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专利名称：可配置计算电路以及接收器的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种接收器，且特别有关于一种可配置计算电路以及具有多个可配置计算电路的全球导航卫星系统(GlcAal Navigation Satellite System，以下简称为 GNSS)接收器。
背景技术：
传统的GNSS接收器通常至少包含信号处理单元、频谱计量器(spectrum meter) 以及噪声处理单元，其中信号处理单元用于移除已接收的卫星信号的载波，频谱计量器用于获得已接收的卫星信号的频谱信息，而噪声处理单元用于执行噪声消除作业。此外，信号处理单元、频谱计量器以及噪声处理单元通常为独立电路，上述电路中的每一个都包含多工器(multiplexer)、混频器(mixer)以及累加器(accumulator)。然而，实际上，当接收卫星信号时，在大多数情况下，上述电路并非全部处于工作状态中，即，某些电路处于闲置状态，从而导致接收器的低效率。特别地，在支持俄罗斯全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System,以下简称为GL0NASS)标准的GNSS接收器中，由于每一 GL0NASS卫星信号具有唯一的载波频率，因此在接收器中需要建立多个信号处理单元以移除已接收的GL0NASS卫星信号的载波。类似地，当接收卫星信号时，在大多数情况下，上述信号处理单元并非全部处于工作状态中，从而也导致接收器的低效率。

发明内容
有鉴于此，特提供以下技术方案本发明实施例提供一种可配置计算电路，包含多工器，用于接收至少包含第一输入信号与第二输入信号的多个输入信号，并选择性地输出多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于多工器，用于将自多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；以及累加器，耦接于混频器，用于累加混合信号以产生累加信号，其中当可配置计算电路于第一模式中作业时，多工器选择输出第一输入信号且累加器对混合信号执行第一累加作业，而当可配置计算电路于第二模式中作业时，多工器选择输出第二输入信号且累加器对混合信号执行不同于第一累加作业的第二累加作业。本发明实施例另提供一种可配置计算电路，包含第一多工器，用于接收多个输入信号，并选择性地输出多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于第一多工器，用于将自第一多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；第二多工器， 耦接于混频器，用于接收混合信号与误差值，并选择性地输出混合信号与误差值中的一个； 以及累加器，耦接于第二多工器，用于累加自第二多工器输出的混合信号或误差值以产生累加信号，其中该累加器更耦接于第一多工器，用于提供累加信号作为第一多工器的输入信号。本发明实施例提供一种接收器，包含多个可配置计算电路，其中每一可配置计算电路包含多工器，用于接收至少包含第一输入信号与第二输入信号的多个输入信号，并选择性地输出多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于多工器，用于将自多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；以及累加器，耦接于混频器，用于累加混合信号以产生累加信号，其中当可配置计算电路于第一模式中作业时，多工器选择输出第一输入信号且累加器对混合信号执行第一累加作业，而当可配置计算电路于第二模式中作业时，多工器选择输出第二输入信号且累加器对混合信号执行不同于第一累加作业的第二累加作业；以及控制器，耦接于多个可配置计算电路，用于根据接收器的信号接收状态来控制多个可配置计算电路中的至少一部分于第一模式中作业以及控制剩余的多个可配置计算电路中的至少一部分于第二模式中作业。本发明实施例另提供一种接收器，包含多个可配置计算电路，其中每一可配置计算电路包含第一多工器，用于接收多个输入信号，并选择性地输出多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于第一多工器，用于将自第一多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；第二多工器，耦接于混频器，用于接收混合信号与误差值，并选择性地输出混合信号与误差值中的一个；以及累加器，耦接于第二多工器，用于累加自第二多工器输出的混合信号或误差值以产生累加信号；以及控制器，耦接于多个可配置计算电路，用于根据接收器的信号接收状态来控制多个可配置计算电路中的至少一部分于第一模式中作业以及控制剩余的多个可配置计算电路中的至少一部分于第二模式中作业。以上所述的可配置计算电路以及接收器能够动态地实现中频移除电路、频谱计量器或噪声消除作业的不同功能，从而提升硬件使用率。


图1是依本发明第一实施例的接收器的示意图。图2是依本发明第一实施例的图1中所示的可配置计算电路的示意图。图3是依本发明第二实施例的接收器的示意图。图4是依本发明第二实施例的图3中所示的可配置计算电路的示意图。图5是依本发明第三实施例的接收器的示意图。图6是依本发明第三实施例的图5中所示的可配置计算电路的示意图。
具体实施例方式在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。请参考图1，图1是依本发明第一实施例的接收器100的示意图。如图1所示，接收器100包含天线102、射频(Radio Frequency,以下简称为RF)前端电路104、噪声处理单元106、多个可配置计算电路110_1 110_N、数字信号处理(Digital Signal Processing,以下简称为DSP)处理器120以及控制器130。此外，接收器100可适用于GNSS标准(例如，全球定位系统(Global Positioning System，以下简称为GPS)、GL0NASS以及伽利略 (Galileo)标准)中的至少一个。在接收器100的作业中，天线102接收卫星信号，而RF前端电路104处理自天线 102的卫星信号以产生中频(IF)信号。此外，噪声处理单元106接收自RF前端电路104的输出信号V1并产生误差值。应注意，实际上，输出信号V1可为IF信号或可用于决定噪声消除作业的误差值的任一其它已处理的卫星信号。此外，可配置计算电路110_1 110_N中的每一个是用于接收由RF前端电路104 产生的IF信号、由噪声处理单元106产生的误差值以及频谱计量器输入，并依据由控制器 130产生的控制信号来选择性地处理上述信号(IF信号、误差值以及频谱计量器输入)中的一个。具体地，举例来说，当控制器130产生控制信号C1来控制可配置计算电路110_1于第一模式中作业时，可配置计算电路110_1接收IF信号并对IF信号执行载波移除(carrier removal)以及减少取样(down-sampling)作业以产生IF消除(IF-wiped-off)数据来作为可配置计算电路110_1的输出信号V。ut」；当控制器130控制可配置计算电路110_1于第二模式中作业时，可配置计算电路110_1接收频谱计量器输入并执行频谱分析以输出频谱信息来作为可配置计算电路110_1的输出信号V。ut」；以及当控制器130控制可配置计算电路110_1于第三模式中作业时，可配置计算电路110_1接收误差值并产生用于噪声消除作业的加权正弦曲线(weighted sinusoid)来作为可配置计算电路110_1的输出信号V。ut」。简单来说，依据由控制器130产生的控制信号，可配置计算电路110_1 的每一个在第一模式中作为IF移除电路，在第二模式中作为频谱计量器，在第三模式中作为噪声消除电路。此外，可配置计算电路也可处于闲置状态(即，未处理任何信号)。即，可配置计算电路110_1 110_N的输出信号V。utJ V。ut N可为IF消除数据、频谱信息、加权正弦曲线、或无输出。此外，输入可配置计算电路110_1 110_N的频谱计量器输入可为由RF前端电路 104产生的IF信号、由可配置计算电路110_1 的一个输出的IF消除数据、或其它需要被分析以获得频谱信息的信号。最后，DSP处理器120接收自可配置计算电路110_1 110_N的输出信号中的至少一部分，以产生位置、速度以及时间(Position Velocity and Time，以下简称为PVT)信
肩、ο此外，可配置计算电路110_1 110_N的作业具有多种排布。举例来说，可配置计算电路110_1 110_N中的一部分可作为IF移除电路(即，在第一模式中作业)以处理具有一个或多个标准的卫星信号，剩余的可配置计算电路中的至少一部分可作为频谱计量器 (即，在第二模式中作业)及/或噪声消除电路(即，在第三模式中作业)。另举一例，可配置计算电路110_1作为IF移除电路(即，在第一模式中作业)以处理具有GPS标准的卫星信号，而可配置计算电路110_2 110_6作为IF移除电路(即，在第一模式中作业)以处理具有GL0NASS标准的卫星信号，以及剩余的可配置计算电路110_7 110_N在第二模式、 第三模式、闲置状态中作业。以此方式，硬件(即，可配置计算电路110_1 110_N)可有效地在IF处理、频分多址(Frequency Division Multiple Access，以下简称为FDMA)解多工 (de-multiplexing)(可视为多个IF消除)、频谱分析以及噪声消除之间分配。
请参考图2，图2是依本发明第一实施例的图1中所示的可配置计算电路的示意图，可配置计算电路110可为图1中的可配置计算电路110_1 110_N中的任一个。如图2 所示，可配置计算电路110包含第一多工器201、混频器202、振荡器203、第二多工器204、 以及累加器205。当在第一模式、第二模式、以及第三模式中作业时，可配置计算电路110的作业如下所述当可配置计算电路110于第一模式中作业时，控制器130产生第一选择信号Sl与第二选择信号S2来分别作为控制第一多工器201与第二多工器204的控制信号，以分别使能IF信号与混频器202之间的导电路径以及混频器202与累加器205之间的导电路径。因此，混频器202将IF信号与由振荡器203产生的振荡信号混合以产生混合信号，其中此处振荡信号的频率等于IF信号的载波频率。举例来说，振荡信号的频率可选为4. 092MHz (对于 GPS IF 信号)、3. 069MHz (对于伽利略 IF 信号)、1602MHz+nX0. 5625MHz (对于 GL0NASS Ll频带信号)、1246MHz+ηX0. 4375MHz (对于GLONASS L2频带信号)，其中η为卫星频率信道号码(η = _7，-6，-5，...，7)。随后，累加器205对混合信号执行减少取样作业以产生累加信号来作为IF消除数据，清除(clear)信号VaEAK可重置累加器205。当可配置计算电路110于第二模式中作业时，控制器130产生第一选择信号Sl与第二选择信号S2来分别作为控制第一多工器201与第二多工器204的控制信号，以分别使能频谱计量器输入与混频器202之间的导电路径以及混频器202与累加器205之间的导电路径。因此，混频器202将频谱计量器输入与由振荡器203产生的振荡信号混合以产生混合信号，其中此处振荡信号的频率被选作待分析的目标频率。随后，累加器205对混合信号执行平均(averaging)作业以产生累加信号来作为频谱信息，清除信号VaEAK可重置累加器 205。当可配置计算电路110于第三模式中作业时，控制器130产生第一选择信号Sl与第二选择信号S2来分别作为控制第一多工器201与第二多工器204的控制信号，以分别使能累加器205的输出与混频器202之间的导电路径以及误差值与累加器205之间的导电路径。因此，累加器205累加误差值并产生累加信号经由第一多工器201输入至混频器202， 而混频器202将累加信号与由振荡器203产生的振荡信号混合以产生混合信号(即，加权正弦曲线)。由混频器202产生的加权正弦曲线可进一步用于DSP处理器120中的噪声消除作业。然而，可配置计算电路110并非必须具有全部IF处理、频谱计量器、噪声消除的功能。在一个实施例中，可配置计算电路110仅可执行两种功能。请参考图3，图3是依本发明第二实施例的接收器300的示意图。如图3所示，接收器300包含天线302、RF前端电路 304、多个可配置计算电路310_1 310_N、DSP处理器320以及控制器330。此外，接收器 300可适用于GNSS标准(例如，GPS、GLONASS以及伽利略标准)中的至少一个。在接收器300的作业中，天线302接收卫星信号，而RF前端电路304处理自天线 302的卫星信号以产生IF信号。可配置计算电路310_1 310_N中的每一个是用于接收由RF前端电路304产生的IF信号以及频谱计量器输入，并依据由控制器330产生的控制信号来选择性地处理上述两种信号(IF信号以及频谱计量器输入)中的一个。可配置计算电路310_1 310_N的作业类似于如图1所示的可配置计算电路 110_1 110_N的作业，其区别在于可配置计算电路310_1 310_N仅有两种作业模式，即，作为IF移除电路(在第一模式中作业)或频谱计量器(在第二模式中作业)。此外，可配置计算电路也可处于闲置状态(即，未处理任何信号)。此外，由于上文中已说明在第一模式以及第二模式中的可配置计算电路作业，为简洁起见，此处不另赘述。最后，DSP处理器320接收自可配置计算电路310_1 310_N的输出信号中的至少一部分，以产生PVT信息。以此方式，硬件(即，可配置计算电路310_1 310_N)可有效地在IF处理以及频谱分析之间分配。请参考图4，图4是依本发明第二实施例的图3中所示的可配置计算电路的示意图，可配置计算电路310可为图3中的可配置计算电路310_1 310_N中的任一个。如图 4所示，可配置计算电路310包含多工器401、混频器402、振荡器403、以及累加器405。当在第一模式以及第二模式中作业时，可配置计算电路310的作业如下所述当可配置计算电路310于第一模式中作业时，控制器330产生选择信号Sl来作为控制多工器401的控制信号以使能IF信号与混频器402之间的导电路径。因此，混频器402 将IF信号与由振荡器403产生的振荡信号混合以产生混合信号，其中此处振荡信号的频率等于IF信号的载波频率。随后，累加器405周期性地累加混合信号(即，对混合信号执行减少取样作业)以产生累加信号来作为IF消除数据，清除信号VaEAK可重置累加器405。当可配置计算电路310于第二模式中作业时，控制器330产生选择信号Sl来作为控制多工器401的控制信号以使能频谱计量器输入与混频器402之间的导电路径。因此， 混频器402将频谱计量器输入与由振荡器403产生的振荡信号混合以产生混合信号，其中此处振荡信号的频率类似于获得频谱信息所需的频率。随后，累加器405对混合信号执行平均作业以产生累加信号来作为频谱信息，清除信号VaEAK可重置累加器405。请参考图5，图5是依本发明第三实施例的接收器500的示意图。如图5所示，接收器500包含天线502、RF前端电路504、噪声处理单元506、多个可配置计算电路510_1 510_N、DSP处理器520以及控制器530。此外，接收器500可适用于GNSS标准(例如，GPS、 GL0NASS以及伽利略标准)中的至少一个。在接收器500的作业中，天线502接收卫星信号，而RF前端电路504处理自天线 502的卫星信号以产生IF信号。此外，噪声处理单元506接收自RF前端电路504的输出信号V1并产生误差值。应注意，实际上，输出信号V1可为IF信号或可用于决定噪声消除作业的误差值的任一其它已处理的卫星信号。此外，可配置计算电路510_1 510_N中的每一个是用于接收由RF前端电路504 产生的IF信号以及由噪声处理单元506产生的误差值，并依据由控制器530产生的控制信号来选择性地处理上述两种信号(IF信号以及误差值)中的一个。可配置计算电路 510_1 510_N的作业类似于如图1所示的可配置计算电路110_1 110_N的作业，其区别在于可配置计算电路510_1 510_N仅有两种作业模式，S卩，作为IF移除电路(在第一模式中作业)或噪声消除电路(在第二模式中作业)。此外，可配置计算电路也可处于闲置状态(即，未处理任何信号)。此外，由于上文中已说明于上述两种模式中的可配置计算电路作业，为简洁起见，此处不另赘述。最后，DSP处理器520接收自可配置计算电路510_1 510_N的输出信号中的至少一部分，以产生PVT信息。
请参考图6，图6是依本发明第三实施例的图5中所示的可配置计算电路的示意图，可配置计算电路510可为图5中的可配置计算电路510_1 510_N中的任一个。如图5 所示，可配置计算电路510包含第一多工器601、混频器602、振荡器603、第二多工器604、 以及累加器605。当在第一模式以及第二模式中作业时，可配置计算电路510的作业如下所述当可配置计算电路510于第一模式中作业时，控制器530产生第一选择信号Sl与第二选择信号S2来分别作为控制第一多工器601与第二多工器604的控制信号，以分别使能IF信号与混频器602之间的导电路径以及混频器602与累加器605之间的导电路径。 因此，混频器602将IF信号与由振荡器603产生的振荡信号混合以产生混合信号，其中此处振荡信号的频率等于IF信号的载波频率。随后，累加器605周期性地累加混合信号(例如，对混合信号执行减少取样作业)以产生累加信号来作为IF消除数据，清除信号
重置累加器605。当可配置计算电路510于第二模式中作业时，控制器530产生第一选择信号Sl与第二选择信号S2来分别作为控制第一多工器601与第二多工器604的控制信号，以分别使能累加器605的输出与混频器602之间的导电路径以及误差值与累加器605之间的导电路径。因此，累加器605累加误差值并产生累加信号经由第一多工器601输入至混频器602， 而混频器602将累加信号与由振荡器603产生的振荡信号混合以产生混合信号(即，加权正弦曲线)。由混频器602产生的加权正弦曲线可进一步用于DSP处理器520中的噪声消除作业。简单来说，在本发明的接收器中，多个可配置计算电路可动态地作业以具有不同的功能。因此，可更有效地使用接收器的硬件。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种可配置计算电路，包含多工器，用于接收至少包含第一输入信号与第二输入信号的多个输入信号，并选择性地输出该多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于该多工器，用于将自该多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；以及累加器，耦接于该混频器，用于累加该混合信号以产生累加信号；其中当该可配置计算电路于第一模式中作业时，该多工器选择输出该第一输入信号且该累加器对该混合信号执行第一累加作业，而当该可配置计算电路于第二模式中作业时， 该多工器选择输出该第二输入信号且该累加器对该混合信号执行不同于该第一累加作业的第二累加作业。
2.如权利要求1所述的可配置计算电路，其特征在于当该可配置计算电路于该第一模式中作业时，该混频器将该第一输入信号与该本地振荡信号混合以产生该混合信号，以及该累加器对该混合信号执行减少取样作业以产生该累加信号。
3.如权利要求1或2所述的可配置计算电路，其特征在于当该可配置计算电路于该第二模式中作业时，该混频器将该第二输入信号与该本地振荡信号混合以产生该混合信号，以及该累加器对该混合信号执行平均作业以产生该累加信号。
4.一种可配置计算电路，包含第一多工器，用于接收多个输入信号，并选择性地输出该多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于该第一多工器，用于将自该第一多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；第二多工器，耦接于该混频器，用于接收该混合信号与误差值，并选择性地输出该混合信号与该误差值中的一个；以及累加器，耦接于该第二多工器，用于累加自该第二多工器输出的该混合信号或该误差值以产生累加信号；其中该累加器更耦接于该第一多工器，用于提供该累加信号作为该第一多工器的输入信号。
5.如权利要求4所述的可配置计算电路，其特征在于该多个输入信号至少包含第一输入信号与第二输入信号；当该可配置计算电路于第一模式中作业时，该第一多工器选择输出该第一输入信号，该第二多工器选择输出该混合信号且该累加器对该混合信号执行第一累加作业；而当该可配置计算电路于第二模式中作业时，该第一多工器选择输出该第二输入信号，该第二多工器选择输出该误差值且该累加器对该误差值执行不同于该第一累加作业的第二累加作业，并提供该累加信号作为该第二输入信号。
6.如权利要求5所述的可配置计算电路，其特征在于当该可配置计算电路于该第一模式中作业时，该混频器将该第一输入信号与该本地振荡信号混合以移除该第一输入信号的载波并产生该混合信号，以及该累加器对该混合信号执行减少取样作业以产生该累加信号。
7.如权利要求5所述的可配置计算电路，其特征在于当该可配置计算电路于该第二模式中作业时，该累加器累加该误差值以产生该累加信号，该累加信号用于更新该第二输入信号。
8.如权利要求5或6或7所述的可配置计算电路，其特征在于该多个输入信号至少包含第三输入信号，当该可配置计算电路于第三模式中作业时，该第一多工器选择输出该第三输入信号，该混频器将该第三输入信号与由该本地振荡信号混合以产生该混合信号， 该第二多工器选择输出该混合信号，以及该累加器对该混合信号执行平均作业以产生该累加信号。
9.一种接收器，包含多个可配置计算电路，其中每一可配置计算电路包含多工器，用于接收至少包含第一输入信号与第二输入信号的多个输入信号，并选择性地输出该多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于该多工器，用于将自该多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；以及累加器，耦接于该混频器，用于累加该混合信号以产生累加信号；其中当该可配置计算电路于第一模式中作业时，该多工器选择输出该第一输入信号且该累加器对该混合信号执行第一累加作业，而当该可配置计算电路于第二模式中作业时， 该多工器选择输出该第二输入信号且该累加器对该混合信号执行不同于该第一累加作业的第二累加作业；以及控制器，耦接于该多个可配置计算电路，用于根据该接收器的信号接收状态来控制该多个可配置计算电路中的至少一部分于该第一模式中作业以及控制剩余的多个可配置计算电路中的至少一部分于该第二模式中作业。
10.如权利要求9所述的接收器，其特征在于该多个可配置计算电路中的至少一部分包含用于处理多个接收信号的多个特定可配置计算电路，该多个接收信号具有不同的卫星导航系统标准。
11.一种接收器，包含多个可配置计算电路，其中每一可配置计算电路包含第一多工器，用于接收多个输入信号，并选择性地输出该多个输入信号中的至少一个；混频器，耦接于该第一多工器，用于将自该第一多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号；第二多工器，耦接于该混频器，用于接收该混合信号与误差值，并选择性地输出该混合信号与该误差值中的一个；以及累加器，耦接于该第二多工器，用于累加自该第二多工器输出的该混合信号或该误差值以产生累加信号；以及控制器，耦接于该多个可配置计算电路，用于根据该接收器的信号接收状态来控制该多个可配置计算电路中的至少一部分于该第一模式中作业以及控制剩余的多个可配置计算电路中的至少一部分于该第二模式中作业。
全文摘要
本发明提供一种可配置计算电路以及接收器。可配置计算电路包含多工器、混频器以及累加器。多工器用于接收至少包含第一输入信号与第二输入信号的多个输入信号，并选择性地输出多个输入信号中的至少一个。混频器耦接于多工器，用于将自多工器输出的已选择的输入信号与本地振荡信号混合以产生混合信号。累加器耦接于混频器，用于累加混合信号以产生累加信号。上述可配置计算电路以及接收器能够动态地实现中频移除电路、频谱计量器或噪声消除作业的不同功能，从而提升硬件使用率。
文档编号G01S19/37GK102269818SQ20111008609
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年6月1日
发明者李冠仪, 蔡文杰, 陈骏楠 申请人:联发科技股份有限公司