TW200807271A - GPS with mask ROM, control IC of the GPS and method of implementing the same - Google Patents

Description

200807271 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種全球衛星定位系統及其實現方 法，尤指一種具有光罩唯讀記憶體之全球衛星定位系 統與其實現方法，以及採用光罩唯讀記憶體之全球衛 星定位系統的控制積體電路及其製作方法。 【先前技術】 全球衛星定位系統廣泛地應用於生活當中，例如汽 車的導航系統。請參閱第1圖，第1圖為全球衛星定 位系統之系統方塊圖。全球衛星定位系統100包含有 微處理器110、GPS射頻處理電路120、音訊處理單元 130、快閃記憶體140、同步隨機存取記憶體150、輸 入/輸出介面160以及顯示器模組170。GPS射頻處理 電路120透過天線125接收來自衛星的射頻訊號，將 該射頻訊號轉換為基頻訊號之後，傳送至微處理器 110。快閃記憶體140 —般為NAND型的快閃記憶體， 用來儲存程式碼與地圖資料，在執行程式碼之前，程 式碼會先被暫存至存取速度較快的同步隨機存取記憶 體(Synchronous Dynamic Random Access Memory; SDRAM) 150。微處理器110執行暫存於同步隨機存取 記憶體150中的程式碼，處理來自GPS射頻處理電路 120的基頻訊號並且參考快閃記憶體140中的地圖資 5 200807271 料，來達成衛星定位之目的。微處理器1〗0所產生的 疋位負可以由然員不為拉組17 0顯示，或是透過音訊 處理單元130解碼並放大後，由擴音器135發出聲音 訊號。此外，定位資訊也可以經由耦接於微處理器 的輸入/輸出介面160傳送至其他的電子設備，例如電 腦等。較常見的輸入/輸出介面可以是通用序列匯流排 ( Universal Serial Bus; USB)或者非同步串接口 (Universal Asynchronous Receiver Transmitter-UART) 〇 ’ 一般而言，地圖資料的内容龐大，需要佔用大量的 圯憶體空間，因此全球衛星定位系統1〇〇必須使用大 容量的快閃記憶體14〇，導致成本的增加。 【發明内容】 ^發明之主要目的在於提供―種具 星定位系統與其實現方法，將魔 Ώ貝難存於衫唯讀記㈣崎低成本。勺地 π本發明揭露-種全球衛星定位系統，包含 早凡、-GPS射頻處理電路 -控制 單元包含-微處理m二4存早70。讀控制 讀記憶體儲存有—G資:罩:：:體，該光罩唯 接於該m 射頻處理電路叙 早70，用來接收一射頻訊號，將哕4+ :二為基頻或中頻訊號並傳送至該控制單訊 輕接於該控制單心用來暫存-程式碼，= 碴微 6 200807271 處理器係執行該程式碼並參考該參考資訊以實現該全 球衛星定位系統之功能。 本發明另揭露一種實現一全球衛星定位系統功能 之方法，包含有：提供一控制單元，該控制單元係包 含有一微處理器及一記錄一參考資訊之光罩唯讀記憶 體；提供一 GPS射頻處理電路，耦接於該控制單元； 利用該GPS射頻處理電路來接收一射頻訊號，將該射 頻訊號轉換為基頻或中頻訊號並傳送至該控制單元； 提供一儲存單元，耦接於該控制單元；將一程式碼暫 存於該儲存單元；以及利用該微處理器來執行該程式 碼並參考該爹考貢訊’以貫現该全球彳星定位糸統之 功能。 本發明另揭露一種全球衛星定位系統之控制積體 電路，該控制積體電路係整合包含一微處理器及一光 罩唯讀記憶體，該光罩唯讀記憶體儲存有一參考資 訊，該控制積體電路係透過微處理器之運算並參考該 參考資訊以實現該全球衛星定位系統之功能。 本發明另揭露一種製作全球衛星定位系統之控制 積體電路的方法，包含有：在一半導體基板上製作該 控制積體電路之一微處理器及一光罩唯讀記憶體；以 及設計至少一層資料光罩用以定義該光罩唯讀記憶體 之資料内容；其中該控制積體電路係透過該微處理器 之運算並讀取該光罩唯讀記憶體之資料内容來實現該 全球衛星定位系統之功能。 7 200807271 【實施方式】 在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些 詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者 應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同 一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以,名 稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能 上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的 請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語， 故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞 在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此， 若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該 第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置·或透過其他 裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。 請參閱第2圖，第2圖為本發明全球衛星定位系統 之第一實施例的系統方塊圖。全球衛星定位系統200 包含有控制單元210、GPS射頻處理電路220、音訊處 理單元230、同步隨機存取記憶體250、輸入/輸出介 面260以及顯示器模組270。GPS射頻處理電路同樣地 透過天線225接收來自衛星的射頻訊號，經降頻轉換 後將基頻或中頻訊號傳送至控制單元210。在這個實 施例中，控制單元（或稱為控制積體電路，即cont ro 1 IC) 210整合一個微處理器212以及一個光罩唯讀記 憶體215，在製作控制單元210的時候，利用半導體 製程的方式在半導體基板上製作微處理器212,並且 200807271 设计至少-層資料光罩’利㈣㈣光罩在同 體基板上製作光罩唯讀記憶體215,亦即微處理哭212 與光罩唯讀記憶體215係同時製作在同—半導體晶片 中。記錄在光罩唯讀記憶體215中的資料内容可:藉 由設計該資料光罩的光罩圖案來改變，將來要變更^ 罩唯讀記憶體215的儲存資料時，只需修改或重新設 吕十§亥資料光罩即可。在土言^命 髀六士 在坆個貝鉍例中，光罩唯讀記憶 體储存有原本在全球衛星定位系、统100巾，儲存 於快閃記憶體140中的地圖#料與程式碼，也就是 說’資料光罩是根據地圖資料與程式碼來設計，因此 利用該資料光罩所製作出來的光罩唯讀記憶體215便 儲存有該地圖資料與程式碼。t全球衛星定位系統 I00運作的時候，微處理器212先將程式碼自光罩唯 讀記憶體215讀出並暫存至同步隨機存取記憶體250 中，而後開始執行程式碼。微處理器212運算處理細 過GPS射頻處理電路22〇降頻之後的基頻或中頻二 亚且荼考光罩唯讀記憶體215中的地圖資料，來 實現全球衛星定位系統的定位功能。完成定位後 的資訊可以透過顯示器模組270顯示，或是經由音訊 處，單元230轉換訊號格式以及放大訊號之後，由擴 音器f5播送語音’來通知使用者定位資訊。此外：、 控制單το 210可以透過輸入/輸出介面來連接至豆 他設備，例如電腦、PDA等，比較常見的輸入/輸出& 面260可以疋通用序列匯流排或者非同步串接口。 200807271 在上述的實施例中，程式碼與内容龐大的地圖資料 =部由光罩唯讀記憶體215儲存，而非儲存於快閃記 ί思體中，相較於快閃記憶體，光罩唯讀記憶體的製作 成本比較低廉，而且’更換光罩唯讀記憶體的内容也 只需在製程中變更—層或—層以上的資料光罩即可， 因此採用光罩唯讀記憶㈣全球魅Μ $統可以大 幅降低成本。 ，參^第3圖’第3圖為本發明全球衛以位系統 之乐—貫施例的系統方塊圖。全球衛星定位系統30C 包^有控制單元310、GPS射頻處理電路22G、音訊處 理單元230—、同步隨機存取記憶體25〇、輸人/輪出介 面260、頒不益模組27〇以及快閃記憶體。標號盥 所一實施例相同的元件具有相同的功能，於此不再贅 ^控制單或稱為控制積體電路，即⑽⑽⑹ 〇同樣整合一個微處理器312以及一個光罩 f體315。控制單的製作方法與控制單元： 才目=因此不再贅述。不同的是，這個實施例中，光 ‘己憶體315絲儲存地圖資料，而原本的程式 Ιϋί存於快閃記憶體3201，也就是說用來製作光 ❼己fe體315的資料光罩是根據地圖資料來設 ，二21該資料光罩所製作出來的光罩唯讀記憶 儲存有該地圖資料。操作時，微處理器312 先將程式碼暫存至同步隨機存取記憶體烈〇再 仃亚且運异處理經過Gps射頻處理電路降頻 200807271 之後的基頻或中頻訊號，及參考光罩唯讀記憶體315 中的地圖資料，來實現全球衛星定位系統300的定位 • 功能。在一較佳的實施例中，快閃記憶體320可以是 . N0R快閃記憶體，由於N0R快閃記憶體具有速度快等 優點，因此適合用來儲存程式碼，而且方便全球衛星 定位.系統300更新程式碼。程式碼相對於地圖資料所 需的儲存空間較小，因此快閃記憶體不需要太大的容 量，資料量龐大的地圖資料仍舊儲存於光罩唯讀記憶 • 體315，相較於習知的全球衛星定位系統10 0，仍可達 到節省成本的目的。同樣地，在這個實施例中，更換 地圖資料只需更改一層或一層以上的資料光罩即可， 更新程式碼則更為簡便，只需更新快閃記憶體320的 内容，而且程式碼的讀取速度加快，有助於提高系統 的效能。 請參閱第4圖，第4圖為本發明全球衛星定位系統 之第三實施例的系統方塊圖。全球衛星定位系統400 _ 包含有控制單元410、GPS射頻處理電路220、音訊處 理單元230、同步隨機存取記憶體250、輸入/輸出介 面260、顯示器模組270以及快閃記憶體420。標號與 前一實施例相同的元件具有相同的功能，於此不再贅 述。控制單元（或稱為控制積體電路，即control 1C) ‘ 410同樣整合一個微處理器412以及一個光罩唯讀記 憶體415。控制單元410的製作方法與控制單元210 相同，因此不再贅述◦這個實施例中，光罩唯讀記憶 200807271 體415同樣用來儲存地圖資料與程式碼，也就是說， 用來製作光罩唯讀記憶體415的資料光罩是根據地圖 ‘ 資料與程式碼來設計，因此利用該資料光罩所製作出 • 來的光罩唯讀記憶體415便儲存有該地圖資料與程式 碼。操作時，微處理器412同樣地先將程式碼暫存至 同步隨機存取記憶體250再執行。快閃記憶體420用 來儲存地圖的修正資料，當微處理器412要讀取地圖 資料時，先搜尋快閃記憶體420中地圖的修正資料， _ 如果沒有所需要的資訊，則再從光罩唯讀記憶體415 中讀取未修正的地圖資料。在一較佳的實施例中，快 閃記憶體420可以是NAND快閃記憶體。同樣地，在這 個實施例中，更換地圖資料只需更改一層或一層以上 的資料光罩即可。全球衛星定位系統400的優點在 於，當地圖修正資料的資料量不大時，可以將地圖的 修正資料存放在額外的快閃記憶體420中，如此一來 就不需要每當地圖資料只有小部分更新時，就得更改 • 一次光罩。請注意，快閃記憶體420可以是内建或外 接的方式連接於全球衛星定位系統400，使得小幅度 更新地圖資料時更有彈性。 請參閱第5圖，第5圖為本發明全球衛星定位系統 之第四實施例的系統方塊圖。全球衛星定位系統500 > 包含有控制單元510、GPS射頻處理電路220、音訊處 理單元230、同步隨機存取記憶體250、輸入/輸出介 面260、顯示器模組270、快閃記憶體320以及快閃記 200807271 憶體420。這個實施例為前兩個實施例的組合，標號 與之前實_相_元件具有相_功能，於此不再b 贅述。控制單元（或稱為控制積體電路，即c〇ntr〇i ic) 同樣整合一個微處理器512以及一個光罩唯讀記 L體515。控制單元510的製作方法與控制單元21〇 因此科贅述。這個實施财，光罩唯讀記憶 f 15用來儲存地圖資料，而程式碼則儲存於快閃記 憶體320巾，也就是說用來製作光罩唯 的資料光罩是根據地圖資料來設計，因此利 的光罩唯讀記憶體阳便儲存有該地 =子取記憶體250繼。快閃記憶體42。J 儲存地_修正資料，#微處 取 ’則再從光罩唯讀記憶體515中 =未修正的地圖資料。在—較佳的實 ^可以是_快閃記憶體，而 = 可以是_)快閃記憶體。同樣地 、體420 快閃記憶體可以是内建或外接的中’ 衛星定位系統500。請注意，程式碼與全f 料亦可儲存在同一個快閃記憶體中，例如：恤二正： 體320或快閃記憶體420，則全球衛曰〜A "己憶 僅需-個快閃記憶體即可。位系統500 本發明利用在控制晶片上整合光罩唯讀記憶體，將 200807271 原本需要大容量的地圖資料存放在成本較低的光罩唯 讀記憶體中，來節省系統的成本；而原有的程式碼可 • 以存放在同一個光罩唯讀記憶體中或是存放於其他的 • 儲存裝置。當地圖資料改變時，只需修改或重新設計 光罩的圖案，即可輕易地更改光罩唯讀記憶體的内 容。如果地圖資料變更的幅度不大時，也可以將地圖 的修正資料存放在内建或是外接的快閃記憶體中.，增 加了修正地圖資料的彈性。 • 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申 請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之 涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為全球衛星定位系統之系統方塊圖。 第2圖為本發明全球衛星定位系統之第一實施例的系 H 統方塊圖。 第3圖為本發明全球衛星定位系統之第二實施例的系 統方塊圖。 第4圖為本發明全球衛星定位系統之第三實施例的系 • 統方塊圖。 . 第5圖為本發明全球衛星定位系統之第四實施例的系 統方塊圖。 ' 【主要元件符號說明】 14 200807271 100、200、300、400、500全球衛星定位系統 110、212、312、412、512 微處理器 210、310、410、510 控制單元 120、220 GPS射頻處理電路 12 5、2 2 5 天線 130、230音訊處理單元 135、235擴音器 140、320、420快閃記憶體 150、250同步隨機存取記憶體 160、260輸入/輸出介面 170、270顯示器模組 215、315、415、515光罩唯讀記憶體

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Claims (1)

1. 200807271 十、申請專利範圍： 1. 一種全球衛星定位系統（G1 oba 1 Pos i ΐ i on i ng System; GPS)，包含有： 一控制單元，係包含一微處理器及一光罩唯讀記憶 體’該光罩唯讀記憶體儲存有一參考資訊， 一 GPS射頻處理電路，耦接於該控制單元，用來接 收一射頻訊號，將該射頻訊號轉換為基頻或中頻 訊號並傳送至該控制單元；以及 一第一儲存單元，耦接於該控制單元，用來暫存一 程式碼，該微處理器係執行該程式碼並參考該參 考資訊以實現該全球衛星定位系統之功能。 2. 如申請專利範圍第1項所述之全球衛星定位系 統’其中該光罩唯讀記憶體更儲存有該程式碼’該 微處理器於執行該程式碼之前將該程式碼暫存於 該第一儲存單元之中。 3. 如申請專利範圍第2項所述之全球衛星定位系 統，更包含有： 一第二儲存單元，搞接於該控制單元，用來儲存一 修正資訊，該微處理器係執行該程式碼並參考該 參考資訊以及該修正資訊來實現該全球衛星定 位系統之功能。 4. 如申請專利範圍第3項所述之全球衛星定位系 統，其中該第二儲存單元係為一快閃記憶體。 5. 如申請專利範圍第1項所述之全球衛星定位系 16 200807271 統，更包含有： 一第二儲存單元，耦接於該控制單元，用來儲存該 程式碼，該微處理器於執行該程式碼之前將該程 式碼暫存於該第一儲存單元之中。 6. 如申請專利範圍第5項所述之全球衛星定位系 統，其中該第二儲存單元係為一快閃記憶體。 7. 如申請專利範圍第5項所述之全球衛星定位系 統，其中該第二儲存單元更儲存有一修正資訊，該 微處理器係執行該程式碼並參考該參考資訊以及 該修正資訊來實現該全球衛星定位系統之功能。 8. 如申請專利範圍第5項所述之全球衛星定位系 統，更包含有： 一第三儲存單元，耦接於該控制單元，用來儲存一 修正資訊，該微處理器係執行該程式碼並參考該 參考資訊以及該修正資訊來實現該全球衛星定 位系統之功能。 9. 如申請專利範圍第8項所述之全球衛星定位系 統，其中該第三儲存單元係為一快閃記憶體。 10. 如申請專利範圍第1項所述之全球衛星定位系 統，其中該參考資訊係為一地圖資料。 11. 如申請專利範圍第1項所述之全球衛星定位系 統，其中該第一儲存單元係為一同步隨機存取記憶 體(Synchronous Dynamic Random Access Memory; SDRAM)。 200807271 12. 一種實現一全球衛星定位系統（Global .Positioning System; GPS)功能之方法，包含有： 提供一控制單元，該控制單元係包含有一微處理器 及一記錄一參考資訊之光罩唯讀記憶體； 提供一 GPS射頻處理電路，耦接於該控制單元； 利用該GPS射頻處理電路來接收一射頻訊號，將該 射頻訊號轉換為基頻或中頻訊號並傳送至該控 制單元； _ 提供一第一儲存單元，耦接於該控制單元； 將一程式碼暫存於該第一儲存單元；以及 利用該微處理器來執行該程式碼並參考該參考資 訊，以實現該全球衛星定位系統之功能。 13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含有： 變更至少一層該控制單元之製程光罩以改變儲存於 該光罩唯讀記憶體之該參考貢訊。 14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該光罩 ⑩ 唯讀記憶體更儲存有該程式碼，該微處理器於執行 該程式碼之前將該程式碼暫存於該第一儲存單元 之中。 15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包含有： 提供一第二儲存單元，耦接於該控制單元；以及 將一修正資訊儲存於該第二儲存單元； 其中該微處理器係執行該程式碼並參考該參考資訊 以及該修正資訊來實現全球衛星定位系統之功 18 200807271 月匕〇 16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含有： 提供一第二儲存單元，耦接於該控制單元；以及 將該程式碼儲存於該第二儲存單元； 其中該微處理器於執行該程式碼之前將該程式碼暫 存於該第一儲存單元之中。 17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含有： 將一修正資訊儲存於該第二儲存單元； 其中該微處理器係執行該程式碼並參考該參考資訊 以及該修正資訊來實現全球衛星定位系統之功 能。 18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含有： 提供一第三儲存單元，耦接於該控制單元；以及 將一修正資訊儲存於該第三儲存單元； 其中該微處理器係執行該程式碼並參考該參考資訊 以及該修正資訊來實現全球衛星定位系統之功 能。 19. 一種全球衛星定位系統之控制積體電路，該控制 積體電路係整合包含一微處理器及一光罩唯讀記 憶體’該光罩唯讀記憶體儲存有一參考資訊’該控 制積體電路係透過微處理器之運算並參考該參考 資訊以實現該全球衛星定位系統之功能。 20. 如申請專利範圍第19項所述之控制積體電路，其 中該光罩唯讀記憶體更儲存有一程式碼，該微處理 19 200807271 器係執行該程式碼並參考該參考資訊以實現該全 球衛星定位系統之功能。 21. 如申請專利範圍第19項所述之控制積體電路，其 中該光罩唯讀記憶體係僅需透過變更至少一層光 罩即可變更該參考資訊。 22. 如申請專利範圍第19項所述之控制積體電路，其 中該光罩唯讀記憶體及該微處理器係同時製作於 一半導體晶片中。 ® 23.如申請專利範圍第19項所述之控制晶片，其中該 參考資訊係為一地圖資料。 24. —種製作全球衛星定位系統之控制積體電路的方 法，包含有： 在一半導體基板上製作該控制積體電路之一微處理 器及一光罩唯讀記憶體；以及 設計至少一層資料光罩用以定義該光罩唯讀記憶體 之資料内容； • 其中該控制積體電路係透過該微處理器之運算並讀 取該光罩唯讀記憶體之資料内容來實現該全球 衛星定位系統之功能。 25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，更包含有： 更改該資料光罩以變更該光罩唯讀記憶體之資料内 容。 26. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中設計該 資料光罩之步驟更包含有： 20 200807271 根據一地圖資料來設計該資料光罩；其中 完成後的該光罩唯讀記憶體儲存有該地圖資料，而 且該微處理器係讀取該地圖資料來實現該全球 衛星定位系統之功能。 27.如申請專利範圍第24項所述之方法，其中設計該 資料光罩之步驟更包含有： 根據一地圖資料以及一程式碼來設計該資料光罩； 其中 完成後的該光罩唯讀記憶體儲存有該地圖資料與該 程式碼，而且該微處理器係執行該程式碼並讀取 該地圖資料來實現該全球衛星定位系統之功能。