三大方案优缺点剖析

1. 独立式方案

从设备用户的设计观点来看，独立式GPS芯片组的优势甚多。由于它已处理掉大部分的GPS定位工作，因此能用简单的接口与主处理器进行整合，除了不会占用太大的主处理器资源外，也比较容易解决与其它应用功能兼容的问题。此外，独立式方案采专属硬件设计，其效能表现无疑是最佳的，而且能透过韧体来进行升级。

所谓独立式方案，意味着设备中必须加入1颗或2颗额外GPS接收器芯片组，因此其缺点就在于其对电路板空间的占用，以及增加组件成本。此外，由于芯片组上的内存有限，此类硬件式的作法能够新增功能的空间相当有限。

2. 主处理器式方案

此类方案将导航功能交由主处理器来执行，因此能减少GPS芯片组的尺寸和成本，但大约只省下10%。它的优势在于主处理器或设备业者能够对导航功能进行客制化，其内存的限制主要来自于主处理器端，透过外挂的扩充内存，设备业者能够设计出更多样化的功能。此外，由于导航功能并不复杂，只需占用少数的主处理器运算资源，以及约40 – 60kB RAM内存容量。

其缺点在于GPS接收器和主处理器之间需建立专属的接口，而主处理器操作系统及硬件平台上必须客制化地建置导航解决方案，这会产生开发上的成本与时间。在功能升级上，往往必须涉及GPS接收器和主处理器两端的软件/韧体，因此复杂度较高。此外，这类的设计要求GPS接收器厂商进行专属的软、硬设计，开发的难度也相对提升。

3. 软件式方案

软件式方案能提供最大的设计弹性，而且能省下一颗基频芯片的空间与成本。不过，此类方案需要既耗电又耗用大量的主处理器运算资源(大于100 MIPS)，而且需采用高速内存(RAM)，却只能提供基本的GPS效能，一旦处于讯号较微弱的环境就无法使用。

结论

就3种方案的特性来看，独立式是应该手持设备的最佳选择，它让这类设备能很容易地建置GPS功能，加速进入市场的时程。主处理器式方案能省下部分的成本与空间，要突显这项优势，最适合大量生产的手机市场，而主导者为手机应用处理器的芯片业者。软件式方案则需要使用较强大的主处理器，而且接收环境不能太差，目前以车载导航器/Telematics较能符合这些条件，但最重要的是软件式方案本身的效能表现要达到一定的水平，现在仍很少见到这样的方案。

此外，软件式方案看起来较便宜，且不占空间，但实际上软件仍有授权金的成本，而且会需要较高效能的处理器（成本高），内存容量也要更大（尺寸大、占空间、增加成本），再加上开发时间冗长及需投入庞大的研发人力资源，所以整体考虑下优势尽失。今日独立式GPS芯片组已能做到极高的高整合度以降低系统成本，以u-blox 5为例，在射频段整合RF前端、LNA、频率合成器，基频段则整合了ARM 7、GPS/Galileo引擎、SRAM、ROM、RTC等；在系统设计上，总共需要19个组件、小于100mm2就能实现完整的GPS功能，其中大部分是便宜的被动组件，而且不需要采用Flash EPROM，并且适合两层PCB板的设计，能够实现极小尺寸的开发需求。由此看来，独立式方案仍是今日在各个领域中最具优势的选择设计途径。

此外，对于产量不大、需快速上市的产品来说，最好的选择是采用模块化的解决方案。模块化方案将GPS功能所需的射频、基频及外围组件（如电阻、电容、TCXO等）皆整合在一块电路板上。此模块已做了最佳化的设计，因此系统工程师可省下调校RF/BB效能与阻抗匹配等繁重工作，是极符合经济效益的入门作法。当产品量大时，可以再改采芯片组的解决方案。

图三：节省整体系统设计物料数量及成本的独立式GPS接收器电路布局