专利名称：一种gps接收机功耗控制装置和gps接收机的制作方法
技术领域：
本发明属于通信领域，尤其涉及一种GPS接收机功耗控制装置和GPS接收机。
背景技术：
对于车载导航仪、手机、上网本等便携设备来说，功耗的高低是衡量其性能好坏的重要标准之一，因此，便携设备中GPS接收机的低功耗设计就显得尤为重要。在GPS接收机中，通常具备用于捕获GPS信号的捕获模块以及多个用于跟踪GPS信号的跟踪通道，且在GPS信号良好且GPS接收机跟踪状态稳定时，载波和码相位在短时间内呈线性变化，具有相对稳定的特性和缓变的特性，因此，当GPS接收机捕获到GPS信号后，捕获模块便不再需要进行GPS信号的捕获工作；当GPS接收机运行在信号稳定的环境状况下时，全部或者部分跟踪通道便可短时间内不再进行GPS信号的跟踪工作。然而，在传统的GPS接收机设计中，捕获单元和跟踪通道却始终处于运行状态，无法关闭GPS接收机中这部分�？榈脑诵凶刺佣薹ù锏浇档凸牡哪康�。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种GPS接收机功耗控制装置，旨在解决现有的GPS接收机各�？槭笔贝τ谠诵凶刺贾翯PS接收机功耗大的问题。本发明实施例是这样实现的，一种GPS接收机功耗控制装置，所述装置包括寄存器，用于存储预设的运行时间值以及关闭时间值，所述运行时间值和所述关闭时间值用于分别标明GPS信号跟踪通道的单次运行时间和单次关闭时间；第一状态控制电路，用于在GPS接收机进入稳定的GPS信号跟踪状态时，根据所述寄存器中存储的运行时间值和关闭时间值循环交替地产生相应的运行指示信号和关闭指不信号；时钟门控电路，用于根据所述第一状态控制电路实时产生的运行指示信号和关闭指示信号对GPS信号跟踪通道进行时钟信号的门控操作。本发明实施例的另一目的在于提供一种GPS接收机，所述GPS接收机包括如上所述的功耗控制装置。在本发明实施例中，通过对GPS接收机的GPS信号跟踪通道设置相应的运行时间值和关闭时间值，在卫星信号良好且跟踪状态稳定时，根据运行时间值和关闭时间值产生相应的开关控制信号，以控制GPS信号跟踪通道处于运行或者关闭状态，由此降低了整个GPS接收机的功耗。
图1是本发明第一实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构图；图2是本发明第二实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构图；图3是本发明第三实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明实施例中，通过对GPS接收机的GPS信号跟踪通道设置相应的运行时间值和关闭时间值，在卫星信号良好且跟踪状态稳定时，根据运行时间值和关闭时间值产生相应的开关控制信号，以控制GPS信号跟踪通道处于运行或者关闭状态，由此降低了整个GPS接收机的功耗。图1示出了本发明第一实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构，为了便于说明，仅不出了与本实施例相关的部分。参照图1，该功耗控制装置位于GPS接收机内部，为运行于GPS接收机内部的硬件单元、软件单元或者软硬件结合的单元，其中，该功耗控制装置包括寄存器11，其存储预设的运行时间值以及关闭时间值，所述运行时间值和所述关闭时间值用于分别标明GPS信号跟踪通道的单次运行时间和单次关闭时间。第一状态控制电路12，其在GPS接收机进入稳定的GPS信号跟踪状态时，根据寄存器11中存储的运行时间值和关闭时间值循环交替地产生相应的运行指示信号和关闭指示信号。时钟门控电路13，其根据第一状态控制电路12实时产生的运行指示信号和关闭指示信号对GPS信号跟踪通道进行时钟信号的门控操作，以使GPS信号跟踪�？樵谠诵凶刺凸乇兆刺溲非谢�。由于在GPS信号的正常跟踪过程中，载波和码相位在短时间内呈线性变化，因此在此期间即使GPS信号跟踪通道处于关闭状态，也可以确定出相应的载波和码相位。在本实施例中，运行时间值以及关闭时间值用于分别标明GPS信号跟踪通道在低功耗模式下的单次运行时间和单次关闭时间，根据运行时间值和关闭时间值来对GPS信号跟踪通道进行相应的时钟门控，当卫星信号良好且GPS接收机跟踪状态稳定时，即可循环交替地控制GPS信号跟踪通道在短时间内进行运行状态与关闭状态的切换，由此在保证正常跟踪GPS信号的前提下，在一定程度上降低了 GPS接收机的功耗。在本实施例中，一般情况下，当跟踪卫星的载噪比正常时，通过星历数据即可计算出GPS接收机的位置坐标，此时即代表GPS接收机运行在信号稳定的环境状况下，可以根据接收到的GPS卫星信号进行正常的跟踪和定位了。需要说明的是，在大多GPS接收机中通常同时设置有若干条(一般是同时存在12条GPS信号跟踪通道)GPS信号跟踪通道，而一般情况下当对GPS信号进行跟踪时，只根据实际需要开启其中一部分GPS信号跟踪通道。在本发明实施例中，当GPS信号跟踪通道处于关闭状态时，即指关闭全部GPS信号跟踪通道，当GPS信号跟踪通道处于运行状态时，即指根据实际需要开启其中一部分GPS信号跟踪通道。作为本发明的一个实施例，该功耗控制装置还包括第二状态控制电路14，其控制GPS信号捕获�？榇τ谠诵凶刺蛘吖乇兆刺�。在本实施例中，通过设置第二状态控制电路14，当跟踪卫星的数量不够时，就控制GPS信号捕获�？榇τ谠诵凶刺圆痘裥碌奈佬牵坏备傥佬堑氖看锏蕉ㄎ灰笫保涂刂艷PS信号捕获�？榇τ诠乇兆刺佣谑∠低彻�。在本发明实施例中，能够根据GPS接收机的当前运行环境和对GPS信号的当前跟踪状态来灵活地控制GPS信号跟踪通道和GPS信号捕获�？榈氖敝涌兀行У亟档土斯摹Ｗ魑痉⒚鞯囊桓鍪凳├攵訥PS接收机中的各个�？椋梢园凑毡痉⒚鞯诙凳├龅姆椒ǎü柚米诺淖刺刂频缏防戳榛羁刂艷PS接收机中各�？榈氖敝涌兀咛迨迪址椒ㄔ诖瞬灰灰涣芯�。作为本发明的另一个实施例，还可以根据GPS接收机的当前运行环境和对GPS信号的当前跟踪状态来相应的降低各个�？榈氖敝悠德剩源锏浇档凸牡哪康�。图2示出了本发明第二实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构，为了便于说明，仅不出了与本实施例相关的部分。在本实施例中，在对时钟信号进行分频后，通过两个锁相环(phase locked loop,PLL)电路来分别为GPS接收机中的DSP处理器和其余系统�？槔刺峁┦敝有藕牛纱丝梢愿莸鼻八惴ǖ母丛佣榷懒⒌氐髡鸇SP处理器的时钟频率，以降低GPS接收机的功耗，具体地，该功耗控制装置包括了 第一 PLL电路21，其调整GPS接收机中提供给DSP处理器的第一时钟信号的频率。在本实施例中，提供给DSP处理器的第一时钟信号由时钟晶振源通过分频获得，第一 PLL电路21接收第一时钟信号，并根据调整其PLL的输出频率，以实现对第一时钟信号的频率调整。第二 PLL电路22，其调整GPS接收机中提供给除DSP处理器以外的其它模块的第
二时钟信号的频率。在本实施例中，提供给系统其他�？榈牡诙敝有藕庞墒敝泳д裨赐ü制祷竦茫诙� PLL电路22接收第二时钟信号，并根据调整其PLL的输出频率，以实现对第二时钟信号的频率调整。在本实施例中，通过在GPS接收机中设计两个PLL电路，以实现DSP处理器时钟频率的独立调整。针对能够灵活调整跟踪算法的GPS接收机来说，当使用复杂的算法进行GPS信号的跟踪时，需要DSP处理器运行在一个较高的时钟频率范围内以实现较高的运算性能，例如，使DSP处理器运行在85MHz的时钟频率下；当卫星信号良好且GPS接收机的运行环境稳定时，可以使用简单的算法进行GPS信号的跟踪，此时DSP处理器可以运行在一个相对低的时钟频率范围内，例如运行在48MHz的时钟频率下即可满足系统的运算要求，由此，通过针对不同的实际情况，能够独立地对DSP处理器的时钟频率进行调整，以有效降低GPS接收机的功耗。需要说明的是，通常情况下，对算法的选择可以根据GPS信号跟踪过程计算得到的载噪比大小来决定，例如，根据目前的实验情况，当载噪比大于30时，使用简单的算法；当载噪比小于30时，使用复杂的算法，此时复杂的算法带卡曼滤波，可以进一步提高跟踪的灵敏度。图3示出了本发明第三实施例提供的GPS接收机功耗控制装置的结构，为了便于说明，仅不出了与本实施例相关的部分。
在本实施例中，如图3所示，该功耗控制装置还包括与第一 PLL电路31连接的第一数字分频电路32，通过调整第一数字分频电路32，即可以在第一 PLL电路输出频率的基础上实现进一步的分频，以更加灵活地调整提供给DSP处理器的时钟频率。与第二 PLL电路33连接的第二数字分频电路34，通过调整第二数字分频电路34，即可以在第二 PLL电路33输出频率的基础上实现进一步的分频。在本实施例中，通过进一步地针对DSP处理器及GPS接收机其它�？榈氖敝悠德式蟹制担恿榛畹卮锏礁菔导是榭龆允敝悠德识懒⒔械髡淖饔茫行Ы档土� GPS接收机的功耗。在本发明实施例中，当根据实际情况具体调整时钟频率的时候，可以仅对PLL电路的输出频率进行调整，也可以在对PLL电路的输出频率进行调整的基础上，进一步通过数字分频电路来对该时钟频率进行调整，由于将DSP处理器的时钟与其他系统模块的时钟隔离开来，在GPS接收机工作过程中能够根据当前系统的运算复杂度灵活地调整DSP处理器的时钟频率，且整个系统并不会因为DSP处理器时钟频率的调整而出现跟踪失锁现象，由于在算法简单时能够适当地降低DSP处理器的时钟频率，根据动态功耗大小与时钟频率的线性关系，很好地减小了系统功耗。
作为本发明的另一实施例，还可以通过选择关闭系统部分�？榈牡缭蠢创锏郊跣」牡哪康摹＞咛宓兀霉目刂谱爸冒宋狦PS接收机中的系统时钟域电路供电的第一电源和为GPS接收机中的计时器电路供电的第二电源，通过将GPS接收机中的系统时钟域电路的电源与32. 768KHz计时器电路的电源在物理上进行隔离，即通过不同的电源来分别为上述两个部分电路进行供电。由于在GPS接收机中，32. 768KHz计时器始终要保持计时工作，因此其电源是不能关闭的，而在GPS接收机冷启动及热启动的模式下，则可以完全关闭系统时钟域电路的电源，这样在下次启动时即可使用之前得到的星历数据和32. 768KHZ计时器的计时数据对卫星进行粗略的定位。在本实施例中，根据动态功耗大小与电压平方的线性关系可以知道，关闭系统部分�？榈牡缭炊杂诮档虶PS接收机的功耗效果显著。通过本发明实施例提供的上述技术方案，在正常跟踪情况下，以常用的6通道跟踪，运行频率IOOMHz的GPS接收机为例，在O. 13 μ m的工艺条件下，GPS接收机常规运行的功耗指标为55mW，采用本发明实施例提供的技术方案后功耗指标可以达到20mW，大大降低了 GPS接收机的功耗。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种GPS接收机功耗控制装置，其特征在于，所述装置包括 寄存器，用于存储预设的运行时间值以及关闭时间值，所述运行时间值和所述关闭时间值用于分别标明GPS信号跟踪通道的单次运行时间和单次关闭时间； 第一状态控制电路，用于在GPS接收机进入稳定的GPS信号跟踪状态时，根据所述寄存器中存储的运行时间值和关闭时间值循环交替地产生相应的运行指示信号和关闭指示信号; 时钟门控电路，用于根据所述第一状态控制电路实时产生的运行指示信号和关闭指示信号对GPS信号跟踪通道进行时钟信号的门控操作。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第二状态控制电路，用于控制GPS信号捕获模块处于运行状态或者关闭状态。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第一 PLL电路，用于调整GPS接收机中提供给DSP处理器的第一时钟信号的频率； 第二 PLL电路，用于调整GPS接收机中提供给除DSP处理器以外的其他�？榈牡诙敝有藕诺钠德�。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 与所述第一 PLL电路连接的第一数字分频电路，用于对所述第一 PLL电路的输出频率进行分频。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 与所述第二 PLL电路连接的第二数字分频电路，用于对所述第二 PLL电路的输出频率进行分频。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第一电源，用于为GPS接收机中的系统时钟域电路供电； 第二电源，用于为GPS接收机中的计时器电路供电。
7.—种GPS接收机，其特征在于，所述GPS接收机包括如权利要求1至6任一项所述的功耗控制装置。
全文摘要
本发明适用于通信领域，提供了一种GPS接收机功耗控制装置和GPS接收机，所述装置包括寄存器，用于存储预设的运行时间值以及关闭时间值；第一状态控制电路，用于在GPS接收机进入稳定的GPS信号跟踪状态时，根据运行时间值和关闭时间值循环交替地产生相应的运行指示信号和关闭指示信号；时钟门控电路，用于根据第一状态控制电路实时产生的运行指示信号和关闭指示信号对GPS信号跟踪通道进行时钟信号的门控操作。本发明通过对GPS接收机的GPS信号跟踪通道设置相应的运行时间值和关闭时间值，在卫星信号良好且跟踪状态稳定时，控制GPS信号跟踪通道处于间歇性的运行状态，由此降低了整个GPS接收机的功耗。
文档编号G01S19/34GK103033830SQ20111030301
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者李钊辉, 胡胜发 申请人:安凯(广州)微电子技术有限公司
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