集成芯片制造技术

本实用新型专利技术提出了一种集成芯片，其核心是在通用ＣＭＯＳ图像传感器的基础上集成了ＧＰＳ信号接收器，既能够实现图像信号的采集、处理，又能实现ＧＰＳ信号的接收和处理，并且本实用新型专利技术所提供的单芯片ＣＭＯＳ图像传感器实现低成本、低功耗和电路板面积的节省。其中ＣＭＯＳ图像传感器部分主要由像素阵列、数字控制和ＩＳＰ（图像信号处理）等模块组成，而ＧＰＳ接收器模块主要由天线、ＲＦ（射频）接收、基带信号处理等部本分组成。信号传送到天线，经片外滤波抑制镜频，ＲＦ接收部分接收信号，完成滤波和下变频等，然后基带处理器用该信息来计算位置。本实用新型专利技术所提供的ＧＰＳ接收器可以提供实时的定位和导航服务，通过ＧＰＳ接收器接收来自卫星的信号来确定接收机的精确位置、时间、速度和移动方向。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成芯片领域，尤其涉及一种集成了GPS (Global Positioning System, 全球定位系统)接收器和CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补性氧化 金属半导体)图像传感器的集成芯片。技术背景CMOS图像传感器是低成本的成像设备，能够采集并处理图像信息。CMOS图像传感 器一个主要优点是可以将许多外设功能集成进来，并组成一种单个芯片的CMOS图像传感器。GPS (Global Positioning System,全球定位系统)技术也越来越受到人们的关注，GPS 可以提供实时的定位和导航服务，通过GPS接收器接收来自卫星的信号来确定接收机的精 确位置、时间、速度和移动方向。GPS包括三大部分空间GPS卫星星座、地面监控系统、用户GPS信号接收器。GPS定 位的基本原理为卫星不断的发射自身的星历参数和时间信息，用户GPS信号接收器接收 到卫星信号后，对信号进行放大、处理，根据三角公式进行计算可以得到用户GPS信号接 收器的位置。三颗卫星可对用户进行2D定位(经度、纬度)，四颗卫星可对用户进行3D 定位(经度、纬度及高度)。通过用户GPS信号接收器不断地更新接收信息，就可以计算出用户GPS信号接收器的 移动方向和速度。由于目前全球有24颗GPS导航卫星分布在6条轨道上，在任意时刻在水平 线以上最少有4颗卫星，最多有ll颗卫星，所以GPS定位可以得到很好的保证，能够实时计 算出用户GPS信号接收器的3D位置与速度
技术实现思路
本技术提供了一种集成芯片，从而可以将GPS接收部分和CMOS图像传感器集成在一起。本技术的目的是通过以下技术方案实现的 一种集成芯片，包括全球定位系统GPS接收器输入接口、 GPS接收器处理单元和GPS接收器输出接口；，其 中，所述的GPS接收器输入接口和GPS接收器输出接口分别与所述GPS接收器处理单元的输 入端和输出端连接；互补性氧化金属半导体CMOS图像传感器输入接口、 CMOS图像传感器处理单元和 CMOS图像传感器输出接口，其中，所述的CMOS图像传感器输入接口和CMOS图像传感器 输出接口分别与所述CMOS图像传感器处理单元的输入端和输出端连接。根据上述本技术提供的技术方案，本技术提供的集成芯片同时集成了GPS接 收部分和CMOS图像传感器，既能够实现图像信号的采集，又能实现GPS信号的接收。并 且该集成芯片能够实现低成本、低功耗和节省电路板面积。附图说明图1为现有技术中通用CMOS图像传感器的内部结构框图； 图2为本技术提供的集成芯片的一种实施例的结构框图； 图3为图2所示的新型CMOS图像传感器中的GPS射频接收器的具体结构框图； 图4为系统GPS数据由射频接收器传输到基带处理器的示意图5为本技术提供的集成芯片的另一种实施例的结构框图6为本技术所提供的图2或图5所示的新型CMOS图像传感器的接口示意图； 图7为本技术提供的新型CM0S图像传感器输出图像数据和GPS数据共用总线示意图。具体实施方式本技术提出一种集成芯片，本技术在集成芯片中同时集成通用CMOS图像传 感器和GPS信号接收器，使用户通过CMOS图像传感器既能够实现图像信号的采集，又能 实现GPS信号的接收。通用CMOS图像传感器的内部结构框图如图l所示，通用CMOS图像传感器主要由像素 阵列模块、数字控制和ISP (图像信号处理模块)、电源管理等模块组成。其中，数字控制 主要用于控制图像传感器的工作方式。ISP负责完成对图像数据的处理。通用CMOS图像传 感器集成了自动/可编程白平衡、自动/可编程曝光控制、自动/可编程增益控制、可编程黑 电平补偿、可编程显示窗大小以及下采样等各种功能，负责采集图像，并将图像数字化后 通过内部总线发送到接口。由于GPS信号接收器主要由RF射频接收模块和基带处理模块两部分组成，根据集成度 的要求的不同，本技术提供了两种在通用CMOS图像传感器中集成GPS信号接收器的 集成方式， 一种集成方式是在通用CMOS图像传感器中集成GPS射频接收部分；另一种集 成方式是在通用CMOS图像传感器中同时集成GPS射频接收模块和基带处理模块，得到更 高集成度的芯片。本技术提供的集成芯片的一种实施例，即在通用CMOS图像传感器中集成了GPS 射频接收器的新型CMOS图像传感器的结构框图如图2所示。图2中的GPS射频接收器的具 体结构框图如图3所示，主要由LNA (低噪声放大器)、混频器、自动增益控制、锁相回 环，以及模拟/数字转换器等部分组成。当然，GPS射频接收器完成接收任务还需要天线、 片外滤波器、晶振等模块的帮助。图2中的GPS射频接收器在本技术所述的新型CMOS图像传感器中单独设置，和新 型CMOS图像传感器中其他图像处理模块不相连，互相独立工作，分别实现各自的功能。 本技术所述新型CMOS图像传感器将GPS射频接收器和通用CMOS图像传感器集成在一 块芯片上，能实现节省芯片的尺寸面积，减少芯片的成本和功耗。本技术所述的图2所示的新型CMOS图像传感器中的GPS射频接收器处理信号的过 程为首先由天线接收卫星发送的GPS信号，片外滤波器对信号进行镜频抑制。然后GPS 信号经过LNA进行降噪、放大，振荡器产生的本征信号经锁相环和正交驱动器得到正交的I Q信号，振荡器也为基带处理提供时钟。经过LNA的GPS信号与IQ信号进行正交混频得到 中频(IF)信号，然后IF Filter (滤波器)对GPS信号进行滤波，自动增益放大器为GPS信 号提供足够的增益，从而使信号在进行A/D转换时能拥有适宜的幅度，最后GPS信号经过A/ D转换器得到所需的数字信号。GPS卫星信号主要包括三个部分载波、测距码(C/A码、P码)、数据码(导航电 文)。GPS卫星发射基频为10.23MHz的两种频率的载波信号Ll和L2， 一般民用GPS使用的 是GPS系统的L1载波，频率为1575.42 MHz。本技术所提供的图2中的GPS射频接收器用于民用，所以它所接收的信号为C/A测距码和导航电文。由天线所接收到的卫星信号Ll载波频率为1575.42MHz，经过RF接收器的滤波，下变 频等处理后，输出的是中频信号，然后进入到基带处理部分进行计算处理得到所需的定位 信号。如图4， GPS射频接收器与基带之间的信号传输通过总线完成，同时射频接收器产生时钟为数据传输同歩。本技术提供的的集成芯片的另一种实施例，即在通用CMOS图像传感器中同时集 成GPS射频接收模块和基带处理模块的新型CMOS图像传感器的结构框图如图5所示。图5 所示的新型CMOS图像传感器由于同时集成了GPS射频接收模块和基带处理模块两个模 块，从而得到了集成度更大的芯片。图5所示的新型CMOS图像传感器所集成的GPS接收器模块主要由天线、RF (射频)接 收、基带信号处理等部分组成。首先是从卫星发送下来的约1.5GHz射频(RF)信号传送到 天线，RF接收部分接收信号，完成滤波和下变频等，然后基带处理器用该信息来计算位 置。基带处理器中含有专用的DSP，主要用于处理各种高速和复杂算法，如信道编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成芯片，其特征在于，包括：　　　　全球定位系统ＧＰＳ接收器输入接口、ＧＰＳ接收器处理单元和ＧＰＳ接收器输出接口，其中，所述的ＧＰＳ接收器输入接口和ＧＰＳ接收器输出接口分别与所述ＧＰＳ接收器处理单元的输入端和输出端连接；　　　　互补性氧化金属半导体ＣＭＯＳ图像传感器输入接口、ＣＭＯＳ图像传感器处理单元和ＣＭＯＳ图像传感器输出接口，其中，所述的ＣＭＯＳ图像传感器输入接口和ＣＭＯＳ图像传感器输出接口分别与所述ＣＭＯＳ图像传感器处理单元的输入端和输出端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：帅金晓，
申请(专利权)人：北京思比科微电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]