ГЛОНАСС-РЕВОЛЮЦИЯ


Александр Бумагин

ПОМОГУТ ЛИ НОВЫЕ ЧИПЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Действительно интересных новостей, связанных с российской навигационной системой, появляется немного. Чаще всего мы слышим, что некий спутник орбитальной группировки ГЛОНАСС выводится из системы на профилактику или, наоборот, возвращается к работе. Чуть реже высокие государственные мужи в очередной раз выдают желаемое за действительное. Последняя же декада октября оказалась богата событиями, связанными с ГЛОНАСС, причем событиями вовсе не «космического масштаба».

Напротив,  речь шла о вещах миниатюрных: две российские компании, не забывая о словах «прорыв» и «уникальная технология», говорили то про 90 нанометров, то про 130. Эти техпроцессы российская микроэлектроника доселе, можно сказать, не освоила, а только пробует на вкус, но тем любопытнее было узнать, где же у нас, наконец, «прорвало».
Первым отчиталось конструкторское бюро «Навис». На выставке ChipEXPO-2009 компания анонсировала серию чипов-приемников NV08C. Модификация NV08C-MCM-М стала самым маленьким гибридным навигационным приемником на чипе: его  размеры  составляют всего 9х11х2,5 мм. Энергопотребление, согласно представленным спецификациям, — от 20 до 150 мВт. У лучших GPS-чипов эти характеристики лучше, но тем не менее величины вполне сравнимы, к тому же российский чип все-таки гибридный и, кроме GPS и ГЛОНАСС, поддерживает спецификации европейской  Galileo и китайской «Бейдоу».
По словам руководителя направления КБ «Навис» Георгия Шульгина, выходить с новыми чипами на рынок телефонов компания не будет даже пытаться, понимая, что характеристики  у приемника NV08C-MCM-М хоть и рекордные, но для сверхкомпактных  устройств не вполне подходящие.  Целевая ниша — носимые устройства с размерами типичного КПК или больше.

1


Проектирование серии чипов NV08C началось в 2008 году, и на весь проект, включая  организацию производства, было потрачено 10 млн. евро. Все спецификации, афишированные разработчиком, сведены в таблицу, но, пожалуй, лучше было бы рассказать, как работают на новом чипе конкретные устройства — КПК и автонавигаторы. Увы, всего этого нет в природе. Больше того, и окончательно готового чипа, по сути, пока тоже нет: в декабре первая тестовая партия из нескольких сотен штук  будет  разослана «на пробу» потенциальным заказчикам (они не называются). Изготавливают чипы за рубежом, так как у нас нет производства по технологии 90 нм. Своего зарубежного партнера «Навис» тоже не называет, хотя можно предположить, что родом он из Юго-Восточной Азии. В первом квартале следующего года разработчики намерены провести квалификационные испытания продукции, а серийное производство должно начаться летом — к концу 2010 года планируется сделать уже триста тысяч микросхем. Это означает, что в лучшем случае к тому же сроку можно будет найти какую-то серийно выпускаемую модель смартфона с российским гибридным чипом, а скорее всего конечные продукты появятся не раньше 2011 года.
КБ «Навис» заявляет, что готово увеличить производство до нескольких миллионов штук в год и с удовольствием будет делать чипы в России, как только у нас появятся заводы, способные выполнять крупные заказы на 90 нм. С российскими производителями микроэлектроники компания переговоры ведет, хотя и не говорит, с кем именно. Очевидно, правда, что для перечисления возможных партнеров хватит и пальцев одной руки.
Возможно, невысокий уровень развития российской микроэлектроники побудил компанию SPIRIT-Telecom не мудрствуя лукаво воспользоваться тем, что и без того выпускается. Чем изобретать чип и думать  о налаживании  его массового выпуска, можно просто взять электронное устройство, в котором есть свой процессор — пусть на нем все и считается, нужен лишь софт. Технология, о которой объявила «Спирит», состоит из двух частей: USB-донгла, играющего роль антенны, и софта, написанного под конкретный
процессор. В данный момент сообщается о поддержке Atom.
Собственно, идея с USB-приемником размером с флэшку не нова. На основе GPS-чипов компании SiRF они выпускаются давно, вот только в этих и им подобных решениях через USB-порт на лэптоп передаются уже готовые координаты, тогда как российская разработка подразумевает их вычисление на центральном процессоре. Неизвестно, как это скажется на производительности компьютера, но вряд ли и без того не самый проворный Atom на нетбуке станет резвее.
Не менее интересна и еще одна сторона вопроса: по заявлению SPIRIT-Telecom, связка USB-донгла и собственного софта позволила  резко поднять чувствительность этого приемника — до 210 дБВт. Это гораздо выше, чем у других навигационных приемников GPS или ГЛОНАСС, и если заявление соответствует действительности, то решение от «Спирита» во многих случаях позволит уверенно определять координаты внутри помещений. На мой вопрос о том, как удалось достичь такого показателя, Руслан Будник, директор по развитию бизнеса ГЛОНАСС компании SPIRIT-Telecom, ответил: «Наше решение — это реализация сложной инженерной задачи создания алгоритмов обработки слабых и отраженных спутниковых сигналов на фоне помех. Метод ее решения известен — это накопление, но при этом возрастает влияние помех от работы электронного и электрического оборудования. Нам удалось разрешить эти проблемы, и это касается любых навигационных систем, входящих сейчас или в будущем в GNSS. Очевидно, что чем больше спутников, тем лучше — это существенно сказывается на надежности приема в сложных условиях. Использование спутников систем и GPS, и ГЛОНАСС в настоящее время позволяет более качественно и стабильно работать в сложных городских условиях и внутри помещений (причем за бетонными или кирпичными стенами, а не только у окна). После развертывания систем Galileo и «Бейдоу» надежность и точностные характеристики работы нашего приемника только возрастут».
«Спирит» также разработала дизайн чипа-приемника, основанного на ядре процессора ARM7. Лицензию на дизайн компания тоже готова продавать всем желающим в комплекте со специальным навигационным ПО. Дизайн подразумевает использование технологии 130 нм: в «Спирит» сочли, что этот не самый передовой техпроцесс с большей вероятностью позволит заполучить клиентов в России. Переговоры о лицензировании уже ведутся, но подробностей снова нет. Успех что получение лицензии на производство чипов на основе ядра процессора ARM7 у фирмы ARM — относительно недорогое дело для серьезного производства, всего полмиллиарда долларов.
Интегрированный чип на базе софта от «Спирит» будет по размерам чуть больше, чем флагман «Нависа» — 13х13 мм. Маркетологи «Спирит», однако, решили усилить эффект «малости»: пресс-релиз они сопроводили фотографией, на которой чип выглядит меньше спичечной головки. О потребляемой мощности сообщается довольно туманно: менее 0,2 Вт, что скорее всего нужно понимать как «близко к 0,2». «Спирит» предполагает, что при больших объемах выпуска чип может стоить около 450 рублей.

2

«СПИРИТ» ИЗОБРЕЛА НЕ ТОЛЬКО МАЛЕНЬКИЙ ЧИП, НО И САМЫЕ БОЛЬШИЕ СПИЧКИ

Мы попросили прокомментировать перспективы  разработки «Спирит» главного конструктора компании «М2М телематика» Евгения Белянко — его оценка оказалась весьма сдержанной: «Нужно понимать, что данная технология не имеет отношения к портативным  устройствам, речь идет о довольно громоздком оборудовании, например ноутбуках. Сейчас же  рынок  развивается прежде в сего в сегменте портативных устройств. В существующей реализации технологии приемник приспособлен скорее для работы с неподвижными объектами, так как время определения координат составляет от 40 секунд и выше. То есть для определения координаты объекта он [объект] почти одну минуту должен оставаться без движения, накапливая слабый сигнал спут ника. Точность позиционирования и разрешающая способность тоже оставляют желать лучшего. Чтобы два объекта с такими приемниками определялись с разными координатами, эти объекты должны находиться на расстоянии минимум 20, а лучше 50 метров друг от друга. И последнее, самое важное. Когда речь идет о коммерческом продукте, это означает, что он
прошел соответствующие этапы разработки, испытаний, опытных внедрений. В данном случае, насколько мне известно, никаких опытных внедрений, отзывов от независимых компаний или хотя бы договора о намерении с каким-либо потенциальным заказчиком не существует».
Какими  бы прорывными ни называли навигационный приемник от «Навис» и программное решение от «Спирит», никто из нас не бросится в магазин все это покупать: сами по себе ни чип, ни софт пользователю не нужны, а вот захотят ли производители смартфонов и автонавигаторов оценить ноу-хау  российских инженеров, пока неизвестно. Обе российские компании упорно не называют своих будущих заказчиков, что в лучшем случае свидетельствует о том, что те еще просто не определились. К концу какого именно года спутниковая группировка системы ГЛОНАСС позволит полноценно использовать российскую навигацию в любой точке мире, неясно. Может, и заказчикам чипов с ГЛОНАСС эта неопределенность мешает сменить навигационные микросхемы в своих устройствах.

1 Информация в пресс-релизе и на сайте компании довольно противоречива, причем в одном и том же документе на сайте встречаются два разных значения одного и того же параметра. В том же документе, датированном сентябрем, характеристики софт-приемника куда скромнее тех, что заявляются сейчас, и в них нет вообще ничего революционного — чувствительность не превышает –170 дБВт.  Выходит, если и тогда и сейчас писали правду, на революцию ушло всего полтора месяца. На нашу просьбу прокомментировать эту несообразицу компания пока не отреагировала.

НАВИГАЦИЯ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ РЕГУЛЯЦИИ

Компания «Навигационно-информационные системы» («НИС») получила летом этого года статус Федерального сетевого оператора в области навигационной деятельности, а вместе со статусом — и функции регулятора отрасли. В спорах о целесообразности регулирования рынка навигации сломано уже много копий. Теперь, когда у же есть постановление правительства №549*, правильнее дожидаться конкретных
решений — разрешений, запретов, правил, — а потом уже судить, стал ли регулятор очередным сдерживающим фактором (в чем я заранее почти ув ерен), или каким-то образом «НИС» сумеет никому не мешать и даже быть полезным кому-то, кроме избранных. Пока суть да дело, на несколько вопросов, навеянных выходом чипа КБ «Навис», ответил Александр Гурко, генеральный директор ОАО «НИС».
Стоит ли расценивать появление компактной и энергоэффективной микросхемы с поддержкой ГЛОНАСС как важное событие?

— Появление на рынке подобных приемников нового поколения — переломный момент в коммерциализации национальной спутниковой системы ГЛОНАСС. С началом производства подобных чипов, по своим характеристикам близких к приемникам американской системы GPS, появляется возможность для массового внедрения ГЛОНАСС/GPS в потребительское навигационное оборудование, прежде всего в портативные автомобильные навигаторы и встроенные автомобильные системы. Представленные КБ «Навис» приемники могут найти широкое применение в потребительском оборудовании, что раньше было просто невозможно, так как большинство приемников ГЛОНАСС/GPS предыдущего поколения были слишком громоздкими, энергопрожорливыми и дорогими (в несколько раз дороже GPS-аналогов).

Не считаете ли вы абсурдными заградительные меры по чипам и устройства м GPS без ГЛОНАСС?

— Я не считаю негативным возможное введение заградительных пошлин на устройства с навигационными приемниками, работающими по сигналам системы GPS, но не имеющими поддержи ГЛОНАСС. Наоборот, я целиком поддерживаю подобную инициативу правительства, если, конечно, вводить ее правильно. Такая мера — вполне нормальный общепринятый в мире инструмент для стимулирования национального производства, в частности для развития ГЛОНАСС-технологий в России. Но эта мера логична лишь при наличии на рынке альтернатив в виде приемников с поддержкой сигнала ГЛОНАСС, имеющих сходные с GPS-приемниками характеристики.
Введение данной меры подразумевает своевременное предупреждение всех участников рынка о грядущей смене правил игры. Например, о введении повышенных пошлин в 2012 году нужно объявить по крайней мере не позже 2010 года, чтобы производители оборудования и потребители смогли организационно и технически подготовиться. В течение этого времени производители смогли бы инвестировать в развитие технологической базы, которая позволит по достижении указанного срока легко перейти на ГЛОНАСС/GPS-аналоги.

Кто в России справится с 90-нм технологией, о которой говорит КБ «Навис»?

— На сегодняшний момент в активной стадии реализации находится совместный проект «Ситроникс» и «Роснано». На мой взгляд, он выглядит вполне реалистичным.

Не считаете ли вы, что недостаточное количество спутников в группировке ГЛОНАСС (а нужно еще несколько лет, чтобы в се привести в норму) препятствует развитию системы не меньше, чем отсутствие чипов?

— Нет, не считаю. Все выпускаемое оборудование, которое принимает сигналы ГЛОНАСС, является двухсистемным, то есть работает по двум сигналам (также с сигналом GPS). Поддержка двух систем позволяет таким устройствам производить позиционирование более надежно, нежели односистемным. Скажем, если объект находится в зоне ограниченной видимости спутников и приемник может «поймать» сигналы всего двух спутников GPS, то при использовании сигнала ГЛОНАСС хотя бы еще от двух спутников можно добиться точного определения координат. Таким образом, наличие на орбите даже не полностью развернутой орбитальной группировки ГЛОНАСС позволяет использовать все преимущества двух навигационных систем.

Для чего, на ваш взгляд, потребовались ничем не обеспеченные пиар-акции с ошейником собаки Путина и выпуском готовых навигаторов Glospace, которые мало кто видел живьем, не считая «избранных»?

— По поводу Glospace согласен. Нельзя выпускать и пытаться продавать потребительское навигационное устройство для массового рынка, если нет адекватных по характеристикам и стоимости компонентов. А на момент выпуска Glospace их действительно не было. В результате сырое устройство, выпущенное на рынок, чувствительно ударило по репутации системы в целом. Ошейник был экспериментальным проектом, который доказал возможность создания малогабаритных устройств с автономным питанием, использующих навигационную систему ГЛОНАСС. При этом когда мы делали проект, еще не было современных малопотребляющих приемников типа ГеоС-1, и нашим специалистам пришлось решать сложную инженерную задачу. Залогом успеха проекта стало изящное решение на основе микромеханического акселерометра. С его помощью мы отслеживали перемещение животного и при отсутствии движения выключали навигационный приемник, запоминая последнюю координату (если животное не перемещается  — нет необходимости определять его координаты, это дало большую экономию энергии). Также было придумано множество  решений в части размещения антенн (навигационной ГЛОНАСС/GPS) и самого конструктива ошейника. В итоге получилось совершенно нормальное, честное устройство, а наша компания приобрела бесценный опыт.

 

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧИПСЕТА NV08C-MCM-M (КБ «НАВИС»)

Размеры

9x11x2,5 мм

Точность определения координат (СКО)

Автономное определение

2,5 м

С использованием дифференциального
режима SBAS

2,0 м

В дифференциальном режиме DGNSS

1,0 м

Определение высоты

3,0 м

Измерение скорости

0,05 м/с

Время получения первого достоверного решения

Холодный старт

30 с (макс.)

Теплый старт

30 с (макс.)

Горячий старт

3 с (макс. 6 с)

Перезахват после кратковременного
затенения

<1 с

Чувствительность

Слежение

–190 дБВт

Перезахват

–190 дБВт

Холодный старт

–173 дБВт

Эксплуатационные ограничения

Максимальная скорость

500 м/с

Максимальная высота

18 000 м

Энергопотребление

Только GPS/GALILEO/SBAS
в режиме непрерывной навигации

100 мВт

Только GPS/GALILEO/SBAS в импульсном
режиме работы (темп выдачи данных 1 с)

16 мВт

Совмещенный режим
ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/SBAS

150 мВт

Совмещенный режим ГЛОНАСС/GPS/
GALILEO/SBAS в импульсном режиме
работы (темп выдачи данных 1 с)

20 мВт

           

 
 
Rambler's Top100
 

(c) 2009-2011, Администрация Владимирской области,
Комитет информатизации, связи и телекоммуникаций