wifi芯片的核心技術(shù)包含三大要素:系統(tǒng)、功耗、射頻。
wifi芯片的設(shè)計(jì)難點(diǎn),同樣也是衡量wifi芯片好壞的關(guān)鍵因素,是在于系統(tǒng)穩(wěn)定且易于開(kāi)發(fā)、芯片功耗低、射頻連接性能穩(wěn)定這三個(gè)方面。
每個(gè)公司的wifi芯片軟件系統(tǒng)都是基于RTOS進(jìn)行開(kāi)發(fā),在標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議下都有一套自己的實(shí)現(xiàn)方式。這也就要求企業(yè)在硬件設(shè)計(jì)能力之外,必須有較強(qiáng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,提供性能穩(wěn)定的系統(tǒng)、系列的API和完整封裝的SDK,以方便客戶在此基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。射頻大部分都是模擬電路,首先對(duì)工程師的技術(shù)要求就非常高,電路中的電壓電流只要出現(xiàn)少許偏差,wifi就可能出現(xiàn)連接不穩(wěn)定的情況,其次考慮到復(fù)雜的環(huán)境因素,對(duì)芯片靈敏度和接受/發(fā)射功率也有很高的要求。
在大部分的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,例如:無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、WiFi音箱等,都對(duì)整機(jī)功耗有較高的要求。我們SKYLAB針對(duì)wifi音箱開(kāi)發(fā)的M803WiFi模塊得到了廣大廠家的認(rèn)可,用于無(wú)人機(jī)的WiFi大功率模塊也在進(jìn)一步的開(kāi)發(fā),以求早日為人們所用。家電設(shè)備對(duì)功耗的要求很高,尤其是出口時(shí),對(duì)整機(jī)功耗要求非常嚴(yán)格,而設(shè)備本身能降低的功耗幾乎做到極致,所以WiFi芯片的功耗不能成為額外的負(fù)擔(dān)。
其一是協(xié)議優(yōu)化+固件設(shè)計(jì),讓芯片有四種工作模式,避免一直處于滿負(fù)荷狀態(tài)。例如:正常工作狀態(tài)下,電流300mA;淺睡眠狀態(tài)下,電流130uA,喚醒2ms;深度睡眠狀態(tài)下,電流10uA,喚醒35mA;幾乎關(guān)閉狀態(tài)下,電流5uA,喚醒40ms。
其二是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景,自動(dòng)降低WiFi芯片發(fā)送/接受dB數(shù)值,例如:家電的位置一般都是固定的,可以根據(jù)家電與路由器的距離,自動(dòng)調(diào)節(jié)dB數(shù)值,而不是滿負(fù)荷的18dB狀態(tài)。
其三是芯片監(jiān)聽(tīng)和喚醒功能,用戶可以根據(jù)需求,設(shè)置監(jiān)聽(tīng)的時(shí)間間隔。另外,設(shè)備本身也可以由WiFi芯片來(lái)喚醒,其余時(shí)間都處于休眠狀態(tài),從而進(jìn)一步降低芯片功耗。
最后,WiFi芯片中的IP架構(gòu)同樣重要,ARM的cortex系列是使用普遍的架構(gòu),Telica的使用頻率僅次于ARM,功耗和工作效率比ARM表現(xiàn)優(yōu)秀,MIPS架構(gòu)執(zhí)行效率高,主要應(yīng)用于路由器的網(wǎng)通市場(chǎng)??傊?,對(duì)于大部分的小家電而言,例如:水壺、燈、插座等,M0系列的性能已經(jīng)完全可以滿足,而對(duì)于功能要求復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合,例如白電、云平臺(tái)對(duì)接、語(yǔ)音識(shí)別等,就需要至少M(fèi)3以上的性能。
物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的碎片化,導(dǎo)致細(xì)分市場(chǎng)的應(yīng)用存在較大的差異化,WiFi芯片客制化的需求也許就會(huì)越加明顯。例如:全志在CES上推出G102芯片,是全球首顆WiFi音箱專用芯片;靈芯微電子也推出GKM910芯片,專門解決家庭影院的多音箱無(wú)線連接需求。
未來(lái),wifi模塊將會(huì)承擔(dān)越來(lái)越多的工作,與云平臺(tái)、語(yǔ)音控制進(jìn)行深度合作就是發(fā)展方向之一,實(shí)現(xiàn)分布式的智能化需求。例如:江波龍科技與IBM的Super Vessel合作打造的“物空”云數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng);思必馳與聯(lián)盛德合作,將語(yǔ)音控制模塊嵌入到wifi芯片內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)傳輸和本地智能化。
與此同時(shí),WiFi芯片的安全隱患也會(huì)日益突出,所以加密算法硬化也是wifi芯片的發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)楝F(xiàn)階段市面上大部分的WiFi芯片還是使用軟加密,或者外掛一顆加密芯片的方式。