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wifi模块与wifi芯片核心技术和发展趋势

  一、wifi芯片核心技术

      wifi芯片的核心技术包含三大要素:系统、功耗、射频。

  wifi芯片的设计难点,同样也是衡量wifi芯片好坏的关键因素,是在于系统稳定且易于开发、芯片功耗低、射频连接性能稳定这三个方面。

  每个公司的wifi芯片软件系统都是基于RTOS进行开发,在标准的TCP/IP协议下都有一套自己的实现方式。这也就要求企业在硬件设计能力之外,必须有较强的软件系统设计能力,提供性能稳定的系统、系列的API和完整封装的SDK,以方便客户在此基础之上开发产品。射频大部分都是模拟电路,首先对工程师的技术要求就非常高,电路中的电压电流只要出现少许偏差,wifi就可能出现连接不稳定的情况,其次考虑到复杂的环境因素,对芯片灵敏度和接受/发射功率也有很高的要求。

  在大部分的物联网应用中,例如:无人机、机器人、WiFi音箱等,都对整机功耗有较高的要求。我们SKYLAB针对wifi音箱开发的M803WiFi模块得到了广大厂家的认可,用于无人机的WiFi大功率模块也在进一步的开发,以求早日为人们所用。家电设备对功耗的要求很高,尤其是出口时,对整机功耗要求非常严格,而设备本身能降低的功耗几乎做到极致,所以WiFi芯片的功耗不能成为额外的负担。

  其一是协议优化+固件设计,让芯片有四种工作模式,避免一直处于满负荷状态。例如:正常工作状态下,电流300mA;浅睡眠状态下,电流130uA,唤醒2ms;深度睡眠状态下,电流10uA,唤醒35mA;几乎关闭状态下,电流5uA,唤醒40ms。

  其二是根据物联网的应用场景,自动降低WiFi芯片发送/接受dB数值,例如:家电的位置一般都是固定的,可以根据家电与路由器的距离,自动调节dB数值,而不是满负荷的18dB状态。

  其三是芯片监听和唤醒功能,用户可以根据需求,设置监听的时间间隔。另外,设备本身也可以由WiFi芯片来唤醒,其余时间都处于休眠状态,从而进一步降低芯片功耗。

  最后,WiFi芯片中的IP架构同样重要,ARM的cortex系列是使用普遍的架构,Telica的使用频率仅次于ARM,功耗和工作效率比ARM表现优秀,MIPS架构执行效率高,主要应用于路由器的网通市场。总之,对于大部分的小家电而言,例如:水壶、灯、插座等,M0系列的性能已经完全可以满足,而对于功能要求复杂的应用场合,例如白电、云平台对接、语音识别等,就需要至少M3以上的性能。

 wifi芯片

  二、WiFi芯片未来的发展趋势:细分定制、安全集成、分布式智能

  物联网市场的碎片化,导致细分市场的应用存在较大的差异化,WiFi芯片客制化的需求也许就会越加明显。例如:全志在CES上推出G102芯片,是全球首颗WiFi音箱专用芯片;灵芯微电子也推出GKM910芯片,专门解决家庭影院的多音箱无线连接需求。

  未来,wifi模块将会承担越来越多的工作,与云平台、语音控制进行深度合作就是发展方向之一,实现分布式的智能化需求。例如:江波龙科技与IBM的Super Vessel合作打造的“物空”云数据服务系统;思必驰与联盛德合作,将语音控制模块嵌入到wifi芯片内部,实现传输和本地智能化。

  与此同时,WiFi芯片的安全隐患也会日益突出,所以加密算法硬化也是wifi芯片的发展趋势。因为现阶段市面上大部分的WiFi芯片还是使用软加密,或者外挂一颗加密芯片的方式。



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