ARM CORTEX-A8在北斗導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用

北斗一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)開(kāi)通以來(lái)，已成功應(yīng)用于水利水電、海洋漁業(yè)、交通運(yùn)輸、氣象測(cè)報(bào)、國(guó)土測(cè)繪、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等領(lǐng)域，牽引推動(dòng)了電子、通信、機(jī)械制造、地理信息等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

按照計(jì)劃，2020年將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，完成系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)。

ARM Cortex A8在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用

我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)按產(chǎn)業(yè)上中下游基本可分為：上游是導(dǎo)航與衛(wèi)星制造、芯片、OEM板卡、模塊、天線等；中游是終端集成、系統(tǒng)集成；下游是銷售、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前期，首先發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用需求將來(lái)自國(guó)防領(lǐng)域和國(guó)家主導(dǎo)的應(yīng)用示范項(xiàng)目，主要產(chǎn)業(yè)鏈的集中在中游產(chǎn)業(yè)。

近年來(lái)，中游產(chǎn)業(yè)的北斗終端主要用于國(guó)防、海洋漁業(yè)、公共安全、通信、水利等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，其應(yīng)用的主要功能包括導(dǎo)航、定位、授時(shí)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。根?jù)應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用特點(diǎn)的差異，北斗用戶終端有手持型、車載型、船載型、指揮型、授時(shí)型、海上救生型及數(shù)據(jù)傳輸型等產(chǎn)品。

現(xiàn)階段，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于發(fā)展交替期，“北斗一代”服役期基本終結(jié)，“北斗二代”正式試運(yùn)行，應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了更新期。中游產(chǎn)業(yè)鏈在“北斗二代”替代“北斗一代”的過(guò)程，中游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品已面臨著巨大的升級(jí)挑戰(zhàn)，北斗用戶終端功耗大、便攜性差、成本高、性能不穩(wěn)定等現(xiàn)象，在一定程度上制約了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，原有的硬件核心（ARM9及ARM11）的數(shù)據(jù)的響應(yīng)、處理和控制性能，以及用戶體驗(yàn)都已無(wú)法滿足越來(lái)越多的應(yīng)用需求。

借助ARM Cortex-A8優(yōu)勢(shì)技術(shù)，德州儀器（TI）的Sitara ARM Cortex-A8處理器提供了性能、功率和外設(shè)的理想組合，能夠滿足任何應(yīng)用需求，降低系統(tǒng)成本、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、擴(kuò)展當(dāng)前設(shè)計(jì)的連接，同時(shí)維護(hù)了TI ARM9處理器和ARM11處理器產(chǎn)品系列內(nèi)軟件的兼容性。一些終端廠商根據(jù)北斗導(dǎo)航領(lǐng)域的特殊要求，以及ARM Cortex-A8的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品具有下列優(yōu)勢(shì)：

⊙ 性能保證：TI處理器集成了高達(dá)1.0GHz ARM Cortex-A8 RISC內(nèi)核，性能上較之前核心提高了40%，集成POWERVR SGX顯示核心，圖形性能翻了一倍，且功耗比上一代產(chǎn)品降低了30%。

⊙ 快速反響能力：快速的啟動(dòng)，快速的數(shù)據(jù)反響，減小終端等待時(shí)間，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，切合北斗特殊領(lǐng)域應(yīng)用響應(yīng)時(shí)間需求。

⊙ 安全的存儲(chǔ)架構(gòu)：操作系統(tǒng)、程序、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)，三部分實(shí)體獨(dú)立存在，保證了安全穩(wěn)定性。⊙ 軟件兼容優(yōu)化：提供對(duì)Windows嵌入式CE及其他RTOS解決方案的支持，提供底層驅(qū)動(dòng)優(yōu)化支持，有很高的兼容切合度。

⊙ 智能電源管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池過(guò)充過(guò)放優(yōu)化處理，防止反復(fù)充放電帶來(lái)電池壽命的降低。

⊙ 可擴(kuò)展升級(jí)性：產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口，便于應(yīng)用的擴(kuò)展及服務(wù)的升級(jí)，適應(yīng)更高要求應(yīng)用。

⊙ 長(zhǎng)期供貨保證：TI工業(yè)級(jí)芯片，在保證品質(zhì)可靠性情況下，可保證高性能及長(zhǎng)期供貨性。

⊙ 低溫環(huán)境支持：選用寬溫元器件、部件（高可靠、高壽命寬溫電阻屏和WLED工業(yè)級(jí)寬、低功耗液晶屏），經(jīng)過(guò)低溫測(cè)試，滿足低溫－40o環(huán)境工作需求，并預(yù)留預(yù)加熱功能，保證高可靠性。

⊙ 寬壓輸入支持：滿足9～36V供電環(huán)境，同時(shí)加入了過(guò)壓、過(guò)流、浪涌、防反接及短接保護(hù)，滿足國(guó)際車載供電標(biāo)準(zhǔn)要求。

⊙ 電磁兼容性：滿足靜電放電抗擾度、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度、瞬態(tài)抗擾度等級(jí)要求，可滿足復(fù)雜的電磁環(huán)境中。

⊙ 系統(tǒng)整合性：先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及積累的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化主板設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)整體輕薄情況下，使整體系統(tǒng)可達(dá)到一定要求沖擊、振動(dòng)、碰撞、跌落、傾斜條件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全密封設(shè)計(jì)，具有較高的防護(hù)等級(jí)，滿足特殊行業(yè)的嚴(yán)酷環(huán)境應(yīng)用。

⊙ 快速的上市能力：豐富的行業(yè)應(yīng)用電子開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及可靠健全的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，可進(jìn)行產(chǎn)品的快速定制，達(dá)到迅速推向市場(chǎng)的能力。

綜合以上產(chǎn)品特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，恰逢北斗快速發(fā)展更新?lián)Q代時(shí)期，這些終端廠商設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高性能北斗終端產(chǎn)品，迎合了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)中的中游產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用需求，為最終用戶提供高主頻、高計(jì)算能力、高可靠、高擴(kuò)展性、快速響應(yīng)等關(guān)鍵指標(biāo)的產(chǎn)品架構(gòu)，產(chǎn)品應(yīng)用架構(gòu)見(jiàn)圖1。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域應(yīng)用展望

對(duì)于未來(lái)中國(guó)的導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)格局，以“北斗”為核心推動(dòng)力，推進(jìn)中國(guó)GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展；以衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈為主線，構(gòu)建并完善衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系；以衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系為基礎(chǔ)，構(gòu)建新時(shí)空服務(wù)體系；以新時(shí)空服務(wù)體系為主體，打造新一代信息技術(shù)核心與基礎(chǔ)，推進(jìn)智能信息產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

北斗導(dǎo)航將于2013年率先在軍用領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，進(jìn)而拓展到行業(yè)，最后于2017年左右在大眾消費(fèi)領(lǐng)域取得大規(guī)模應(yīng)用。北斗應(yīng)用領(lǐng)域滲透方式以軍用→行業(yè)應(yīng)用→軍民共用→大眾消費(fèi)路線逐步推進(jìn)，有廣闊的市場(chǎng)需求；同樣，北斗產(chǎn)業(yè)鏈相應(yīng)產(chǎn)品也是以同樣的方式進(jìn)行演進(jìn)滲透，ARM Cortex-A8核心處理器將會(huì)成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)中游產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品中的主流處理器，為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的產(chǎn)品迎來(lái)高性能時(shí)代。