德州儀器（TI）：Wi-Fi 6配套IC，為客戶提供更穩(wěn)健更經(jīng)濟(jì)的選擇

Wi-Fi之于城市，就像石油之于工業(yè)一樣，Wi-Fi早已成為現(xiàn)代社會(huì)中不可或缺的技術(shù)應(yīng)用。但你知道嗎，雖然Wi-Fi這個(gè)名字始終未變，但目前早已更新至第六代。就在上周，享譽(yù)全球的德國(guó)紐倫堡嵌入式展會(huì)首次登陸中國(guó)上海世博展覽館。德州儀器（TI）受邀參展，并帶來(lái)了他們?nèi)峦瞥龅腟impleLink? 系列 Wi-Fi 6 配套集成電路 (IC)產(chǎn)品。何謂Wi-Fi6？不同代際的Wi-Fi技術(shù)能帶來(lái)哪些改變？

何謂Wi-Fi6？

Wi-Fi，英文全稱為wireless fidelity，在無(wú)線局域網(wǎng)的范疇是指“無(wú)線相容性認(rèn)證”，實(shí)質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，同時(shí)也是一種無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。而無(wú)線電技術(shù)，是最早在1929年由尼古拉·特斯拉實(shí)現(xiàn)的，他也是最早提出無(wú)線電概念的人。

此后的無(wú)線電經(jīng)經(jīng)過(guò)二戰(zhàn)的錘煉與集成電路技術(shù)的加持開(kāi)始逐步發(fā)展。1985年，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) (US Federal Communications Commission，F(xiàn)CC)發(fā)放了ISM牌照，開(kāi)放了三個(gè)頻段，其中包括2.4GHz，允許節(jié)點(diǎn)采用擴(kuò)頻技術(shù)（spread-spectrum）來(lái)進(jìn)行通信。1988年，無(wú)線局域網(wǎng)WaveLAN誕生，Wi-Fi設(shè)計(jì)的原型始現(xiàn)。此后Wi-Fi技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。1993年，我們熟悉的熱點(diǎn)（Hotspot）的概念被提出。即通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，構(gòu)建小基站，然后通過(guò)基站和ISP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直連。

此后，Wi-Fi經(jīng)過(guò)各類多次迭代和實(shí)用性安裝測(cè)試，終于在1997年，IEEE頒布了第一代無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 802.11協(xié)議，提供最高2 Mbps的連接速度。該協(xié)議規(guī)定了無(wú)線局域網(wǎng)在2.4GHz波段進(jìn)行操作。這也標(biāo)志著前期無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸成型。

1999年，六家技術(shù)公司成立了無(wú)線以太網(wǎng)兼容性聯(lián)盟（WECA），致力于通用兼容性和優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)。后來(lái)聯(lián)盟將名字改為Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance），我們熟悉的Wi-Fi名稱終于誕生了。再后來(lái)，就Wi-Fi到Wi-Fi6的迭代，如今Wi-Fi6的傳輸速度相比Wi-Fi剛剛誕生快了上百倍，延時(shí)也更低，應(yīng)用場(chǎng)景早已遍及各行各業(yè)，深入人們的日常生活中。

從簡(jiǎn)單的家用血壓監(jiān)測(cè)儀到公司的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和整個(gè)公用事業(yè)電網(wǎng)，Wi-Fi在當(dāng)今許多領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，甚至是備受期待。通過(guò)使用 Wi-Fi，房主可以安全可靠地控制智能烤箱、電動(dòng)汽車充電站或?yàn)⑺到y(tǒng)，從而節(jié)約時(shí)間和能源。樓宇管理員能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程照明和空調(diào)系統(tǒng)，以此來(lái)節(jié)約資源、提高舒適度和減少開(kāi)支。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)無(wú)線方式檢測(cè)并解決與維護(hù)、電能分配和安全相關(guān)的問(wèn)題。

SimpleLink? CC3301配套 IC 支持的 Wi-Fi 6 特性（來(lái)源：Wi-Fi 聯(lián)盟）

?

Wi-Fi的挑戰(zhàn)

在Wi-Fi技術(shù)逐漸成熟的今天，除了速度與延時(shí)，更穩(wěn)健與更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的Wi-Fi技術(shù)的需求也在提升。如今無(wú)線連接技術(shù)領(lǐng)域普遍面臨的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)越來(lái)越多，當(dāng)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)越來(lái)越多的時(shí)候就會(huì)帶來(lái)很多的連接穩(wěn)定性、可靠性及互相干擾的問(wèn)題。更重要的是，Wi-Fi技術(shù)也正逐漸面對(duì)更惡劣的環(huán)境，比如溫度、濕度、光照等等挑戰(zhàn)。怎么解決？

德州儀器（TI）目前有超過(guò) 15 種的無(wú)線技術(shù)門類，基本上涵蓋了在業(yè)界能夠看到各種無(wú)線互聯(lián)應(yīng)用的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，這些產(chǎn)品可以滿足客戶各種應(yīng)用場(chǎng)景下的技術(shù)需求。

據(jù)德州儀器（TI）介紹，本次展會(huì)他們帶來(lái)了全新 SimpleLink? CC3300 和 CC3301 配套 IC，可以在一個(gè)成熟的電子系統(tǒng)里通過(guò)SDIO/SPI或UART進(jìn)行連接，用單根線就可以讓已經(jīng)有的傳輸系統(tǒng)通過(guò) Wi-Fi 或 BLE 接入到物聯(lián)網(wǎng)。該產(chǎn)品針對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)編碼格式、編碼能力、射頻性能進(jìn)行優(yōu)化，并通過(guò)諸多壓力測(cè)試，保證其可以在工業(yè)溫度，也就是-40℃ 至 105℃ 溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。此外，它設(shè)計(jì)非常靈活，可輕松連接德州儀器和其他公司的 MCU 和處理器。另外，SimpleLink? CC3301配套 IC還支持在20MH寬射頻通道以及集成式低功耗藍(lán)牙(BLE)的配置中實(shí)現(xiàn) Wi-Fi 6，支持大概 86Mbps 的物理層吞吐量。

除了Wi-Fi 6配套IC外，本次展會(huì)德州儀器（TI）還帶來(lái)了更多軟件產(chǎn)品，可用于 IoT 計(jì)算資源（包括運(yùn)行嵌入式 Linux? 的微處理器 (MPU) 產(chǎn)品以及運(yùn)行 FreeRTOS 的微控制器 (MCU) 產(chǎn)品）。該系列包含具有 2.4GHz 無(wú)線電、雙頻帶 2.4GHz 和 5GHz 以及三頻帶 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 的產(chǎn)品，部分產(chǎn)品支持 BLE，可借此進(jìn)行 Wi-Fi 配置或用作嵌入式網(wǎng)關(guān)。下圖為德州儀器（TI）提供的部分特性。

按特性劃分的 Wi-Fi 6 潛在用例

為什么一定是Wi-Fi？

會(huì)上，媒體記者就Wi-Fi與藍(lán)牙的問(wèn)題提問(wèn)。德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英表示：“當(dāng)我們談到物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)有非常多的應(yīng)用場(chǎng)景，在每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景之下，對(duì)于無(wú)線互聯(lián)，其實(shí)不限于無(wú)線互聯(lián)，對(duì)互聯(lián)的要求是不同的。這些要求包括了數(shù)據(jù)的吞吐量、組網(wǎng)的形態(tài)、功耗的要求和很多其他要求。但實(shí)際上 Wi-Fi 和低功耗藍(lán)牙 (BLE) 是兩種不同的應(yīng)用場(chǎng)景，比如基于 Wi-Fi 6 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了優(yōu)化的嵌入式 Wi-Fi 產(chǎn)品?！?師英舉例，對(duì)于高的數(shù)據(jù)吞吐量，比如一個(gè)IP攝像頭或是一些需要圖像傳輸?shù)膽?yīng)用一定需要大的Wi-Fi吞吐量，這種場(chǎng)景是不適用BLE的。因此需要根據(jù)客戶的應(yīng)用場(chǎng)景可以選到適合自己應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)路線。目前德州儀器（TI）提供超過(guò) 15 種無(wú)線互聯(lián)技術(shù)，包括 Wi-Fi、BLE、Thread、Matter、Sidewalk 這些通信協(xié)議，通過(guò)種類齊全的無(wú)線互聯(lián)技術(shù)，希望能夠提供給客戶更全的選擇范圍。

Wi-Fi發(fā)展至今，穩(wěn)健性已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)領(lǐng)域。有媒體就該領(lǐng)域提出問(wèn)題，師英表示：“德州儀器在無(wú)線互聯(lián)產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)有二十多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其中也包括了 Wi-Fi 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在這些經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)于數(shù)據(jù)編碼格式以及射頻電路本身做了很多設(shè)計(jì)優(yōu)化，射頻電路除了最常見(jiàn)的像發(fā)射功率、接收靈敏度之外，還包括帶外抑制、帶內(nèi)倒選擇性以及噪聲環(huán)境下的魯棒性方面的優(yōu)化。除此之外，這個(gè)產(chǎn)品是在 –40°C 至 105°C 的范圍內(nèi)都可以提供可靠穩(wěn)健的無(wú)線連接。還有在世界范圍內(nèi)，與各地不同廠家的設(shè)備之間的互通互聯(lián)性測(cè)試。我們?cè)诖笥?230 的接入點(diǎn)下，非常嘈雜的外部環(huán)境中進(jìn)行壓力測(cè)試，而且我們的測(cè)試是 7 天 × 12 小時(shí)的嚴(yán)苛壓力環(huán)境下做的測(cè)試。因此，通過(guò)這些測(cè)試，我們有信心帶給客戶一個(gè)在各種嚴(yán)苛環(huán)境下都能穩(wěn)定互聯(lián)的工業(yè) Wi-Fi 6 產(chǎn)品?！?/p>

據(jù)了解，CC33xx系列預(yù)計(jì)會(huì)在 2023 年第四季度量產(chǎn)，第一批是兩個(gè)芯片 CC3300 單模和 CC3301 Wi-Fi 6 + BLE 雙模。今天客戶已經(jīng)可以從 德州儀器（TI）官方網(wǎng)站（TI.com.cn）上獲取評(píng)估板、文件、包括樣片、軟件 SDK 的下載。