專利名稱：一種gps接收機功耗控制裝置和gps接收機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信領域，尤其涉及一種GPS接收機功耗控制裝置和GPS接收機。
背景技術：
對于車載導航儀、手機、上網本等便攜設備來說，功耗的高低是衡量其性能好壞的重要標準之一，因此，便攜設備中GPS接收機的低功耗設計就顯得尤為重要。在GPS接收機中，通常具備用于捕獲GPS信號的捕獲模塊以及多個用于跟蹤GPS信號的跟蹤通道，且在GPS信號良好且GPS接收機跟蹤狀態(tài)穩(wěn)定時，載波和碼相位在短時間內呈線性變化，具有相對穩(wěn)定的特性和緩變的特性，因此，當GPS接收機捕獲到GPS信號后，捕獲模塊便不再需要進行GPS信號的捕獲工作；當GPS接收機運行在信號穩(wěn)定的環(huán)境狀況下時，全部或者部分跟蹤通道便可短時間內不再進行GPS信號的跟蹤工作。然而，在傳統的GPS接收機設計中，捕獲單元和跟蹤通道卻始終處于運行狀態(tài)，無法關閉GPS接收機中這部分模塊的運行狀態(tài)，從而無法達到降低功耗的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種GPS接收機功耗控制裝置，旨在解決現有的GPS接收機各模塊時時處于運行狀態(tài)，導致GPS接收機功耗大的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種GPS接收機功耗控制裝置，所述裝置包括寄存器，用于存儲預設的運行時間值以及關閉時間值，所述運行時間值和所述關閉時間值用于分別標明GPS信號跟蹤通道的單次運行時間和單次關閉時間；第一狀態(tài)控制電路，用于在GPS接收機進入穩(wěn)定的GPS信號跟蹤狀態(tài)時，根據所述寄存器中存儲的運行時間值和關閉時間值循環(huán)交替地產生相應的運行指示信號和關閉指不信號；時鐘門控電路，用于根據所述第一狀態(tài)控制電路實時產生的運行指示信號和關閉指示信號對GPS信號跟蹤通道進行時鐘信號的門控操作。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種GPS接收機，所述GPS接收機包括如上所述的功耗控制裝置。在本發(fā)明實施例中，通過對GPS接收機的GPS信號跟蹤通道設置相應的運行時間值和關閉時間值，在衛(wèi)星信號良好且跟蹤狀態(tài)穩(wěn)定時，根據運行時間值和關閉時間值產生相應的開關控制信號，以控制GPS信號跟蹤通道處于運行或者關閉狀態(tài)，由此降低了整個GPS接收機的功耗。


圖1是本發(fā)明第一實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構圖；圖2是本發(fā)明第二實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構圖；圖3是本發(fā)明第三實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，通過對GPS接收機的GPS信號跟蹤通道設置相應的運行時間值和關閉時間值，在衛(wèi)星信號良好且跟蹤狀態(tài)穩(wěn)定時，根據運行時間值和關閉時間值產生相應的開關控制信號，以控制GPS信號跟蹤通道處于運行或者關閉狀態(tài)，由此降低了整個GPS接收機的功耗。圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構，為了便于說明，僅不出了與本實施例相關的部分。參照圖1，該功耗控制裝置位于GPS接收機內部，為運行于GPS接收機內部的硬件單元、軟件單元或者軟硬件結合的單元，其中，該功耗控制裝置包括寄存器11，其存儲預設的運行時間值以及關閉時間值，所述運行時間值和所述關閉時間值用于分別標明GPS信號跟蹤通道的單次運行時間和單次關閉時間。第一狀態(tài)控制電路12，其在GPS接收機進入穩(wěn)定的GPS信號跟蹤狀態(tài)時，根據寄存器11中存儲的運行時間值和關閉時間值循環(huán)交替地產生相應的運行指示信號和關閉指示信號。時鐘門控電路13，其根據第一狀態(tài)控制電路12實時產生的運行指示信號和關閉指示信號對GPS信號跟蹤通道進行時鐘信號的門控操作，以使GPS信號跟蹤模塊在運行狀態(tài)和關閉狀態(tài)間循環(huán)切換。由于在GPS信號的正常跟蹤過程中，載波和碼相位在短時間內呈線性變化，因此在此期間即使GPS信號跟蹤通道處于關閉狀態(tài)，也可以確定出相應的載波和碼相位。在本實施例中，運行時間值以及關閉時間值用于分別標明GPS信號跟蹤通道在低功耗模式下的單次運行時間和單次關閉時間，根據運行時間值和關閉時間值來對GPS信號跟蹤通道進行相應的時鐘門控，當衛(wèi)星信號良好且GPS接收機跟蹤狀態(tài)穩(wěn)定時，即可循環(huán)交替地控制GPS信號跟蹤通道在短時間內進行運行狀態(tài)與關閉狀態(tài)的切換，由此在保證正常跟蹤GPS信號的前提下，在一定程度上降低了 GPS接收機的功耗。在本實施例中，一般情況下，當跟蹤衛(wèi)星的載噪比正常時，通過星歷數據即可計算出GPS接收機的位置坐標，此時即代表GPS接收機運行在信號穩(wěn)定的環(huán)境狀況下，可以根據接收到的GPS衛(wèi)星信號進行正常的跟蹤和定位了。需要說明的是，在大多GPS接收機中通常同時設置有若干條(一般是同時存在12條GPS信號跟蹤通道)GPS信號跟蹤通道，而一般情況下當對GPS信號進行跟蹤時，只根據實際需要開啟其中一部分GPS信號跟蹤通道。在本發(fā)明實施例中，當GPS信號跟蹤通道處于關閉狀態(tài)時，即指關閉全部GPS信號跟蹤通道，當GPS信號跟蹤通道處于運行狀態(tài)時，即指根據實際需要開啟其中一部分GPS信號跟蹤通道。作為本發(fā)明的一個實施例，該功耗控制裝置還包括第二狀態(tài)控制電路14，其控制GPS信號捕獲模塊處于運行狀態(tài)或者關閉狀態(tài)。在本實施例中，通過設置第二狀態(tài)控制電路14，當跟蹤衛(wèi)星的數量不夠時，就控制GPS信號捕獲模塊處于運行狀態(tài)，以捕獲新的衛(wèi)星；當跟蹤衛(wèi)星的數量達到定位要求時，就控制GPS信號捕獲模塊處于關閉狀態(tài)，從而節(jié)省系統功耗。在本發(fā)明實施例中，能夠根據GPS接收機的當前運行環(huán)境和對GPS信號的當前跟蹤狀態(tài)來靈活地控制GPS信號跟蹤通道和GPS信號捕獲模塊的時鐘開關，有效地降低了功耗。作為本發(fā)明的一個實施例，針對GPS接收機中的各個模塊，均可以按照本發(fā)明第二實施例所述的方法，通過設置專門的狀態(tài)控制電路來靈活控制GPS接收機中各模塊的時鐘開關，具體實現方法在此不一一列舉。作為本發(fā)明的另一個實施例，還可以根據GPS接收機的當前運行環(huán)境和對GPS信號的當前跟蹤狀態(tài)來相應的降低各個模塊的時鐘頻率，以達到降低功耗的目的。圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構，為了便于說明，僅不出了與本實施例相關的部分。在本實施例中，在對時鐘信號進行分頻后，通過兩個鎖相環(huán)(phase locked loop,PLL)電路來分別為GPS接收機中的DSP處理器和其余系統模塊來提供時鐘信號，由此可以根據當前算法的復雜度獨立地調整DSP處理器的時鐘頻率，以降低GPS接收機的功耗，具體地，該功耗控制裝置包括了 第一 PLL電路21，其調整GPS接收機中提供給DSP處理器的第一時鐘信號的頻率。在本實施例中，提供給DSP處理器的第一時鐘信號由時鐘晶振源通過分頻獲得，第一 PLL電路21接收第一時鐘信號，并根據調整其PLL的輸出頻率，以實現對第一時鐘信號的頻率調整。第二 PLL電路22，其調整GPS接收機中提供給除DSP處理器以外的其它模塊的第
二時鐘信號的頻率。在本實施例中，提供給系統其他模塊的第二時鐘信號由時鐘晶振源通過分頻獲得，第二 PLL電路22接收第二時鐘信號，并根據調整其PLL的輸出頻率，以實現對第二時鐘信號的頻率調整。在本實施例中，通過在GPS接收機中設計兩個PLL電路，以實現DSP處理器時鐘頻率的獨立調整。針對能夠靈活調整跟蹤算法的GPS接收機來說，當使用復雜的算法進行GPS信號的跟蹤時，需要DSP處理器運行在一個較高的時鐘頻率范圍內以實現較高的運算性能，例如，使DSP處理器運行在85MHz的時鐘頻率下；當衛(wèi)星信號良好且GPS接收機的運行環(huán)境穩(wěn)定時，可以使用簡單的算法進行GPS信號的跟蹤，此時DSP處理器可以運行在一個相對低的時鐘頻率范圍內，例如運行在48MHz的時鐘頻率下即可滿足系統的運算要求，由此，通過針對不同的實際情況，能夠獨立地對DSP處理器的時鐘頻率進行調整，以有效降低GPS接收機的功耗。需要說明的是，通常情況下，對算法的選擇可以根據GPS信號跟蹤過程計算得到的載噪比大小來決定，例如，根據目前的實驗情況，當載噪比大于30時，使用簡單的算法；當載噪比小于30時，使用復雜的算法，此時復雜的算法帶卡曼濾波，可以進一步提高跟蹤的靈敏度。圖3示出了本發(fā)明第三實施例提供的GPS接收機功耗控制裝置的結構，為了便于說明，僅不出了與本實施例相關的部分。
在本實施例中，如圖3所示，該功耗控制裝置還包括與第一 PLL電路31連接的第一數字分頻電路32，通過調整第一數字分頻電路32，即可以在第一 PLL電路輸出頻率的基礎上實現進一步的分頻，以更加靈活地調整提供給DSP處理器的時鐘頻率。與第二 PLL電路33連接的第二數字分頻電路34，通過調整第二數字分頻電路34，即可以在第二 PLL電路33輸出頻率的基礎上實現進一步的分頻。在本實施例中，通過進一步地針對DSP處理器及GPS接收機其它模塊的時鐘頻率進行分頻，更加靈活地達到根據實際情況對時鐘頻率獨立進行調整的作用，有效降低了 GPS接收機的功耗。在本發(fā)明實施例中，當根據實際情況具體調整時鐘頻率的時候，可以僅對PLL電路的輸出頻率進行調整，也可以在對PLL電路的輸出頻率進行調整的基礎上，進一步通過數字分頻電路來對該時鐘頻率進行調整，由于將DSP處理器的時鐘與其他系統模塊的時鐘隔離開來，在GPS接收機工作過程中能夠根據當前系統的運算復雜度靈活地調整DSP處理器的時鐘頻率，且整個系統并不會因為DSP處理器時鐘頻率的調整而出現跟蹤失鎖現象，由于在算法簡單時能夠適當地降低DSP處理器的時鐘頻率，根據動態(tài)功耗大小與時鐘頻率的線性關系，很好地減小了系統功耗。

作為本發(fā)明的另一實施例，還可以通過選擇關閉系統部分模塊的電源來達到減小功耗的目的。具體地，該功耗控制裝置包括了為GPS接收機中的系統時鐘域電路供電的第一電源和為GPS接收機中的計時器電路供電的第二電源，通過將GPS接收機中的系統時鐘域電路的電源與32. 768KHz計時器電路的電源在物理上進行隔離，即通過不同的電源來分別為上述兩個部分電路進行供電。由于在GPS接收機中，32. 768KHz計時器始終要保持計時工作，因此其電源是不能關閉的，而在GPS接收機冷啟動及熱啟動的模式下，則可以完全關閉系統時鐘域電路的電源，這樣在下次啟動時即可使用之前得到的星歷數據和32. 768KHZ計時器的計時數據對衛(wèi)星進行粗略的定位。在本實施例中，根據動態(tài)功耗大小與電壓平方的線性關系可以知道，關閉系統部分模塊的電源對于降低GPS接收機的功耗效果顯著。通過本發(fā)明實施例提供的上述技術方案，在正常跟蹤情況下，以常用的6通道跟蹤，運行頻率IOOMHz的GPS接收機為例，在O. 13 μ m的工藝條件下，GPS接收機常規(guī)運行的功耗指標為55mW，采用本發(fā)明實施例提供的技術方案后功耗指標可以達到20mW，大大降低了 GPS接收機的功耗。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種GPS接收機功耗控制裝置，其特征在于，所述裝置包括 寄存器，用于存儲預設的運行時間值以及關閉時間值，所述運行時間值和所述關閉時間值用于分別標明GPS信號跟蹤通道的單次運行時間和單次關閉時間； 第一狀態(tài)控制電路，用于在GPS接收機進入穩(wěn)定的GPS信號跟蹤狀態(tài)時，根據所述寄存器中存儲的運行時間值和關閉時間值循環(huán)交替地產生相應的運行指示信號和關閉指示信號; 時鐘門控電路，用于根據所述第一狀態(tài)控制電路實時產生的運行指示信號和關閉指示信號對GPS信號跟蹤通道進行時鐘信號的門控操作。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第二狀態(tài)控制電路，用于控制GPS信號捕獲模塊處于運行狀態(tài)或者關閉狀態(tài)。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第一 PLL電路，用于調整GPS接收機中提供給DSP處理器的第一時鐘信號的頻率； 第二 PLL電路，用于調整GPS接收機中提供給除DSP處理器以外的其他模塊的第二時鐘信號的頻率。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與所述第一 PLL電路連接的第一數字分頻電路，用于對所述第一 PLL電路的輸出頻率進行分頻。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與所述第二 PLL電路連接的第二數字分頻電路，用于對所述第二 PLL電路的輸出頻率進行分頻。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第一電源，用于為GPS接收機中的系統時鐘域電路供電； 第二電源，用于為GPS接收機中的計時器電路供電。
7.—種GPS接收機，其特征在于，所述GPS接收機包括如權利要求1至6任一項所述的功耗控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明適用于通信領域，提供了一種GPS接收機功耗控制裝置和GPS接收機，所述裝置包括寄存器，用于存儲預設的運行時間值以及關閉時間值；第一狀態(tài)控制電路，用于在GPS接收機進入穩(wěn)定的GPS信號跟蹤狀態(tài)時，根據運行時間值和關閉時間值循環(huán)交替地產生相應的運行指示信號和關閉指示信號；時鐘門控電路，用于根據第一狀態(tài)控制電路實時產生的運行指示信號和關閉指示信號對GPS信號跟蹤通道進行時鐘信號的門控操作。本發(fā)明通過對GPS接收機的GPS信號跟蹤通道設置相應的運行時間值和關閉時間值，在衛(wèi)星信號良好且跟蹤狀態(tài)穩(wěn)定時，控制GPS信號跟蹤通道處于間歇性的運行狀態(tài)，由此降低了整個GPS接收機的功耗。
文檔編號G01S19/34GK103033830SQ20111030301
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者李釗輝, 胡勝發(fā) 申請人:安凱(廣州)微電子技術有限公司