種不同的測距碼，如 PRN，不規(guī)則測距碼和片外產(chǎn)生的實時更換的測距碼；內(nèi)嵌式 CPU，算法功能一體化，實現(xiàn)單芯片自主定位以及不同系統(tǒng)的任意四顆衛(wèi)星聯(lián)合定位；而接收機自主完好性檢測，保障了位置信息的安全性和可靠性。

圖 2 Nebulas UC260 芯片架構(gòu)

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作為全球首顆支持“全北斗”（RNSS+RDSS）工作模式的 SoC 芯片，該芯片將充分發(fā)揮北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的創(chuàng)新性和獨特性，填補國內(nèi)空白，并徹底解決我國自主建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在高精度測量測繪、導(dǎo)航 / 授時相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和終端設(shè)備等多個領(lǐng)域的推廣應(yīng)用時的基礎(chǔ)芯片短缺的問題。

本次我選擇的是瑞士 u-blox 公司的 UBX-M8030 來和 Nebulas UC260 作比較。UBX-M8030 是 u-blox 公司最新一代的獨立式定位芯片。高性能的 u-blox M8 定位引擎可同時接收 GPS，QZSS，GLONASS 和北斗衛(wèi)星信號，提供卓越的靈敏度和快速的捕獲時間。

u-blox M8 芯片采用了創(chuàng)新性的單芯片架構(gòu)和先進的軟件算法，在同步接收模式下功耗極低。在單星系統(tǒng)工作時，芯片在省電模式下的總功耗可低至 12mW。

圖 3 UBX-M8030 實物圖

擴展工作電壓范圍和兼容 1.8V 及 3.0V 輸入 / 輸出的特性使此芯片適合廣泛的用戶應(yīng)用。先進的 RF 架構(gòu)和利用主動連續(xù)波干擾檢測技術(shù)的干擾抑制功能，確保了芯片即使在惡劣的 GNSS 衛(wèi)星信號環(huán)境下也能提供最佳的定位性能。

總結(jié)下來兩者性能都還是不錯的，具體的來看看特性對比吧：

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