專利名稱：一種集成多種IP核的多模導航信息終端SoC芯片的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及衛(wèi)星導航定位產(chǎn)品的導航信號處理和消費電子中音視頻處理，特別是涉及基于多衛(wèi)星系統(tǒng)的多模導航接收技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導航定位產(chǎn)品是衛(wèi)星導航定位應用發(fā)展的基礎。從衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)發(fā)展來看，目前衛(wèi)星導航定位終端產(chǎn)品主要以美國的GPS產(chǎn)品為主，也有少量的GPS/Glonass的兼容產(chǎn)品。隨著我國新一代北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)和歐盟felileo系統(tǒng)的建設，為了適應不同的定位系統(tǒng)，衛(wèi)星導航定位終端產(chǎn)品技術(shù)將向兼容多個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的技術(shù)方向發(fā)展?；诙嗄Ш降膫€人移動信息終端，具有非常廣闊的市場應用前景，具有很大的經(jīng)濟效益和社會效益，而多模導航定位移動信息終端SoC芯片是實現(xiàn)低成本、高性能導航接收機和個人移動導航信息終端的核心，是我國能否實現(xiàn)個人移動導航信息終端產(chǎn)業(yè)化的關鍵所在。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種可以兼容北斗、GPS、伽利略三系統(tǒng)的組合導航接收裝置，并具備音視頻處理功能。該產(chǎn)品由于具有利潤高、覆蓋率廣、競爭性強、技術(shù)及管理水平可靠的優(yōu)勢而具有很強的市場開發(fā)推廣價值。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明包括片內(nèi)SRAM500、時鐘模塊600、 RTC模塊800和各類接口 700，其特征在于還包括多模相關處理模塊100、多媒體子模塊 400、雙CK-C0RE300、AMBA總線及橋接模塊200 ；由時鐘模塊600的產(chǎn)生的時鐘信號通過時鐘模塊600的輸出端口 1分別與多模相關處理模塊100、多媒體子模塊400、片內(nèi)SRAM500 輸入端口 1連接，由時鐘模塊600的產(chǎn)生的時鐘信號通過時鐘模塊600的輸出端口 2分別與AMBA總線及橋接模塊200、雙CK-C0RE300、各類接口 700、RTC模塊800各輸入端口 1腳連接；AMBA總線及橋接模塊200的輸出端口 2、3、4、5、6腳分別與多媒體子模塊400的輸出輸入端2、片內(nèi)SRAM500的輸出輸入端2、雙CK-C0RE 300的輸出輸入端2、各類接口 700的輸出輸入端2、多模相關處理模塊100的輸出輸入端3連接，相關模塊數(shù)據(jù)信息通過上述輸入輸出端口進行交互；中頻數(shù)據(jù)通過多模相關處理模塊100的輸入端4進入，然后進行數(shù)據(jù)解調(diào)等操作，外部需要解碼的音視頻數(shù)據(jù)通過多媒體子模塊400的輸入端口 3流入，處理后的數(shù)據(jù)通過AMBA總線及橋接模塊200的輸入輸出端口 2送到其它模塊進行相關處理；多模相關處理模塊100的輸出端口 2與RTC模塊800的輸入端口 2連接，多模相關處理模塊100 通過輸出端口 2給RTC模塊800提供相關信號生成的參考信息。RTC模塊800的輸出端口 3把生成的秒脈沖信號送出。多模相關處理模塊100包括多模多頻信號處理通道110、通道管理模塊120、快速捕獲單元130、時間基準140和內(nèi)部接口 150。接收RF前端芯片輸出的三路采樣信號分別進入多模多頻信號處理通道110的輸入端1和快速捕獲單元130的輸入端4，處理后的結(jié)果送給內(nèi)嵌的雙CK-CORE 300中的一個微處理器進行導航信息處理。內(nèi)部接口 150的輸出端1與多模多頻信號處理通道110的輸入端2相連，內(nèi)部接口 150的輸出2與通道管理模塊120的輸入端2連接，內(nèi)部接口 150的輸出3與快速捕獲單元130的輸入端2連接，內(nèi)部接口 150的輸出端4與時間基準140的輸入端2連接，通過上述連接內(nèi)部接口對相關模塊進行控制。信號處理通道110的端口 3與通道管理模塊120的端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制信號的交互，快速捕獲單元130的端口 1與通道管理模塊120的端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制信號的交互。時間基準140的輸出端1與快速捕獲單元130的輸入端3連接，用于配送時鐘。快速捕獲單元130主要用來實現(xiàn)判斷輸入信號是否與本地信號匹配，在偽碼捕獲前先確定碼相位的初始位置和多普勒頻移的粗略估計。通道管理模塊120具有專門的寄存器用于對多模多頻信號處理通道110中各個相關通道進行獨立或聯(lián)合控制，并記錄各通道工作狀態(tài)。時間基準140用于向多模相關處理模塊100中各子模塊提供運行時鐘。內(nèi)部接口 150主要用來給各子模塊提供交互數(shù)據(jù)和控制的接口。多媒體子模塊400包括視頻解碼模塊410、音頻解碼模塊420和屏幕顯示模塊 430。其中視頻解碼模塊410通過AMBA總線及橋接模塊200和各類接口 700實現(xiàn)視頻碼流的輸入輸出。音頻解碼模塊420通過各類接口 700中實現(xiàn)音頻碼流的輸入輸出。屏幕顯示模塊430與視頻解碼模塊410及上層軟件7000協(xié)作實現(xiàn)音視頻同步播放；其中，音頻解碼模塊420的輸入輸出端口 1與AMBA總線及橋接模塊200的輸入輸出端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；視頻解碼模塊410的輸入輸出端口 1與AMBA總線及橋接模塊200的輸入輸出端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；屏幕顯示模塊430的輸入輸出端口 1 與AMBA總線及橋接模塊200的輸入輸出端口 2連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；時鐘模塊600的輸出端口 1與音頻解碼模塊420的輸入端口 3連接，為其提供時鐘輸入；時鐘模塊600的輸出端口 1與視頻解碼模塊410的輸入端口 3連接，為其提供時鐘信號；時鐘模塊 600的輸出端口 1與屏幕顯示模塊430的輸入端口 3連接，為其提供時鐘信號；待處理的數(shù)據(jù)輸入通過音頻解碼模塊420的輸入端口 2、視頻解碼模塊410的輸入端口 2、屏幕顯示模塊430的輸入端口 2進入上述三個模塊，處理完成的數(shù)據(jù)通過AMBA總線及橋接模塊200與其它模塊進行數(shù)據(jù)交互。有益效果1、本實用新型采用GPS、北斗、伽利略三系統(tǒng)聯(lián)合信號可實現(xiàn)單系統(tǒng)定位和組合導航定位功能，靈敏度高，定位精度高，靈活性強。2、本實用新型采用國產(chǎn)微處理器完成多模導航信息處理和多種格式音視頻數(shù)據(jù)處理，在滿足不同用戶群需求的同時推進國產(chǎn)微處理器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。3、本實用新型具有豐富的外設接口，如GPIO、UART, USB2. 0，LCDC(視頻顯示控制器)，Iic(串行總線傳輸協(xié)議)等，可以擴展本芯片的應用領域。

圖1是本實用新型系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。圖1中，100為多模相關處理模塊、200為AMBA總線及橋接模塊、300為雙CK-C0RE、 400為多媒體子模塊、500為片內(nèi)SRAM、600為時鐘模塊、700為各類接口、800為RTC模塊。[0014]圖2是本實用新型多模相關處理模塊100結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，110為多模多頻信號處理通道、120為通道管理模塊、130為快速捕獲單元、 140為時間基準和150為內(nèi)部接口。圖3是本實用新型多媒體子模塊400結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中，410為視頻解碼模塊、420為音頻解碼模塊和430為屏幕顯示模塊。圖4是本實用新型應用實例示意圖。圖4中，1000為接收天線、2000為電源、3000為時鐘、4000為射頻芯片、(100至 800)為集成多種IP的多模導航信息終端SoC芯片、5000為外設、6000為輸出輸入接口和 7000為上層軟件。
具體實施方式
參照圖1和圖4，本實用新型包括多模相關處理模塊100、AMBA總線及橋接模塊 200、雙CK-CORE 300、多媒體子模塊400、片內(nèi)SRAM 500、時鐘模塊600、各類接口 700、RTC 模塊800。其中多模相關處理模塊100用于接收射頻芯片輸出的采樣中頻信號進行數(shù)字下變頻、碼捕獲、載波捕獲、碼跟蹤、載波跟蹤、原始觀測量獲取等功能，處理后的結(jié)果通過 AMBA總線及橋接模塊200輸出至雙CK-CORE 300中的負責衛(wèi)星導航信息處理的CK-CORE 微處理器進行導航信息處理。AMBA總線及橋接模塊200用來互連雙CK-C0RE300、多媒體子模塊400、多模相關處理模塊100及片內(nèi)SRAM 500。多媒體子模塊400通過AMBA總線及橋接模塊集成各類接口 700，并應用上層軟件完成音頻和視頻解碼并實現(xiàn)屏幕顯示。雙 CK-C0RE300中的一個CK-CORE結(jié)合多模相關處理模塊100完成多模導航信息處理，另外一個CK-CORE結(jié)合多媒體子模塊400完成音視頻處理功能。各類接口 700包括UART、USB2. 0， IXDC，IIC、GPI0等，主要用來完成導航和多媒體數(shù)據(jù)的輸入與輸出控制。片內(nèi)SRAM 500主要用來實現(xiàn)存儲相關程序，用于雙CK-CORE 300的啟動配置。時鐘模塊600用于給芯片各主要模塊提供運行時鐘。RTC模塊800用于產(chǎn)生秒脈沖授時信息輸出。參照圖2和圖4，多模相關處理模塊100包括多模多頻信號處理通道110、通道管理模塊120、快速捕獲單元130、時間基準140和內(nèi)部接口 150。多模相關處理模塊100是實現(xiàn)高精度、高靈敏度導航定位功能的核心和關鍵所在，其主要用于接收RF前端芯片輸出的三路采樣信號分別進入多模多頻信號處理通道110的輸入端1和快速捕獲單元130的輸入端4，處理后的結(jié)果送給內(nèi)嵌的雙CK-CORE 300中的一個微處理器進行導航信息處理。內(nèi)部接口 150的輸出端1與多模多頻信號處理通道110的輸入端2相連，內(nèi)部接口 150的輸出2與通道管理模塊120的輸入端2連接，內(nèi)部接口 150的輸出3與快速捕獲單元130的輸入端2連接，內(nèi)部接口 150的輸出端4與時間基準140的輸入端2連接，通過上述連接內(nèi)部接口對相關模塊進行控制。信號處理通道110的端口 3與通道管理模塊120的端口 1 連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制信號的交互，快速捕獲單元130的端口 1與通道管理模塊120的端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制信號的交互。時間基準140的輸出端1與快速捕獲單元130的輸入端3連接，用于配送時鐘?？焖俨东@單元130主要用來實現(xiàn)判斷輸入信號是否與本地信號匹配，在偽碼捕獲前先確定碼相位的初始位置和多普勒頻移的粗略估計(若無這些先驗信息則只能進行盲搜索)，然后再由碼相位搜索單元和多普勒頻移搜索單元構(gòu)成的二維信號搜索單元間滑動。通道管理模塊120具有專門的寄存器用于對多模多頻信號處理通道110中各個相關通道進行獨立或聯(lián)合控制，并記錄各通道工作狀態(tài)，支持軟硬件復位，GPS/ BD-2/Galileo模式的選擇通過內(nèi)部控制位進行選擇。時間基準140用于向多模相關處理模塊100中各子模塊提供運行時鐘。內(nèi)部接口 150主要用來給各子模塊提供交互數(shù)據(jù)和控制的接口。參照圖3，圖4，多媒體子模塊400包括視頻解碼模塊410、音頻解碼模塊420和屏幕顯示模塊430。其中視頻解碼模塊410支持包括H. 264和MPEG4在內(nèi)的視頻協(xié)議標準，通過AMBA總線及橋接模塊200和各類接口 700及外設5000實現(xiàn)視頻碼流的輸入輸出。音頻解碼模塊420其實是軟件IP，支持包括MP3和AAC在內(nèi)的音頻協(xié)議標準，通過各類接口 700 中IIS(用于音頻的串行總線傳輸協(xié)議)及外圍器件AC97實現(xiàn)音頻碼流的輸入輸出。屏幕顯示模塊430支持六層顯示，包括一層背景層、兩層視頻層、兩層圖像層、一層光標層，并與視頻解碼模塊410及上層軟件7000協(xié)作實現(xiàn)音視頻同步播放。其中，音頻解碼模塊420的端口 1與雙CK-CORE 300的端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；視頻解碼模塊410 的端口 1與AMBA總線及橋接模塊200的端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；屏幕顯示模塊430的端口 1與AMBA總線及橋接模塊200的端口 2連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；雙CK-CORE 300的端口 2與AMBA總線及橋接模塊200的端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流及控制信號的交互。本實用新型應用實例示意圖如圖4所示結(jié)構(gòu)。主要包括接收天線1000、電源2000、 時鐘3000、射頻芯片4000、集成多種IP的多模導航信息終端SoC芯片(100至800)、外設 5000、輸出輸入接口 6000和上層軟件7000等。該實例可用于多種集成應用的高性能多模導航接收機板，即使在惡劣的信號條件下依然擁有強大的信號定位和跟蹤能力。該實例處理導航數(shù)據(jù)的流程如下衛(wèi)星發(fā)送的BD-2/GPS/felileo數(shù)據(jù)信號經(jīng)過接收天線1000，進入射頻芯片4000，該部分模塊對接收的射頻信號進行放大、下變頻和濾波，得到中頻信號，并對其進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后輸出集成多種IP的多模導航信息終端SoC芯片(100至800)中， 解譯出BD-2/GPS/feilileo衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，最后由內(nèi)嵌的雙CK-CORE 300解算出測量點的三維坐標、速度、時間等信息，最后轉(zhuǎn)換為美國國家海洋電子協(xié)會(NMEA)定制的 NMEA20183通信標準格式輸出。NMEA輸出數(shù)據(jù)為ASCII碼，語句有數(shù)十種，其內(nèi)容主要有經(jīng)度、緯度、高程、速度、時間、日期等。該應用實例具有多媒體信息處理功能，可以實現(xiàn)H. 264, MPEG-4(視頻壓縮編解碼標準)等音視頻數(shù)據(jù)的處理功能，支持音頻處理功能，并具有靈活的輸入輸出接口 6000及音視頻播放所需外設5000，可將各種數(shù)據(jù)處理的中間狀態(tài)輸出至其它終端設備，以方便數(shù)據(jù)的進一步處理和應用。
權(quán)利要求1.一種集成多種IP核的多模導航信息終端SoC芯片，包括片內(nèi)SRAM(500)、時鐘模塊 (600)、RTC模塊(800)和各類接口(700)，其特征在于還包括多模相關處理模塊(100)、多媒體子模塊000)、雙CK-CORE (300)、AMBA總線及橋接模塊Q00)；由時鐘模塊(600)的產(chǎn)生的時鐘信號通過時鐘模塊(600)的輸出端口 1分別與多模相關處理模塊(100)、多媒體子模塊(400)、片內(nèi)SRAM(500)輸入端口 1連接，由時鐘模塊(600)的產(chǎn)生的時鐘信號通過時鐘模塊(600)的輸出端口 2分別與AMBA總線及橋接模塊Q00)、雙CK-CORE (300)、各類接口(700)、RTC模塊(800)各輸入端口 1腳連接；AMBA總線及橋接模塊Q00)的輸入輸出端口 2、3、4、5、6腳分別與多媒體子模塊000)的輸出輸入端2、片內(nèi)SRAM(500)的輸出輸入端2、雙CK-CORE(300)的輸出輸入端2、各類接口(700)的輸出輸入端2、多模相關處理模塊(100)的輸出輸入端3連接，相關模塊數(shù)據(jù)信息通過上述輸入輸出端口進行交互；中頻數(shù)據(jù)通過多模相關處理模塊(100)的輸入端4進入，然后進行數(shù)據(jù)解調(diào)；外部需要解碼的音視頻數(shù)據(jù)通過多媒體子模塊(400)的輸入端口 3流入，處理后的數(shù)據(jù)通過AMBA總線及橋接模塊O00)的輸入輸出端口 2送到其它模塊進行相關處理；多模相關處理模塊(100)的輸出端口 2與RTC模塊(800)的輸入端口 2連接，多模相關處理模塊(100)通過輸出端口 2給 RTC模塊(800)提供相關信號生成的參考信息；RTC模塊(800)的輸出端口 3把生成的秒脈沖信號送出；其中，各類接口 (700)為UART、USB2. 0、LCDC、IIC或GPIO接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多種IP核的多模導航信息終端SoC芯片，其特征在于 所述的多模相關處理模塊(10)包括多模多頻信號處理通道(110)、通道管理模塊(120)、快速捕獲單元(130)、時間基準(140)和內(nèi)部接口(150)；中頻數(shù)據(jù)分別進入多模多頻信號處理通道(110)的輸入端1和快速捕獲單元(130)的輸入端4，處理后的結(jié)果送給內(nèi)嵌的雙 CK-CORE(300)中的一個微處理器進行導航信息處理；內(nèi)部接口(150)的輸出端1與多模多頻信號處理通道(110)的輸入端2相連，內(nèi)部接口(150)的輸出2與通道管理模塊(120) 的輸入端2連接，內(nèi)部接口(150)的輸出3與快速捕獲單元(130)的輸入端2連接，內(nèi)部接口(150)的輸出端4與時間基準(140)的輸入端2連接，通過上述連接內(nèi)部接口對相關模塊進行控制；信號處理通道(110)的輸入輸出端口 3與通道管理模塊(120)的輸入輸出端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制信號的交互，快速捕獲單元(130)的輸入輸出端口 1與通道管理模塊(120)的輸入輸出端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制信號的交互；時間基準(140)的輸出端 1與快速捕獲單元(130)的輸入端3連接，用于配送時鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成多種IP核的多模導航信息終端SoC芯片，其特征在于多媒體子模塊(400)包括視頻解碼模塊G10)、音頻解碼模塊(420)和屏幕顯示模塊 (430)；其中，音頻解碼模塊G20)的輸入輸出端口 1與AMBA總線及橋接模塊Q00)的輸入輸出端口 3連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；視頻解碼模塊(410)的輸入輸出端口 1與 AMBA總線及橋接模塊(200)的輸入輸出端口 1連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；屏幕顯示模塊G30)的輸入輸出端口 1與AMBA總線及橋接模塊O00)的輸入輸出端口 2連接， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與控制信號的交互；時鐘模塊(600)的輸出端口 1與音頻解碼模塊020)的輸入端口 3連接，為其提供時鐘輸入；時鐘模塊(600)的輸出端口 1與視頻解碼模塊G10)的輸入端口 3連接，為其提供時鐘信號；時鐘模塊(600)的輸出端口 1與屏幕顯示模塊(430) 的輸入端口 3連接，為其提供時鐘信號；待處理的數(shù)據(jù)輸入通過音頻解碼模塊(420)的輸入端口 2、視頻解碼模塊010)的輸入端口 2、屏幕顯示模塊030)的輸入端口 2進入上述三個模塊，處理完成的數(shù)據(jù)通過AMBA總線及橋接模塊(200)與其它模塊進行數(shù)據(jù)交互。
專利摘要本實用新型公開了一種集成多種IP核的多模導航信息終端SoC(片上系統(tǒng))芯片，它涉及導航終端領域中對GPS/BD/Galileo(三種衛(wèi)星定位系統(tǒng))衛(wèi)星信號的信息處理和音視頻數(shù)據(jù)處理。它主要由多模相關處理模塊、雙CK-CORE(一種國產(chǎn)處理器)處理器、音視頻處理模塊、AMBA(高級微控制器總線體系)總線、RTC(實時時鐘)模塊等構(gòu)成，并內(nèi)嵌UART(串口)，USB2.0(通用串行總線)，GPIO(通用輸入輸出接口)，SDRAM(同步動態(tài)隨機存儲器)控制器等多種接口電路。本實用新型可以通過配置寄存器實現(xiàn)多種應用模式轉(zhuǎn)換，具有定位精度高，性能可靠，成本低廉，功耗低，體積小等特點。
文檔編號G01S19/33GK202189147SQ20112011437
公開日2012年4月11日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者常迎輝, 張勇, 李斌, 杜克明, 田素雷 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所