专利名称：共享处理器架构与相应信号处理方法
技术领域：
本发明提供一种应用于接收器系统中的信号处理机制，且特别关 于一种用来处理来自不同传送器系统的信号的接收器系统中不同功能 级所釆用的处理器共享架构与其方法。
背景技术：
请参阅图1，图1是第一种现有技术的全球导航卫星系统接收器
10的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器10包含有天线12、 射频前端电路14、模数转换器16、分别用以执行相关性处理(correlation processing)、卫星搜索/追踪处理(acquisition/tracking processing)与定位 /导4元处理(positioning/navigation processing)的多个功能级(functional stage)18a、 18b、 18c以及时基产生器(time base generator)19。全球导 航卫星系统接收器10支持单一全球导力元卫星系统(例如GPS、 Galileo 或GLONASS)。天线12用以接收所支持的全球导航卫星系统的卫星所 发送的射频信号，并且射频前端电路14则将所接收的射频信号转换成 中频信号。接着，模数转换器16将输入的模拟中频信号转换成数字中 频信号，而数字中频信号则进一步地送入至后续的功能级18a。如图1 所示，相关性处理、卫星搜索/追踪处理与定位/导航处理依序地执行以 完成定位信号处理。此外，时基产生器19耦接于功能级18a与功能级 18b之间，以及由功能级18b所管理并用于提供时基(time base)给功能 级18a来告知功能级18a有关于输入<言号与本地辨识码(local code replica)进行相关性运算的积分周期(integration period)。由于全球导航 卫星系统接收器10的细节为已为业界所知，故为了说明书简洁起见， 进一步的说明便不另于此赘述。
为了提供较佳的定位准确度，可支持多个全球导航卫星系统的全 球导航卫星系统接收器便因此被发展出来。请参阅图2，图2为第二 种现有技术全球导航卫星系统接收器30的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器30包含有天线32、射频前端电路34、模数转换器36、 用以执行相关性处理的多个功能级38a、 39a、 40a、用以执行卫星搜索 /追踪处理的多个功能级38b、 39b、 40b,用以执行定位/导航处理的多 个功能级38c、 39c、 40c以及多个时基产生器42a、 42b、 42c。基于图 1所示的架构，图2所示的全球导航卫星系统接收器30可支持多个全 球导航卫星系统，例如GPS、 Galileo以及GLONASS。图1与图2中 的同名组件具有相同的运作与功能，为了il明书简洁起见，进一步的 说明便不于此赘述。全球导航卫星系统接收器30中，功能级38a、 38b、 38c的组合是用来处理来自第 一个全球导航卫星系统(例如GPS)的信 号，功能级39a、 39b、 39c的组合是用来处理来自第二个全球导航卫 星系统(例如Galileo)的信号，而功能级40a、 40b、 40c的组合则是用 来处理来自第三全球导航卫星系统(例如GLONASS)的信号。
如图2所示，全球导航卫星系统接收器30针对所支持的每一个全 球导航卫星系统配置一个信号处理链(其包含有多个功能级)，然而，
这些信号处理链并不会在同一时间中都启用，举例来说，在包含有功 能级38a、 38b、 38c的信号处理链被启用以处理来自GPS卫星的信号 的范例中，剩余的信号处理链均处于闲置状态，如此一来，支持多个 全球导航卫星系统的全球导航卫星系统接收器30的架构并非是一个 成本与资源均达到最佳化的设计。所以，亟需一种支持多个全球导航 卫星系统的创新的全球导航卫星系统接收器架构。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用以处理来自不同传送器系统 (例如全球导航卫星系统)的信号的接收器系统中不同功能级所采用的 处理器共享架构与其方法。
根据本发明的实施方式，其提供 一 种使用于接收器系统的共享处 理器架构。上述接收器系统包含有第一功能级以及第二功能级以处理 由第一传送器系统与第二传送器系统的信号所分别传递的信息，且上 述第一功能级及上述第二功能级对应同 一信号处理功能。上述共享处 理器架构包含有第一处理器，配置给上述第一功能级及上述第二功能 级，用以处理上述第一功能级所产生的输出或上述第二功能级所产生的输出。
根据本发明的实施方式，其另提供 一 种使用于接收器系统的信号
处理方法。上述信号处理方法包含有设定上述接收器系统中具有第
一功能级以及第二功能级以处理由第一传送器系统与第二传送器系统 的信号所分別传递的信息，其中上述第一功能级及上述第二功能级对
应同一信号处理功能；以及配置第一处理器给上述第一功能级及上述 第二功能级以处理上述第一功能级所产生的输出或上述第二功能级所 产生的输出。
本发明通过实施公用处理器架构，能够达到降低通讯接收器成本 与组件资源的目的。
图1是第一种现有技术的全球导航卫星系统接收器的功能方框示 意图。
图2是第二种现有技术的全球导航卫星系统接收器的功能方框示 意图。
图3是本发明第一实施方式的全球导航卫星系统接收器的功能方 框示意图。
图4是彼此不同步的时基以及输出至数字信号处理器的中断的时 序图。
图5是本发明第二实施方式的全球导航卫星系统接收器的功能方 框示意图。
图6是彼此同步的时基与输出至数字信号处理器的中断的时序图。
图7是本发明第三实施方式的全球导航卫星系统接收器的功能方 框示意图。
图8是本发明第四实施方式的全球导航卫星系统接收器的功能方 框示意图。
图9是本发明第五实施方式的全球导航卫星系统接收器的功能方 框示意图。
具体实施例方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来称呼特定的元件。 本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼 同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件 的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书 及权利要求书当中所提及的"包含"是开放式的用语，故应解释成"包 含但不限定于"。此外，"耦接" 一词在此是包含任何直接及间接的 电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表 第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间 接地电气连接到第二装置。
请参阅图3，图3是本发明第一实施方式的全球导航卫星系统接 收器100的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器100包含有天 线102、射频前端电路104、模^t转换器106、用以执行相关性处理的 多个功能级108、 109、 110，用以执行卫星搜索/追踪处理的数字信号 处理器112、用以执行定位/导航处理的通用处理器(general purpose processor" 14以及时基产生器116。举例来说，通用处理器114是基 于ARM处理器架构的处理器。图2与图3中的同名组件具有相同的 运作与功能，因此为了说明书简洁起见，进一步的说明便不另于此赘 述。全球导航卫星系统接收器100是支持多个全球导航卫星系统，例 如GPS、 Galileo与GLONASS。在本实施方式中，时基产生器116是 由数字信号处理器112所管理，而数字信号处理器112是专门用于处 理先前的功能级108、 109、 110的输出，此外，时基产生器116分别 提供时基TB—1、 TB_2、 TB—3给功能级108、 109、 110。如图3所示， 仅有单一个硬件组件(即数字信号处理器112)是用来根据功能级108、 109、 110的输出以进行卫星搜索/追踪处理， 一般而言，硬件组件(即 功能级108、 109、 110)会在时基产生器116所提供的时基的控制下 发出中断(interrupt)至数字信号处理器112以便与数字信号处理器112 进行通讯。图4为时基TBJ、 TB—2、 TB—3以及输出至数字信号处理 器112的中断的时序图。如图4所示，日于基TB—1的相邻触发时间点 定义了将输入信号(即模数转换器106所输出的数字中频信号)与对应 于第 一 全球导4元卫星系统(例如GPS)中某 一 卫星的本地辨识码(localcode replica)进行相关性运算的积分周期(integration period); 时基 TB—2的相邻触发时间点定义了将输入信号(即模数转换器106所输出 的数字中频信号)与对应于第二全球导航卫星系统(例如Galileo)中某 一卫星的本地辨识码进行相关性运算的积分周期；以及时基TB—3的 相邻触发时间点定义了将输入信号(即模数转换器10 6所输出的数字中 频信号)与对应于第三全3求导4元卫星系统(例如GLONASS)中某 一 卫星 的本地辨识码进行相关性运算的积分周期。
此外，图3所示的实施方式中，单一通用处理器114是专门用于 处理数字信号处理器112所输出的数据以执行定位/导航处理。相较于 图2所示的现有技术全球导航卫星系统接收器30,全球导航卫星系统 接收器30中用以进行卫星搜索/追踪处理的功能级于本实施方式中被 单一数字信号处理器112所取代；同样地，全球导航卫星系统接收器 30中用以进行定位/导航处理的功能级于本实施方式中被单一通用处 理器114所取代，如此一来，运算资源便可达到最佳化，且硬件成本 亦可随之降低。
请参阅图5,图5为本发明第二实施方式的全球导航卫星系统接 收器200的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器200包含有天 线202、射频前端电路204、模数转换器206、用以执行相关性处理的 多个功能级208、 209、 210，用以执行卫星搜索/追踪处理的数字信号 处理器212、用以执行定位/导航处理的通用处理器214以及时基产生 器216。请注意，由于图5与图3中的同名组件具有相同的运作与功 能，故为了说明书筒洁起见，进一步的说明便不另于此赘述。全球导 航卫星系统接收器200支持多个全球导航卫星系统，例如GPS、 Galileo、 GLONASS。于本实施方式中，时基产生器216是由数字信号 处理器212所管理，而数字信号处理器212则是专门用于处理先前的 功能级208、 209、 210所产生的输出，此外，时基产生器216配置给 功能级208、 209、 210以分别提供同一时基予功能级208、 209、 210, 换言之，功能级208、 209、 210所个别参考的时基TB_1，、 TB—2，、 TB—3， ;波此同步。
请同时参阅图4与图6。图6为彼此同步的时基TB_1，、 TB—2，、 TB 3'与输出至数字信号处理器212的中断的时序图。如图6所示，功能级208、 209、 210的时基彼此对齐，因此可减少输出至数字信号处 理器212的中断个数。明显地，当时基产生器116提供不同的时基至 功能级108、 109、 110时(如图4所示)，数字信号处理器112会经常 地被中断，因此便大幅降低了数字信号处理器112的处理效能。然而， 若利用提供同一时基来使功能级208、 209、 210所参考的时基达到同 步，则可避免数字信号处理器212经常地-波中断，因而可大幅改善数 字信号处理器212的处理效能，再者，用以进行相关性处理的功能级 208、 209、 210的时序控制以及数字信号处理器212与功能级208、 209、 210之间的4矣口也可随之简化。
请参阅图7,图7是本发明第三实施方式的全球导航卫星系统接 收器300的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器300包含有天 线302、射频前端电路304、模数转换器306、用以执行相关性处理的 多个功能级308、 309、 310，用以执行卫星搜索/追踪处理的数字信号 处理器312以及时基产生器316。图7所示的架构类似于图3所示的 架构，此外，由于图7与图3中的同名组件具有相同的运作与功能， 故为了说明书简洁起见，进一步的说明便不另于此赘述。两个实施方 式的主要不同之处在于全球导航卫星系统接收器300内部并不执行定 位/导航处理，而是将数字信号处理器312所输出的定位相关信息传递 至外部的主机324来进行后续处理(即定位/导航处理)。请注意，主机 324可以是个人计算机、掌上型计算机(pocket PC)、智能型手机(smart phone)或个人数字助理(PDA)，此外，本领域内技术人员可轻易了解， 上述使用同一时基的技术也可经由参考图5所示的架构来对全球导航 卫星系统接收器300进行适当修改之后而应用于全球导航卫星系统接 收器300，此设计上变化也符合本发明的精神而落于本发明的范畴之 中。
基于上述的说明，符合本发明精神的其它接收机设计也是可行的， 而于以下的段落中则提供 一 些"^殳计上的变化以作为范例说明之用。
请参阅图8，图8是本发明第四实施方式的全球导航卫星系统接 收器400的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器400包含有天 线402、射频前端电路404、模数转换器406、用以执行相关性处理的 多个功能级408、 409、 410，用以执行卫星搜索/追踪处理的数字信号处理器412、用以执行定位/导4元处理的多个功能级414、 415、 416以 及时基产生器417。由于本领域内技术人员在阅读完先前说明之后可 轻易了解全球导航卫星系统接收器400的运作，故为了说明书简洁起 见，进一步的说明便不再赘述。同样地，上述使用同一时基的技术也 可经由参考图5所示的架构来对全球导航卫星系统接收器400进行适 当修改之后而应用于全球导航卫星系统接收器400,此一设计上变化 也符合本发明的精神而落于本发明的范畴之中。
请参阅图9,图9为本发明第五实施方式的全球导航卫星系统接 收器500的功能方框示意图。全球导航卫星系统接收器500包含有天 线502、射频前端电路504、模数转换器506、用以执行相关性处理的 多个功能级508、 509、 510，用以执行卫星搜索/追踪处理的多个功能 级512、 513、 514，用以4丸行定位/导航处理的通用处理器516以及多 个时基产生器518、 519、 520。由于本领域内技术人员于阅读完先前 说明之后可轻易地了解全球导航卫星系统接收器500的运作，故为了 说明书简洁起见，进一步的说明便于此不再赘述。
请注意，在本发明的某些实施方式中，全球导航卫星系统接收器 所支持的 GPS系统也可包含有星基增强系统(Satellite Based Augmentation System ， SBAS)， 例如广域增强系统(Wide Area Augmentation System, WAAS)。此外，本发明并不局限于将所揭露的 共享处理器架构应用于符合不同卫星导航规范的不同全球导航卫星系 统，以GPS系统为例，其可通过具有不同载波频率的不同信道来传送 信号，换句话说，经由第一载波频率而自GPS系统所传送的信号以及 经由第二载波频率而自同一 GPS系统所传送的信号可被视为上述实施 方式中由不同全球导航卫星系统所传送的信号，因此，所揭露的共享 处理器架构(例如图7所示的全球导航卫星系统接收器300)仍然适用于 采用同一卫星导航规范的多个不同全球导航卫星系统。
本发明虽用较佳实施方式说明如上，然而其并非用来限定本发明 的范围，任何本领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 做的任何更动与改变，都在本发明的保护范围内，具体以权利要求界 定的范围为准。
权利要求
1. 一种共享处理器架构，使用于接收器系统中，上述接收器系统包含有第一功能级以及第二功能级以处理由第一传送器系统与第二传送器系统的信号所分别传递的信息，上述第一功能级及上述第二功能级对应同一信号处理功能，上述共享处理器架构包含有第一处理器，配置给上述第一功能级及上述第二功能级，用以处理上述第一功能级所产生的输出或上述第二功能级所产生的输出。
2. 如权利要求1所述的共享处理器架构，其特征在于，上述第一传送器系统是第一全球导航卫星系统，以及上述第二传送器系统是第 二全球导航卫星系统。
3. 如权利要求2所述的共享处理器架构，其特征在于，上述同一 信号处理功能是相关性处理或是卫星搜索/追踪处理。
4. 如权利要求2所述的共享处理器架构，其特征在于，上述同一 信号处理功能是相关性处理，以及上述共享处理器架构另包含有时基产生器，其由上述第一处理器所管理并配置给上述第一功能 级及上述第二功能级，用以分别提供多个时基至上述第一功能级及上 述第二功能级。
5. 如权利要求4所述的共享处理器架构，其特征在于，上述多个 时基4皮此相同。
6. 如权利要求4所述的共享处理器架构，其特征在于，上述同一 信号处理功能是相关性处理，上述第一处理器是用以依据上述第一功 能级的上述输出而执行卫星搜索/追踪处理以产生第 一 定位信息或依 据上述第二功能级的上述输出而执行上述卫星搜索/追踪处理以产生 第二定位信息，以及上述共享处理器架构另包含有第二处理器，专门用于上述第一处理器，用以依据上述第一定位 信息或上述第二定位信息来执行定位/导航处理。
7. —种信号处理方法，用于接收器系统之中，包含有(a)设定上述接收器系统中具有第 一 功能级以及第二功能级以处 理由第 一传送器系统与第二传送器系统的信号所分别传递的信息，其 中上述第 一功能级及上述第二功能级对应同一信号处理功能；以及(b)配置第一处理器给上述第一功能级及上述第二功能级以处理上述第一功能级所产生的输出或上述第二功能级所产生的输出。
8. 如权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，步骤(a)包含有设定上述接收器系统使用上述第一功能级来处理由第一全球导航 卫星系统的信号所传递的信息；以及设定上述接收器系统使用上述第二功能级来处理由第二全球导航 卫星系统的信号所传递的信息。
9. 如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，上述同一信 号处理功能是相关性处理或是卫星搜索/追踪处理。
10. 如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，上述同一 信号处理功能是相关性处理，以及上述信号处理方法另包含有提供同一时基至上述第一功能级及上述第二功能级。
全文摘要
依据本发明的实施方式，其提供一种使用于接收器系统的共享处理器架构。上述接收器系统包含有第一功能级以及第二功能级以处理由第一传送器系统与第二传送器系统的信号所分别传递的信息，且上述第一功能级及上述第二功能级对应同一信号处理功能。上述共享处理器架构包含有第一处理器，配置给上述第一功能级及上述第二功能级，用以处理上述第一功能级所产生的输出或上述第二功能级所产生的输出。
文档编号G01S1/04GK101413997SQ200810097350
公开日2009年4月22日 申请日期2008年5月13日 优先权日2007年10月17日
发明者谢嘉鸿, 陈骏楠 申请人:联发科技股份有限公司