这是一个讲述一件好玩意儿如何报废的故事——我指的是我自己的全球定位系统(GPS)终端,它被用作本次拆解分析的对象,不幸就这样遭遇了“英年早逝”。不过,话说回来,这也为我提供了一个产品升级的好借口。
GPS问世已经有些年头。最初,在整个1970年代到1980年代,都是由美国政府主导开发的。到1990年代,GPS的商业应用全面铺开,Trimble Navigation和Magellan等公司都开始向公共部门客户和私人消费者销售GPS接收器。
像所有电子设备一样,GPS接收器也受益于硅技术的进步,成本不断降低。目前,许多半导体供应商都在供应功耗相当低的核心GPS接收器芯片组,几乎能够被嵌入到任何移动产品之中。
这样一来,怎样才能让一款比较时髦的GPS接收器工作呢？就像前面所讲的,本文主要谈论的是GPS设备的组件,以及要使GPS设备工作所需的软件与数据平台。接收器可能已精简为少量元器件,但用户体验的质量如何,还是取决于将经纬坐标系与现实世界地图紧密联系起来的效力,以及应用产品是否便于消费者使用等因素。
本文剖析的Navman iCN510是一种独立的GPS接收与导航产品,外形尺寸与PDA相当,支持3.5英寸的彩色触摸屏LCD。iCN510采用容量为1,350毫安时、电压为3.7伏特的锂离子电池,充一次电能够工作数小时甚至更长时间,因此可随意携带,让我使用起来非常得心应手。
该设备具有一个采用吸盘式安装的皮套,可以在家庭用的不同汽车间自由移动,甚至可以放置在摩托车的挡风玻璃上。我没有专用的车载导航系统,但这种花费不到400美元、灵活性(等同于功能性)大于任何OEM汽车GPS解决方案的iCN510,却完全满足了我的需求。利用产品附带的有些过时但非常有用的地图CD组件,我可以购买1GB容量的安全数字(SD)存储卡,预载有关美国的几乎所有地理细节。这样,在我需要新信息的情况下,可迅速调用出任何遗漏的地图数据。
这款设备的内部设计把电子组件分散在两块印刷电路板上?D其中一个用于GPS接收器,另一个用于所有相关的处理和用户界面。可以看出,接收器电路板只占一小部分,支持SiRF Technology公司的双芯片解决方案,该方案将射频(RF)接收(GRF2i/LP)和数字处理(GSP2e/LP)两部分离开了来。来自Silicon Storage Technology公司的512KB非易失性存储器用于存储本地代码,以运行GPS引擎。再加上一对时钟振荡器、一个表面声波滤波器和少量分立元件,就构成了完整的接收器。
较大的主电路板则负责把定位数据转换为实用的终端用户体验。其中配置了原属英特尔公司的PXA255应用处理器,用途是处理所有的数据和用户界面功能。此外,通过采用NEC公司的门阵列,该处理器可在3.5英寸的液晶屏幕上提供彩色三维图形。与目前许多GPS导航设备一样,一旦选定目标地点,可直接通过语音指令来进行语音指导(voice guidance)。这种功能既可靠又增强了安全性,使用户可以在很大程度上不必分心顾及屏幕而专心开车。接收器具备的精确性,加上现场地图数据,让驾车人得以把全部注意力集中在路面上,而合成语音则提供方向指导。
主要处理工作所涉及的代码存储任务由英特尔的32MB NOR闪存(28F256)完成。工作内存由英飞凌的32MB低功率SDRAM(HYB39L25616)提供。用于语音输出的音频接口采用Wolfson Microelectronics公司的WM9705编解码器,该编解码器还集成了触摸屏接口必需的电路。源于德州仪器(TI)公司的一款小型音频放大器用于驱动设计中的单个内部扬声器,与此同时,源于Wolfson的器件则直接驱动可选耳机。
所有这些各自独立的功能性,更不必说把电池寿命延至最长的期望,都需在功率管理上下大功夫。在这里,源自TI、Monolithic Power System以及Intersil公司的器件用于处理前沿的能源转换。创建不同的本地电源的任务则由其它规模较小的稳压器来完成。
Navman iCN510的电子元器件分布在两块PCB上,一块用于GPS接收器,另一块用于相关的处理与用户界面
尽管像Navman iCN510这样的GPS导航设备零售单价在300到400美元间,但即便具备大尺寸的LCD屏幕,其总体生产成本也可能不足100美元。其中GPS引擎一项的成本应该在10美元以下。
虽然天线仍然是GPS设计的一项尺寸制约因素(Navman在一个可折叠的“翼”上采用了陶瓷贴片天线),这种基础型的电子产品仍在变理更加小巧和便宜。
我忍痛淘汰了我的旧iCN510。但无需担心,我已订购了另一个功能更强的设备来取而代之。我颇为欣赏这些功能强大的独立式导航设备的可携带形式,也喜欢利用它们来了解我所处的位置、前方为何地,以及如何到达目的地。这些很有用的功能也许将大规模移植到电话或其它移动设备之中,时间会证明这一点。不论GPS未来可能采取什么样的形式,对于不断缩减的硬件材料清单而言,丰富的地图集和用户界面都将继续是增值亮点。
作者:David Carey
总裁
Portelligent公司
京公网安备 11011202001138号
