入門級GPS設備Garmin Nuvi 205低成本秘籍

產品的售價最近一直急速下滑。 Garmin 最近推出的一款售價不到200美元的GPS產品—— Nuvi 205 ，就是為迎接新一輪使用高峰推出的，在美國很多的零售店都可買得到。

本期設計揭密中分析的就是這款零售價僅為199美元的Garmin Nuvi 205。它是我見到的第一批采用吸塑包裝的PND(個人導航設備)。而吸引我注意的是本地一個電子產品大賣場的開放式貨架上一排排采用真空包裝的Nuvi 205。PND的價位顯然已不再需要放在上鎖的玻璃展柜內，Nuvi 205本身及其出售的方式都顯示個人GPS系統(tǒng)正逐漸成為大眾商品。

Garmin不是第一家也不是唯一出售少于200美元PND的廠家。但就其價格來說，Nuvi 205的功能相當豐富。一個3.5英寸的320×240觸摸屏用以顯示全彩的Navteq 2D/3D地圖數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是預先下載進Nuvi 205內的。除了MSN Direct服務的FM波段的交通信息和新聞功能外，Nuvi 205還具有語音轉向提示功能。Google圖片社區(qū)Panaramio上的具有地理標注的圖片可被下載到用戶的MicroSD擴展卡內，從而提供比地圖更真切的視覺體驗。

Nuvi 205甚至包含有汽車充電器和用來固定在擋風玻璃上的配件，所以購買Nuvi 205，無需再多花錢就可獲得相當完善的導航體驗。

由于Nuvi 205面向的是入門級用戶，因此其外圍接口相當簡單。Nuvi 205的白色塑殼上方僅有一個“開”、“關”、“鎖”三檔滑動開關，機殼背部有一個USB接口及側邊的MicroSD擴展卡槽。復位鍵隱藏在模塑按鍵內用以防范因鎖閉出現(xiàn)的系統(tǒng)工作異常?？雌饋碛行〇|西永遠不會過時。

擰下藏在產品標簽下的兩個螺絲、打開上下兩塊扣殼體后，會看到容納了系統(tǒng)所有的電子零件的PCB板。PCB上連接LCD觸摸屏模塊的是一個無插力(ZIF)插槽，LCD觸摸屏采用摩擦擬合的方式與機殼的上半部分固定在一起。三顆螺絲把PCB和機殼下半部分固定在一起，一旦卸下這三個螺絲，會看到PCB下的3.7V/1250mAh的鋰離子電池和8Ω揚聲器。揚聲器和電池都采用獨立導線與PCB實現(xiàn)插接。Garmin稱，電池的使用壽命和充電時間都是4小時。

電路板采用的是8層鉆孔玻璃環(huán)氧樹脂PCB技術，其上實現(xiàn)了全部GPS接收器和處理器功能。通過仔細放置器件以優(yōu)化信號流，而仔細地配置元件的焊墊間距以實現(xiàn)通過傳統(tǒng)鉆通過孔的迂回布線(escape routing)，從而節(jié)省了高密度積層板PCB技術所帶來的額外成本。當需要考慮低價格點時，就要精打細算每一分錢,這時原材料成本的些許降低都會顯得很關鍵。

Garmin采用高度集成的芯片以降低成本。在架構上，Nuvi 205的設計僅被分為三個部分：GPS處理、存儲器和模擬功能。

在基本GPS處理這塊，ST的單片RF前端STA5620對來自內部25mm2的陶瓷塊貼片天線的RF信號進行解調和轉換。因獨立GPS在形態(tài)方面所受的限制比嵌入在其它系統(tǒng)內(如手機)GPS的要少，所以，在該產品內仍裝進了較大的、具有比小巧沖壓金屬天線增益更高的天線。為獲得更快的信號定位時間，在接收器芯片前端采用了美信的LNA以進一步提升信噪比。

來自RF接收器的信號被送至該系統(tǒng)內負責處理GPS相關器功能及系統(tǒng)控制和外設支持的最主要器件——打著Garmin-ST標記的一款處理器。這款有Garmin標記的處理器與ST基于ARM核、內置GPS功能的“Cartesio”系列STA2062處理器在物理特征和功能屬性方面有許多類似，用它配以ST的RF前端顯然順理成章。語音合成、LCD控制、微控制器功能、USB和存儲器接口都恰到好處地包含其中。

該處理器所用的系統(tǒng)存儲器是來自Hynix的32MB DDR SDRAM(用于工作的存儲器)和SanDisk的2GB iNAND閃存。閃存用于儲存全部地圖數(shù)據(jù)和系統(tǒng)代碼(下載到DDR SDRAM)且?guī)б粋€管理與主處理器接口的NAND控制器。耗損均衡(wear leveling)或糾錯以及SD或SPI總線接口的格式化處理也都是由該控制器芯片完成，該控制器與明顯是采用多級單元(MLC)NAND芯片的存儲器封裝在一起。

模擬功能

除GPS和存儲器外，其余部分實現(xiàn)了系統(tǒng)的模擬功能。凌力爾特的LTC35571負責USB電池充電和DC-DC轉換;凌力爾特的另一款芯片LT3591用于夏普LCD觸摸屏模塊所用的白色LED背光的電源管理。觸摸屏控制器采用的是TI的TSC2046，TI的另兩款芯片PCM1774和TPA2010分別實現(xiàn)立體聲DAC和音頻功放功能。

GPS性能和價格的每次突破都會引發(fā)新一輪購買潮，而Garmin看來是意欲吸引對價格較敏感的用戶。隨著功能足夠齊全的PND以低于200美元的價位批量出現(xiàn)在大賣場中，對Garmin及其所有競爭對手來說，下一個問題顯然就是：離100美元還有多遠?

圖：Garmin Nuvi 205的內部構造及相關組件