多模gnss接收机的基带芯片及多模gnss接收机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于卫星信号接收设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于多模GNSS接收机的基带芯片以及基于所述基带芯片设计的多模GNSS接收机。
【背景技术】
[0002]随着GPS/GL0NASS/北斗等卫星定位系统技术的成熟发展，卫星导航应用已经遍及陆地、海洋、航空和航天等各类军事和民用领域，并已初步形成一个跨学科、跨行业的国际性综合高新技术产业。为避免国外厂商对于核心技术的垄断，国内已经自主开发了多项核心技术，主要包括基带信号处理技术、EDA(EDA:Electronic Design Automat1n，电子设计自动化)设计技术、芯片设计技术等。其中，基带信号处理技术和芯片设计技术是未来接收机技术发展的核心。
[0003]根据接收机的信号处理流程，目前国内针对GPS/GL0NASS/北斗多模GNSS(GNSS:Global Navigat1n Satellite System，全球导航卫星系统)接收机的基带提出的主流设计方法是采用国外通用FPGA芯片完成接收机信号的处理，其成本超过接收机整体软硬件成本的三分之一。
[0004]基于FPGA芯片实现基带信号处理的最大优点是数据处理设计代码修改灵活，其主要缺点是尺寸大、功耗大、成本高。为实现接收机信号处理，所选用的FPGA芯片必须达到中等规模以上，在针对技术研发和数量较少的应用场合，采用FPGA具有优势，但对于产业化和小型化、低功耗的应用需求，则不能采用FPGA进行卫星导航接收机的设计。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于多模GNSS接收机的基带芯片，为实现多模GNSS接收机的小型化、低功耗、低成本设计提供硬件上的支持。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0007]—种多模GNSS接收机的基带芯片，包括多路卫星信号解调模块、存储器、地址和数据总线控制逻辑电路、中断和片选控制逻辑电路、异步串行接口电路、SPI主控制器以及系统时钟锁相环电路;所述多路卫星信号解调模块用于对不同频点的导航卫星信号进行解调，以生成导航电文和观测数据;所述存储器连接所述的卫星信号解调模块，存储所述的导航电文和观测数据;所述地址和数据总线控制逻辑电路连接所述的存储器，以并行的方式传输所述的导航电文和观测数据;所述中断和片选控制逻辑电路连接所述的卫星信号解调模块，接收片选信号并传输至所述的卫星信号解调模块，以选择其中一路卫星信号解调模块运行，并在所述卫星信号解调模块生成导航电文和观测数据后，生成中断信号输出;所述异步串行接口电路以串行的方式输出定位导航数据;所述SPI主控制器传输用于配置前端射频模块的工作参数的数据;所述系统时钟锁相环电路产生高速时钟信号，输出至所述的卫星信号解调模块、地址和数据总线控制逻辑电路、中断和片选控制逻辑电路、异步串行接口电路以及SPI主控制器。
[0008]优选的，所述卫星信号解调模块设置有4路，分别对GPS卫星信号、GL0NASS卫星信号、BD2-B1北斗卫星信号和BD2-S北斗卫星信号进行解调。
[0009]优选的，所述异步串行接口电路设置有4路，其中一路用于以串行的方式输出导航电文和观测数据，另外三路用于接收外部指令或者与外部的用户设备交互数据。
[0010]为了对所述基带芯片中的各个功能模块的工作状态是否正常进行测试，在所述基带芯片中还设置有测试模块，连接所述的卫星信号解调模块、地址和数据总线控制逻辑电路、中断和片选控制逻辑电路、异步串行接口电路和SPI主控制器，对各功能模块中的逻辑电路的工作状态进行检测。
[0011]基于上述多模GNSS接收机的基带芯片，本实用新型还提出了一种多模GNSS接收机，包括射频前端模块、处理器和基带芯片;在所述基带芯片中设置有多路卫星信号解调模块、存储器、地址和数据总线控制逻辑电路、中断和片选控制逻辑电路、异步串行接口电路、SPI主控制器以及系统时钟锁相环电路;所述多路卫星信号解调模块用于对不同频点的导航卫星信号进行解调，以生成导航电文和观测数据;所述存储器连接所述的卫星信号解调模块，存储所述的导航电文和观测数据;所述地址和数据总线控制逻辑电路连接所述的存储器，以并行的方式传输所述的导航电文和观测数据;所述中断和片选控制逻辑电路连接所述的卫星信号解调模块，接收片选信号并传输至所述的卫星信号解调模块，以选择其中一路卫星信号解调模块运行，并在所述卫星信号解调模块生成导航电文和观测数据后，生成中断信号输出；所述异步串行接口电路以串行的方式输出定位导航数据;所述SPI主控制器传输用于配置前端射频模块的工作参数的数据;所述系统时钟锁相环电路产生高速时钟信号，输出至所述的卫星信号解调模块、地址和数据总线控制逻辑电路、中断和片选控制逻辑电路、异步串行接口电路以及SPI主控制器;所述射频前端模块接收导航卫星信号，并转换成中频数字信号输出至基带芯片中的卫星信号解调模块进行解调;通过所述卫星信号解调模块生成的导航电文和观测数据经由基带芯片中的地址和数据总线控制逻辑电路传输至所述的处理器，以生成定位导航数据，经由所述基带芯片中的异步串行接口电路输出；所述处理器输出配置数据，经由基带芯片中的SPI主控制器传输至所述前端射频模块，对所述前端射频模块的工作参数进行配置;所述处理器输出片选信号至所述基带芯片中的中断和片选控制逻辑电路，并接收所述中断和片选控制逻辑电路输出的中断信号。
[0012]进一步的，所述处理器输出读使能信号和写使能信号至所述基带芯片中的存储器和地址和数据总线控制逻辑电路，对所述存储器进行读、写使能控制。
[0013]又进一步的，所述基带芯片中的系统时钟锁相环电路接收射频前端模块输出的时钟信号，以产生所述的高速时钟信号，用于基带芯片中各功能模块的逻辑电路运行。
[0014]优选的，在所述射频前端模块中设置有依次连接的天线、低噪声放大器、射频电路及A/D转换器;所述A/D转换器连接所述基带芯片中的卫星信号解调模块，传输所述的中频数字信号;所述射频电路连接所述基带芯片中的SPI主控制器，接收所述的配置数据。
[0015]优选的，在所述多模GNSS接收机中还可以设置存储芯片，连接所述的处理器，保存所述处理器生成的数据。
[0016]为了实现人机交互，在所述多模GNSS接收机中还设置有人机交互设备，分别连接所述的处理器和所述基带芯片中的异步串行接口电路，接收外部指令并显示所述的定位导航数据。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的基带芯片尺寸小、功耗低，可以对GPS-Ll/GL0NASS-Ll/BDl-S/m)2-Bl三个导航卫星系统共4个频点的导航卫星信号实现快速捕获和解调处理，为多模GNSS接收机的小型化、低功耗、低成本设计提供了基础芯片支持。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例而已，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是本实用新型所提出的基带芯片的一种实施例的电路原理框图；
[0020]图2是本实用新型所提出的多模GNSS接收机的一种实施例的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]为了使本实用新型技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作详细地说明。
[0023]实施例一，本实施例针对现有基于FPGA实现的基带芯片所存在的尺寸大、功耗大、成本高的问题，提出了一种基于ASIC(ASIC:Applicat1n Specific Integrated Circuit)实现的基带芯片(以下称之为基带ASIC芯片)，应用在卫星接收系统中可以实现对导航卫星信号的快速捕获、跟踪和信号解调处理。为了使所述的基带ASIC芯片兼具有接收不同导航卫星发射的不同频点的卫星信号的能力，本实施例在所述基带ASIC芯片中集成设置有多路卫星信号解调模块，以集成设置4路卫星信号解调模块Demodulator 1- Demodulator4为例进行说明，如图1所示，以分别对GPS卫星信号、GL0NASS卫星信号、BD2-B1北斗卫星信号和BD2-S北斗卫星信号这三个导航卫星系统共四个频点的导航卫星信号进行解调处理，并生成导航电文和观测数据输出。
[0024]具体来讲，可以配置卫星信号解调模块DemodulatorI接收并解调频率为1575.42MHz的GPS-Ll卫星信号；配置卫星信号解调模块Demodulator〗接收并解调频率为1602.5625MHz-1615.5000MHz的GL0NASS-LI卫星信号；配置卫星信号解调模块Demodulator3接收并解调频率为1561.09810^的802-81卫星信号；配置卫星信号解调模块Demodulator4接收并解调频率为2491.75MHz的BDl-S卫星信号。
[0025]为了对通过所述卫星信号解调模块Demodulatorl- Demodulator4解调输出的导航电文和观测数据进行存储，本实施例在所述基带ASIC芯片中还集成设置有存储器，优选采用高速数据内存SRAM，通过地址和数据总线控制逻辑电路U2连接所述的卫星信号解调模块Demodulator 1- Demodulator4，并在外部处理器输出的读使能信号/WE、写使能信号/ OE和片选信号/CE的控制下，完成导航电文和观测数据的读写操作。
[0026]为了对各路卫星信号解调模块Demodulator 1- Demodulator4的工作状态进行控制，本实施例在所述基带ASIC芯片中还集成设置有中断和片选控制逻辑电路Ul，连接所述的卫星信号解调模块Demodulator 1- Demodulator4，并接收外部处理器发出的复位信号/RST和片选信号/GCS、/NCS、/CCS、/BCS，以控制各路卫星信号解调模块Demodulatorl-DemodulatoM复位，或者选择其中一路卫星信号解调模块进入工作状态，接收前端射频模块输出的中频信号，并进行解调处理，以生成导航电文和观测数据。
[0027]所述中断和片选控制逻辑电路Ul在其中一路卫星信号解调模块解调生成导航电文和观测数据后，生成中断信号/IN