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　　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，豐富了生活，也極大的推動了社會科技的創(chuàng)新與人類社會的發(fā)展。與此同時，有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的連接協(xié)議也層出不窮，如WiFi、BLE、Zigbee、LoRa、NB-IOT等，毫無疑問的是，wifi是連接協(xié)議中產(chǎn)品種類最豐富、發(fā)展最好的一個。WiFi芯片平臺也是種類眾多，如TI的CC3200、高通QCA4004、MTK的MT7688、樂鑫的ESP8266、瑞昱的RTL8710等;眾多的芯片方案在選擇的時候也會工程師帶來困擾。

　　USR-C322是有人物聯(lián)網(wǎng)推出的一款采用TI的CC3200方案的wifi模塊，其最大的特色在于其業(yè)界最低的功耗和TI作為全球工業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者的強(qiáng)大實力。下面，我們就從我司如何研發(fā)選型、到生產(chǎn)兩個方面，來一起目睹USR-C322的誕生。

　　wifi芯片到wifi模組的四個階段

　　整體導(dǎo)圖如下

　　由上圖可知，在研發(fā)過程中，主要涉及硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面。

　　1、方案選型

　　在方案選型中，TI的CC3200方案wifi芯片是非常強(qiáng)大的，主頻高達(dá)80MHz，在網(wǎng)待機(jī)功耗卻可低至3.5mA，深度休眠模式可低至25uA，串口波特率最高支持到3Mbps，開放SDK，小尺寸，安全性強(qiáng)……并且因為TI是國際工業(yè)半導(dǎo)體的龍頭企業(yè)，其供貨量也會非常穩(wěn)定。這款業(yè)界功耗最低的wifi芯片，具備了一切wifi模塊該有的亮點，當(dāng)然，其價格也是最高的。在綜合考慮后，有人物聯(lián)網(wǎng)決定做一款可以完美應(yīng)用此方案的wifi模塊，因此選擇了TI的CC3200方案。

　　通用的來說，選擇一個合適的方案主要是要考慮功能、供貨和價格。經(jīng)過市場分析，從wifi模塊的功能考量、傳輸速率和功能接口出發(fā)，進(jìn)行選擇。接著考慮原廠，在這一點上，大家似乎都有一種共識，優(yōu)先選擇歐美芯片方案，歐美的芯片廠商歷史悠久，研發(fā)實力強(qiáng)勁，在供貨上也非常穩(wěn)定。就目前市場來看，低價的、不穩(wěn)定的wifi模塊居多，何不考慮一下價格稍微高一點的方案，開發(fā)出更好的wifi模塊。

　　2、原理圖設(shè)計

　　在選擇好芯片方案后，就就要進(jìn)行模組開發(fā)設(shè)計。模組研發(fā)設(shè)計最先做的工作就是，設(shè)計原理圖。

　　穩(wěn)定性：根據(jù)芯片廠商提供的芯片資料，按照規(guī)格要求設(shè)計出穩(wěn)定性高的原理圖。

　　成本優(yōu)勢： 原理圖有多種設(shè)計方案，但是不能忽視對成本考量。如兩層電路板設(shè)計，四層電路板設(shè)計都可以使用，四層電路板也更優(yōu)，但是價格就更貴。當(dāng)然這只是成本考慮的一個方面而已。

　　兼容設(shè)計：原理圖設(shè)計時的電磁兼容設(shè)計考慮，就是要考慮模組在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作。目的就是確保模組既能抑制各種外來的干擾，使模組在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時又能減少模組本身對其它電子設(shè)備的電磁干擾。電磁兼容設(shè)計考慮，涉及到整個模塊的穩(wěn)定性和性能。

　　量產(chǎn)難易程度：原理圖設(shè)計還要考慮日后是否方便加工，好加工也就意味著加工費用少。如果設(shè)計的原理圖致使實際加工的良品率低的話，同樣會造成成本增加。

　　3、繪制PCB板

　　原理設(shè)計圖做好之后，就開始畫PCB圖了。繪制PCB板用什么程序和方法，在產(chǎn)品資料下載中都有詳述，這里就不具體說了。

　　4、PCB打樣

　　PCB稱為”印刷電路板”，由環(huán)氧玻璃樹脂材料制成，有不同信號層數(shù)，而芯片等貼片元件就貼在PCB上。

　　廠商選擇：對于PCB打樣，模組廠商如果尋找外部廠商，通常需要考慮這些廠商是否有模組PCB打樣經(jīng)驗，廠商的設(shè)備是否滿足需要，廠商管理是否過硬等等。

　　工藝要求：如果模組PCB要多層打樣，就要找有多層PCB打樣經(jīng)驗的廠家。

　　5、PCBA打樣

　　也就是說PCB空板經(jīng)過SMT上件,再經(jīng)過DIP插件的整個制程,簡稱PCBA，可能理解其為成品線路板。

　　6、調(diào)試

　　對于模組的調(diào)試，主要在于硬件電路調(diào)試和軟件調(diào)試。

　　一般WiFi產(chǎn)品的射頻部分由幾大部分組成，藍(lán)色的虛線框內(nèi)統(tǒng)一看成是功率放大器部分。無線收發(fā)器一般是一個設(shè)計的核心器件之一，除了與射頻電路的關(guān)系比較密切以外，一般還會與CPU有關(guān)，這里我們只關(guān)注其與射頻電路相關(guān)的一些內(nèi)容。發(fā)送信號時，收發(fā)器本身會直接輸出小功率的微弱的射頻信號，送至功率放大器進(jìn)行功率放大，然后通過收發(fā)切換器經(jīng)由天線輻射至空間。接收信號時，天線會感應(yīng)到空間中的電磁信號，通過切換器之后送至低噪聲放大器進(jìn)行放大，這樣放大后的信號就可以直接送給收發(fā)器進(jìn)行處理，進(jìn)行解調(diào)。

　　硬件調(diào)試主要涉及射頻電路、功能電路調(diào)試。射頻調(diào)試包括發(fā)送和接收兩個大的方面，其中發(fā)送又包括了發(fā)送功率、相位誤差調(diào)試等，接收包括靈敏度、接收電平等。而功能電路調(diào)試更多的涉及到具體的某項硬件功能模塊的電路調(diào)試。

　　射頻參數(shù)的調(diào)試，發(fā)射TX方面主要為功率Power、誤差向量幅度EVM、以及頻偏Freq;在接收RX方面主要是接收靈敏度Sensitivity，這些參數(shù)影響著WiFi數(shù)據(jù)信號傳輸是否穩(wěn)定;需要專門的儀器來測試。比如LitePointd的IQ2010、極致匯儀的WT-200; 目前，該行業(yè)RFsister開放實驗室提供這些方面測試服務(wù)。

　　另外，軟件調(diào)試主要在于穩(wěn)定性、功能的完整性調(diào)試。一般而言，只是單一，或者部分功能進(jìn)行的具體調(diào)測，下一步則需要進(jìn)行更全面的測試。

　　7、測試

　　所謂電子電路的測試,是以達(dá)到電路設(shè)計指標(biāo)為目的而進(jìn)行的一系列的測量、判斷、調(diào)整、再測量的反復(fù)進(jìn)行過程。

　　功能測試：根據(jù)模塊支持的特性、操作描述和用戶方案，測試該模塊的特性和可操作行為以確定其是否滿足設(shè)計需求。

　　性能測試：主要涉及測試模塊各個功能電路，以及信號的傳輸距離等還其他參數(shù)。

　　穩(wěn)定性測試：對涉及模塊的實際傳輸速率、實際功耗、吞吐量 、無線連接等穩(wěn)定性方面測試。

　　老化測試： 就是對模組壽命和在使用過程中能達(dá)到最佳效果而進(jìn)行的一項測試。因系統(tǒng)長時間的處于工作狀態(tài)，在其工作時對各器件進(jìn)行負(fù)荷運轉(zhuǎn)，只要在這些條件下能保證設(shè)備的性能穩(wěn)定，那么在正常環(huán)境下工作模組的使用壽命就會更久。

　　認(rèn)證測試:某些產(chǎn)品必須經(jīng)相關(guān)國家指定的認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格，取得相關(guān)證書并加施認(rèn)證標(biāo)志后，方能出廠、進(jìn)口、銷售和在經(jīng)營服務(wù)場所使用，尤其是通信類產(chǎn)品，而國際比較普及的認(rèn)證如FCC(美國)、CE(歐洲)、RoHS(歐洲)等。