集成GPS、蓝牙和FM Radio功能的单芯片SoC

一场试图将各种RF功能集成在单芯片上的竞赛，正在因博通(Broadcom)公司BCM2075的推出而变的日益激烈起来。来自博通方面的消息称，BCM2075在单一SoC中集成了GPS、蓝牙和FM Radio功能，从而能够单芯片设计中提供定位服务(LBS)、片上多媒体处理以及业界最低的GPS功耗。此前，CSR、TI等公司也都推出过类似产品，例如BlueCore BC7830和NaviLink 6.0。

“如果单纯做集成的工作，肯定并不只有博通一家能做，但客户希望我们能够提供更具进攻性和想象力的组合芯片。”该公司大中国区总经理梁宜在接受本刊专访时表示。

2007年，博通通过收购Global Locate公司获得了GPS技术的相关IP。梁宜认为，CSR等竞争对手的产品更多的是依靠软件GPS系统，这将增加主机和应用处理器的工作量，不利于在手机等大众市场中获得更加广泛的应用。

显然，CSR并不同意博通的判断。CSR公司手机业务部高级副总裁Matthew Phillips就反驳说，GPS越来越广泛的用于各种应用和终端产品，因此它需要更多的技术解决方案，而不仅仅是单一方案。“有些时候软件GPS更为适用，特别是在推动GPS用于低成本应用方面，例如手机。当然，在需要高灵敏度应用的场合，硬件GPS确实更合适。”

2007年1月，CSR收购二家GPS软件供货商Nordnav Technologies和Cambridge Positioning Systems，在随后相当长的一段时间内，CSR一直致力于软件GPS系统；2009年初，CSR又宣布与SiRF进行合并，显示了其加速并吞该市场的决心。Phillips认为，两家公司的合并将有助于IP实现互补，其中包括GPS/A-GPS/eGPS硬件和软件。“而且，SiRF的GPS和A-GPS也有很强的互补性。”他补充说。

“面面俱到”还是“剪切和粘贴”？

通常情况下，高度集成的方案往往会导致每一种功能都无法被充分利用，所谓的“面面俱到”经常局限于文字层面的宣传。两家公司的高管并没有对此给予否认，“选择组合芯片的关键因素将是成本、面积、性能、和开发时间。”博通无线连接集团产品经理Evan McCarthy对记者说，“有时候，设计者确实有可能以牺牲芯片中某种功能的性能为代价，以达到节省成本的目的。具体来说，如果设计师们让GPS和BT收音机一起工作，那么蓝牙和GPS就有可能无法很好地工作在一起。”

上述观点也得到了Phillips的认同。他认为，客户的确需要仔细考虑上述几个因素间的平衡问题，并且在选择组合设备时不应该牺牲这些因素中的任何一个。“我们‘智能集成’战略的提出，就是为了避免一味的、盲目的追求产品快速上市，从而使用“剪切和粘贴”IP模块的办法，匆忙的将多种功能放到一起，却没有重新设计其基本架构，结果导致芯片面积过大，效率和性能较差。”

多种功能如果同时在一起使用，但却没有性能上的折衷，这就非常值得关注。博通方面表示，BCM2075支持全球参考网络(WWRN)，其目标市场将定位在手机、PMP、PND等便携式设备。此外，由于在设计中采用基于丢包补偿(PLC)的SmartAudio和宽带语音技术、优化的芯片架构和功率岛(Power Islands)技术、低至+10dBm的输出功率(TX)以及包含A-GPS/全球参考数据库(Cell ID)/基于Wi-Fi的定位技术/Hosted SUPL服务在内的Turnkey混合定位方案，BCM2075让各种功能的性能真正做到了“面面俱到”。

CSR专门为手机设计的BlueCore BC7830其实也很值得一提。在11mm2的面积上集成了包括GPS、蓝牙v2.1+EDR、FM发送和接收、蓝牙低功耗在内的多项技术，并使手机制造商增加的GPS成本只需不到1美元是其最大的卖点。“这对于试图为众多中档手机纳入更多功能的厂商来说非常重要，因为此前成本问题是这类产品对GPS功能望而却步的主要原因。”Phillips评价说，“我们相信这种成本低，面向大众市场的GPS将使LBS得到大量的采用，特别是那些基于定时定位(Push to Fix)的使用模型。”

有共识就会有分歧，厂商言语间的相互“攻击”自然也不会少。McCarthy就认为，以CSR BC07为例，他们采用的是一个非常便宜的全球定位系统，大部分的处理能力都需要依靠主机，并要求eGPS辅助。本质上来看，GPS成本并不是来自芯片，而是被转移到了主芯片和移动运营商方面。由于手机总是不断压缩大量的应用/图形，但运营商却没有兴趣来覆盖这些额外费用，因此在手机市场，GPS BC07是不可行。

相对于博通采用的65nm工艺，CSR方面坦承BC7830并没有采用更为先进的制造技术。“现在还不到时候。”Phillips强调说，“虽然先进的工艺水平可以最终节约成本，不过一个不成比例的高成本也一定会随之转嫁给用户。”

之所以做出这样的判断，Phillips当然有着自己的看法。他表示，CSR的产品一直是根据OEM厂商的需要来制造的。“很多厂商已经告诉我们，他们已经不准备为了片面追求在单芯片中集成更多功能而牺牲产品尺寸或性能。”

今年2月发布的连接模块CSR9000似乎是一个新的风向标。因为CSR方面没有再强制性的将所有RF技术(特别是蓝牙和Wi-Fi)集成到一个单芯片中，反而是将BlueCore BC7830和UniFi UF6026的功能整合成一个两芯片的产品。该公司称，这种模块化的解决方案将更有利于OEM厂商实现多种性能的需求，且和竞争对手相比(如博通BCM4325)，CSR9000的功能更多，且面积减小了50%。

F1: 组合芯片的渗透率不断增长 (Data Sources: IDC: Increasing Connectivity in Mobile Phones June 4-2008)

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AGPS 还是eGPS

由于多普勒效应常常导致卫星频率产生漂移，再加之GPS接收机的时钟/晶振并不完美，从而导致传统GPS服务长期以来受困于苛刻的接收条件和冗长的初次定位时间(TTFF)，也直接催生了采用无线通信网络自身资源来定位的支持型GPS(AGPS)技术的出现。

这种支持通常包括时间/日期、使用者的大致位置、频段参考用以接收机时钟(TCXO)的校准(通常由运营商提供)等。显然，提供的支持内容越好越准确，接收机用于搜索的次数就会越少，TTFF所需时间也会越短，在有网络覆盖的室内实现定位时，其接收的灵敏度也会越高。不过一直以来，AGPS的定位精度却常遭人诟病。

CSR于2008年早些时候推出了号称比AGPS更优秀的eGPS。Phillips称，eGPS的优势在于它可在全球范围内运行，并允许运营商不依赖于网络支持，就能够提供比传统的蜂窝技术更精确的位置信息。例如，在一些GPS定位无法实现的情况下，eGPS提供了一个基于蜂窝网的位置估算，其数量级比Cell ID更准确(通常为100米)。通过将AGPS与其他定位(特指基于蜂窝网发射塔位置的地点的定位)相结合，eGPS还能提供更好的TTFF。同时，该技术还可以在困难环境中运行，且无需同步GSM或WCDMA网络基础设施昂贵的检修。

“A-GPS和eGPS都是非常有价值的技术，它们的共同优势在于当蜂窝网无法使用时，都可以回退到GPS。然而，只有eGPS可以回退到蜂窝网。虽然蜂窝定位本身无法提供最准确的定位，但至少，eGPS却可以在有蜂窝信号覆盖的情况下，能够保持某种程度上的室内定位，同时提供更高水平的精度。”他说。

不过，eGPS所声称的优势并没有得到AGPS厂商的认同。“既然他们宣称eGPS的优势如此明显，那为什么还要选择合并SiRF?” 梁宜有些不屑地表示，“另一方面，eGPS对网络运营商的依赖程度很高，需要让他们添加额外的硬件设备，这很不现实。我目前没有看到有运营商在采用eGPS，我相信也不会有运营商计划在今后使用该项技术。”

Phillips则对此回应说，相比价格和功耗等因素，是否能够提供多样性的定位选择显得更为重要。例如，在适当的情况下，像eGPS这样的定位技术可以引入Wi-Fi定位部件，从而获得更快或更准确的方位。

作者：邵乐峰