专利名称：一种集成多种IP核的多模导航信息终端SoC芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卫星导航定位产品的导航信号处理和消费电子中音视频处理，特别是涉及基于多卫星系统的多模导航接收技术领域。
背景技术：
卫星导航定位产品是卫星导航定位应用发展的基础。从卫星导航定位系统发展来看，目前卫星导航定位终端产品主要以美国的GPS产品为主，也有少量的GPS/Glonass的兼容产品。随着我国新一代北斗卫星导航定位系统和欧盟felileo系统的建设，为了适应不同的定位系统，卫星导航定位终端产品技术将向兼容多个卫星导航定位系统的技术方向发展。基于多模导航的个人移动信息终端，具有非常广阔的市场应用前景，具有很大的经济效益和社会效益，而多模导航定位移动信息终端SoC芯片是实现低成本、高性能导航接收机和个人移动导航信息终端的核心，是我国能否实现个人移动导航信息终端产业化的关键所在。
发明内容本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种可以兼容北斗、GPS、伽利略三系统的组合导航接收装置，并具备音视频处理功能。该产品由于具有利润高、覆盖率广、竞争性强、技术及管理水平可靠的优势而具有很强的市场开发推广价值。本实用新型的技术方案是这样实现的本发明包括片内SRAM500、时钟模块600、 RTC模块800和各类接口 700，其特征在于还包括多模相关处理模块100、多媒体子模块 400、双CK-C0RE300、AMBA总线及桥接模块200 ；由时钟模块600的产生的时钟信号通过时钟模块600的输出端口 1分别与多模相关处理模块100、多媒体子模块400、片内SRAM500 输入端口 1连接，由时钟模块600的产生的时钟信号通过时钟模块600的输出端口 2分别与AMBA总线及桥接模块200、双CK-C0RE300、各类接口 700、RTC模块800各输入端口 1脚连接；AMBA总线及桥接模块200的输出端口 2、3、4、5、6脚分别与多媒体子模块400的输出输入端2、片内SRAM500的输出输入端2、双CK-C0RE 300的输出输入端2、各类接口 700的输出输入端2、多模相关处理模块100的输出输入端3连接，相关模块数据信息通过上述输入输出端口进行交互；中频数据通过多模相关处理模块100的输入端4进入，然后进行数据解调等操作，外部需要解码的音视频数据通过多媒体子模块400的输入端口 3流入，处理后的数据通过AMBA总线及桥接模块200的输入输出端口 2送到其它模块进行相关处理；多模相关处理模块100的输出端口 2与RTC模块800的输入端口 2连接，多模相关处理模块100 通过输出端口 2给RTC模块800提供相关信号生成的参考信息。RTC模块800的输出端口 3把生成的秒脉冲信号送出。多模相关处理模块100包括多模多频信号处理通道110、通道管理模块120、快速捕获单元130、时间基准140和内部接口 150。接收RF前端芯片输出的三路采样信号分别进入多模多频信号处理通道110的输入端1和快速捕获单元130的输入端4，处理后的结果送给内嵌的双CK-CORE 300中的一个微处理器进行导航信息处理。内部接口 150的输出端1与多模多频信号处理通道110的输入端2相连，内部接口 150的输出2与通道管理模块120的输入端2连接，内部接口 150的输出3与快速捕获单元130的输入端2连接，内部接口 150的输出端4与时间基准140的输入端2连接，通过上述连接内部接口对相关模块进行控制。信号处理通道110的端口 3与通道管理模块120的端口 1连接，实现数据与控制信号的交互，快速捕获单元130的端口 1与通道管理模块120的端口 3连接，实现数据及控制信号的交互。时间基准140的输出端1与快速捕获单元130的输入端3连接，用于配送时钟。快速捕获单元130主要用来实现判断输入信号是否与本地信号匹配，在伪码捕获前先确定码相位的初始位置和多普勒频移的粗略估计。通道管理模块120具有专门的寄存器用于对多模多频信号处理通道110中各个相关通道进行独立或联合控制，并记录各通道工作状态。时间基准140用于向多模相关处理模块100中各子模块提供运行时钟。内部接口 150主要用来给各子模块提供交互数据和控制的接口。多媒体子模块400包括视频解码模块410、音频解码模块420和屏幕显示模块 430。其中视频解码模块410通过AMBA总线及桥接模块200和各类接口 700实现视频码流的输入输出。音频解码模块420通过各类接口 700中实现音频码流的输入输出。屏幕显示模块430与视频解码模块410及上层软件7000协作实现音视频同步播放；其中，音频解码模块420的输入输出端口 1与AMBA总线及桥接模块200的输入输出端口 3连接，实现数据流与控制信号的交互；视频解码模块410的输入输出端口 1与AMBA总线及桥接模块200的输入输出端口 1连接，实现数据流与控制信号的交互；屏幕显示模块430的输入输出端口 1 与AMBA总线及桥接模块200的输入输出端口 2连接，实现数据流与控制信号的交互；时钟模块600的输出端口 1与音频解码模块420的输入端口 3连接，为其提供时钟输入；时钟模块600的输出端口 1与视频解码模块410的输入端口 3连接，为其提供时钟信号；时钟模块 600的输出端口 1与屏幕显示模块430的输入端口 3连接，为其提供时钟信号；待处理的数据输入通过音频解码模块420的输入端口 2、视频解码模块410的输入端口 2、屏幕显示模块430的输入端口 2进入上述三个模块，处理完成的数据通过AMBA总线及桥接模块200与其它模块进行数据交互。有益效果1、本实用新型采用GPS、北斗、伽利略三系统联合信号可实现单系统定位和组合导航定位功能，灵敏度高，定位精度高，灵活性强。2、本实用新型采用国产微处理器完成多模导航信息处理和多种格式音视频数据处理，在满足不同用户群需求的同时推进国产微处理器的产业化发展。3、本实用新型具有丰富的外设接口，如GPIO、UART, USB2. 0，LCDC(视频显示控制器)，Iic(串行总线传输协议)等，可以扩展本芯片的应用领域。

图1是本实用新型系统架构示意图。图1中，100为多模相关处理模块、200为AMBA总线及桥接模块、300为双CK-C0RE、 400为多媒体子模块、500为片内SRAM、600为时钟模块、700为各类接口、800为RTC模块。[0014]图2是本实用新型多模相关处理模块100结构示意图。图2中，110为多模多频信号处理通道、120为通道管理模块、130为快速捕获单元、 140为时间基准和150为内部接口。图3是本实用新型多媒体子模块400结构示意图。图3中，410为视频解码模块、420为音频解码模块和430为屏幕显示模块。图4是本实用新型应用实例示意图。图4中，1000为接收天线、2000为电源、3000为时钟、4000为射频芯片、(100至 800)为集成多种IP的多模导航信息终端SoC芯片、5000为外设、6000为输出输入接口和 7000为上层软件。
具体实施方式
参照图1和图4，本实用新型包括多模相关处理模块100、AMBA总线及桥接模块 200、双CK-CORE 300、多媒体子模块400、片内SRAM 500、时钟模块600、各类接口 700、RTC 模块800。其中多模相关处理模块100用于接收射频芯片输出的采样中频信号进行数字下变频、码捕获、载波捕获、码跟踪、载波跟踪、原始观测量获取等功能，处理后的结果通过 AMBA总线及桥接模块200输出至双CK-CORE 300中的负责卫星导航信息处理的CK-CORE 微处理器进行导航信息处理。AMBA总线及桥接模块200用来互连双CK-C0RE300、多媒体子模块400、多模相关处理模块100及片内SRAM 500。多媒体子模块400通过AMBA总线及桥接模块集成各类接口 700，并应用上层软件完成音频和视频解码并实现屏幕显示。双 CK-C0RE300中的一个CK-CORE结合多模相关处理模块100完成多模导航信息处理，另外一个CK-CORE结合多媒体子模块400完成音视频处理功能。各类接口 700包括UART、USB2. 0， IXDC，IIC、GPI0等，主要用来完成导航和多媒体数据的输入与输出控制。片内SRAM 500主要用来实现存储相关程序，用于双CK-CORE 300的启动配置。时钟模块600用于给芯片各主要模块提供运行时钟。RTC模块800用于产生秒脉冲授时信息输出。参照图2和图4，多模相关处理模块100包括多模多频信号处理通道110、通道管理模块120、快速捕获单元130、时间基准140和内部接口 150。多模相关处理模块100是实现高精度、高灵敏度导航定位功能的核心和关键所在，其主要用于接收RF前端芯片输出的三路采样信号分别进入多模多频信号处理通道110的输入端1和快速捕获单元130的输入端4，处理后的结果送给内嵌的双CK-CORE 300中的一个微处理器进行导航信息处理。内部接口 150的输出端1与多模多频信号处理通道110的输入端2相连，内部接口 150的输出2与通道管理模块120的输入端2连接，内部接口 150的输出3与快速捕获单元130的输入端2连接，内部接口 150的输出端4与时间基准140的输入端2连接，通过上述连接内部接口对相关模块进行控制。信号处理通道110的端口 3与通道管理模块120的端口 1 连接，实现数据与控制信号的交互，快速捕获单元130的端口 1与通道管理模块120的端口 3连接，实现数据及控制信号的交互。时间基准140的输出端1与快速捕获单元130的输入端3连接，用于配送时钟。快速捕获单元130主要用来实现判断输入信号是否与本地信号匹配，在伪码捕获前先确定码相位的初始位置和多普勒频移的粗略估计(若无这些先验信息则只能进行盲搜索)，然后再由码相位搜索单元和多普勒频移搜索单元构成的二维信号搜索单元间滑动。通道管理模块120具有专门的寄存器用于对多模多频信号处理通道110中各个相关通道进行独立或联合控制，并记录各通道工作状态，支持软硬件复位，GPS/ BD-2/Galileo模式的选择通过内部控制位进行选择。时间基准140用于向多模相关处理模块100中各子模块提供运行时钟。内部接口 150主要用来给各子模块提供交互数据和控制的接口。参照图3，图4，多媒体子模块400包括视频解码模块410、音频解码模块420和屏幕显示模块430。其中视频解码模块410支持包括H. 264和MPEG4在内的视频协议标准，通过AMBA总线及桥接模块200和各类接口 700及外设5000实现视频码流的输入输出。音频解码模块420其实是软件IP，支持包括MP3和AAC在内的音频协议标准，通过各类接口 700 中IIS(用于音频的串行总线传输协议)及外围器件AC97实现音频码流的输入输出。屏幕显示模块430支持六层显示，包括一层背景层、两层视频层、两层图像层、一层光标层，并与视频解码模块410及上层软件7000协作实现音视频同步播放。其中，音频解码模块420的端口 1与双CK-CORE 300的端口 1连接，实现数据流与控制信号的交互；视频解码模块410 的端口 1与AMBA总线及桥接模块200的端口 1连接，实现数据流与控制信号的交互；屏幕显示模块430的端口 1与AMBA总线及桥接模块200的端口 2连接，实现数据流与控制信号的交互；双CK-CORE 300的端口 2与AMBA总线及桥接模块200的端口 3连接，实现数据流及控制信号的交互。本实用新型应用实例示意图如图4所示结构。主要包括接收天线1000、电源2000、 时钟3000、射频芯片4000、集成多种IP的多模导航信息终端SoC芯片(100至800)、外设 5000、输出输入接口 6000和上层软件7000等。该实例可用于多种集成应用的高性能多模导航接收机板，即使在恶劣的信号条件下依然拥有强大的信号定位和跟踪能力。该实例处理导航数据的流程如下卫星发送的BD-2/GPS/felileo数据信号经过接收天线1000，进入射频芯片4000，该部分模块对接收的射频信号进行放大、下变频和滤波，得到中频信号，并对其进行模数转换，最后输出集成多种IP的多模导航信息终端SoC芯片(100至800)中， 解译出BD-2/GPS/feilileo卫星所发送的导航电文，最后由内嵌的双CK-CORE 300解算出测量点的三维坐标、速度、时间等信息，最后转换为美国国家海洋电子协会(NMEA)定制的 NMEA20183通信标准格式输出。NMEA输出数据为ASCII码，语句有数十种，其内容主要有经度、纬度、高程、速度、时间、日期等。该应用实例具有多媒体信息处理功能，可以实现H. 264, MPEG-4(视频压缩编解码标准)等音视频数据的处理功能，支持音频处理功能，并具有灵活的输入输出接口 6000及音视频播放所需外设5000，可将各种数据处理的中间状态输出至其它终端设备，以方便数据的进一步处理和应用。
权利要求1.一种集成多种IP核的多模导航信息终端SoC芯片，包括片内SRAM(500)、时钟模块 (600)、RTC模块(800)和各类接口(700)，其特征在于还包括多模相关处理模块(100)、多媒体子模块000)、双CK-CORE (300)、AMBA总线及桥接模块Q00)；由时钟模块(600)的产生的时钟信号通过时钟模块(600)的输出端口 1分别与多模相关处理模块(100)、多媒体子模块(400)、片内SRAM(500)输入端口 1连接，由时钟模块(600)的产生的时钟信号通过时钟模块(600)的输出端口 2分别与AMBA总线及桥接模块Q00)、双CK-CORE (300)、各类接口(700)、RTC模块(800)各输入端口 1脚连接；AMBA总线及桥接模块Q00)的输入输出端口 2、3、4、5、6脚分别与多媒体子模块000)的输出输入端2、片内SRAM(500)的输出输入端2、双CK-CORE(300)的输出输入端2、各类接口(700)的输出输入端2、多模相关处理模块(100)的输出输入端3连接，相关模块数据信息通过上述输入输出端口进行交互；中频数据通过多模相关处理模块(100)的输入端4进入，然后进行数据解调；外部需要解码的音视频数据通过多媒体子模块(400)的输入端口 3流入，处理后的数据通过AMBA总线及桥接模块O00)的输入输出端口 2送到其它模块进行相关处理；多模相关处理模块(100)的输出端口 2与RTC模块(800)的输入端口 2连接，多模相关处理模块(100)通过输出端口 2给 RTC模块(800)提供相关信号生成的参考信息；RTC模块(800)的输出端口 3把生成的秒脉冲信号送出；其中，各类接口 (700)为UART、USB2. 0、LCDC、IIC或GPIO接口。
2.根据权利要求1所述的集成多种IP核的多模导航信息终端SoC芯片，其特征在于 所述的多模相关处理模块(10)包括多模多频信号处理通道(110)、通道管理模块(120)、快速捕获单元(130)、时间基准(140)和内部接口(150)；中频数据分别进入多模多频信号处理通道(110)的输入端1和快速捕获单元(130)的输入端4，处理后的结果送给内嵌的双 CK-CORE(300)中的一个微处理器进行导航信息处理；内部接口(150)的输出端1与多模多频信号处理通道(110)的输入端2相连，内部接口(150)的输出2与通道管理模块(120) 的输入端2连接，内部接口(150)的输出3与快速捕获单元(130)的输入端2连接，内部接口(150)的输出端4与时间基准(140)的输入端2连接，通过上述连接内部接口对相关模块进行控制；信号处理通道(110)的输入输出端口 3与通道管理模块(120)的输入输出端口 1连接，实现数据与控制信号的交互，快速捕获单元(130)的输入输出端口 1与通道管理模块(120)的输入输出端口 3连接，实现数据及控制信号的交互；时间基准(140)的输出端 1与快速捕获单元(130)的输入端3连接，用于配送时钟。
3.根据权利要求1所述的集成多种IP核的多模导航信息终端SoC芯片，其特征在于多媒体子模块(400)包括视频解码模块G10)、音频解码模块(420)和屏幕显示模块 (430)；其中，音频解码模块G20)的输入输出端口 1与AMBA总线及桥接模块Q00)的输入输出端口 3连接，实现数据流与控制信号的交互；视频解码模块(410)的输入输出端口 1与 AMBA总线及桥接模块(200)的输入输出端口 1连接，实现数据流与控制信号的交互；屏幕显示模块G30)的输入输出端口 1与AMBA总线及桥接模块O00)的输入输出端口 2连接， 实现数据流与控制信号的交互；时钟模块(600)的输出端口 1与音频解码模块020)的输入端口 3连接，为其提供时钟输入；时钟模块(600)的输出端口 1与视频解码模块G10)的输入端口 3连接，为其提供时钟信号；时钟模块(600)的输出端口 1与屏幕显示模块(430) 的输入端口 3连接，为其提供时钟信号；待处理的数据输入通过音频解码模块(420)的输入端口 2、视频解码模块010)的输入端口 2、屏幕显示模块030)的输入端口 2进入上述三个模块，处理完成的数据通过AMBA总线及桥接模块(200)与其它模块进行数据交互。
专利摘要本实用新型公开了一种集成多种IP核的多模导航信息终端SoC(片上系统)芯片，它涉及导航终端领域中对GPS/BD/Galileo(三种卫星定位系统)卫星信号的信息处理和音视频数据处理。它主要由多模相关处理模块、双CK-CORE(一种国产处理器)处理器、音视频处理模块、AMBA(高级微控制器总线体系)总线、RTC(实时时钟)模块等构成，并内嵌UART(串口)，USB2.0(通用串行总线)，GPIO(通用输入输出接口)，SDRAM(同步动态随机存储器)控制器等多种接口电路。本实用新型可以通过配置寄存器实现多种应用模式转换，具有定位精度高，性能可靠，成本低廉，功耗低，体积小等特点。
文档编号G01S19/33GK202189147SQ20112011437
公开日2012年4月11日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者常迎辉, 张勇, 李斌, 杜克明, 田素雷 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所