基于fpga的gps芯片验证与实现.研究

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1、1．1．3研究意义芯片验证加快设计流程，减少重新制版几率，降低成本；加快系统厂商的系统产品开发；方便系统厂商对逻辑功能全面确认，提高芯片一次流片成功率。1．2国内外研究现状及主要研究内容1．2．1国内研究现状目前，西安华讯微电子开发出了中国第一套自主知识产权的GPS芯片。现在华讯微电子正在与下游厂商一起对自己研发出的芯片进行各种测试，今年就能够投入市场应用。2006年10月份，华讯微电子做出了GPS套片，包括两个芯片：一个视频，一个数字，一套数字转化软件。华讯微电子做出的芯片性能可以达到美国2005年底20

2、06年初的水平，但是成本比国外便宜20％以上f45】。对于现代ASIC设计，运行在真正高端(相应的也很昂贵)计算机平台上的软件仿真将很幸运地获得数Hz以上(亦即实时每秒有数个主要系统时钟周期)的等效仿真速度。实际上，这意味着可以只在设计的很小一部分上进行详细的软件仿真。目前芯片验证主要有三种方法，即：加速、仿真和基于FPGA原型。加速，基于硬件的加速解决方案通常包含有一系列专用处理器芯片或FPGA。这种形式的加速的一个主要缺陷是它只适合于加速孤5ZASIC的仿真；也就是说，这种形式的验证不能验证处于系统环境

3、中的器件。另一个问题是这种加速器可能非常昂贵，特别是由于同一时间每个单元只能被一个(或极少数)开发者使用，这一缺点就更加突出。仿真，基于硬件的仿真解决方案一般也包含有大量专用处理器芯片或FPGA。仿真的优点(相比加速而言)是这些表述都被集成在系统级环境中。缺点是仿真速度仅达到1MHz左右，这对许多验证环境来说是根本不够的。而且，这些单元同样非常昂贵，同一时间只能被一个(或极少数的)开发者使用。基于FPGA的原型，在许多情况下，必需“实速(at．speed)”验证设计。这种解决方案利用一个或多个FPGA来构建

4、ASIC的硬件原型。作为ASIC的功能等效电路，基于FPGA的原型可以同时进行芯片级和系统级测试。这种原型不仅能够提供10MHz到80MHz的实时仿真速度，价格也比较低廉，故能同时提供给多个开发者，也可以同时在多个开发现场进行部署。1．2．2国外研究现状在国外GPS起步较早，现在市场上的主流芯片主要是sift公司(sirf公亩】成立于1995年2月，提供gps,槠集以及相应的软件产品，其产量占全球gps芯片出货量的70％。19962年sirf研制出第一代印s-心-H-"片结构，称为sirfstariarch

5、itecture：1999年sirf公司研制出第二代芯片结构sirfstarii；2004年sirf公司推出了第三代芯片结构sirfstariii)的第三代芯片。sirfstariii芯片可以接受来自29、2．59、39网络的辅助数据，并能在室内进行定位【l】。另外，成立于1997年的瑞士u-blox公司也是知名的gps系统专业制造公司，凭借其gps模块的出色导航性能和优良品质，u．blox在全球gps模块市场上的占有率是最高的。uIb!ox公司本身是欧洲gps委员会及伽俐略制定委员会的委员，参与欧洲的整个

6、tips项目及伽俐略产品的标准制定及产品的研发工作，目前是欧洲最大的gps供应商。U．blox公司最初采用sirf公司的gps芯片来生产模块，使用过sirfstari／lx和sirfstariie芯片集。从第三代产品开始，u-blox开始使用自己的芯片。u-blox第三代及第四代的芯片由U—blox公司设计芯片、ip内核及软硬件架构，由atmel公司代工生产芯片组。但从第五代ubx．95及以后ffOgpsT签,片组，不再由atmel公司代工生产。U．blox公司于2006年9月25日在美国gps行业电子展会

7、上正式宣布ubx-95芯片组已经开发完毕，该系列芯片采用了全新设计架构，冷启动肘阕29S，其性能已经接近gps理论设计的极限(gps的芯片组理论设计极限灵敏度为．162dbm，冷启动27s)t441。1．2．2主要研究内容芯片验证平台主要从原理图设计入手，论证了验证平台的基本架构，确定了芯片之间的通信方式。验证平台主要侧重功能验证，其中覆盖了以下几个方面，GPS设计捕获部分的验证；GPS通道跟踪部分验证；GPS实时定位验证。性能验证主要集中验证了芯片对信号的敏感度和芯片的定位精度，以及芯片在GPS信号跟踪过

8、程的稳定性。通过全面验证，为流片提供了可靠的依据。第二章GPS定位原理与实现2．1GPS全球定位系统的发展与未来GPS是全球定位系统(GlobalPositioningSysterm)的首字母缩写，它是美国国防部原来主要用于军事目的第二代全球定位系统，它是由空间导航卫星组成的星座、地面工作站和用户接收机三大部分组成，其使用的测距码有明用C／A码和军用的P码。冷战结束后，其民用码向世界公开，各国纷纷投资研制出各种性