市场上的主流WiFi芯片组或模块调研报告2014年3月By Cym目录TI新型WIFI芯片 (1)MARVELL WIFI 芯片组 (10)博通 (15)高通 (17)MTK 单芯片WIFI SOC MT7688/MT7681 为智能家居而设 (18)嵌入式WIFI模块TLN13UA06 (21)HF-A11嵌入式WIFI 模组(利尔达科技) (22)嵌入式微控芯片RT5350 (23)物联网应用的蓬勃发展也带来了新一轮的无线通信技术商机,越来越多的芯片(如处理器和微控制器MCU)厂商开始厉兵秣马,加快了WiFi/BT/ZigBee等技术的研发,以卡位物联网市场。
从2013年至今,整合无线的单芯片MCU、集成MCU和无线功能的模块、整合嵌入式处理器和无线的单芯SOC等产品和方案全线开花。
本报告重点针对WIFI无线芯片或模块,对市场上各主流芯片商所推出的主打的或最新的芯片进行比较。
TI新型WiFi芯片日前,仪器(TI)宣布推出其面向物联网(IoT)应用的新型SimpleLink WiFi CC3100和CC3200平台。
这一新型片上互联网系列使得客户能够轻松地为众多的家用、工业和消费类电子产品增添嵌入式WiFi和互联网功能。
该产品系列的特性包括:拥有业界最低的功耗(适用于电池供电式设备),以及低功耗射频和高级低功耗模式;高度的灵活性,可将任何微控制器(MCU)与CC3100解决方案配合使用,或者利用CC3200的集成型可编程ARM Cortex-M4 MCU,从而允许客户添加其特有的代码;可利用快速连接、云支持和片上WiFi、互联网和稳健的安全协议实现针对IoT 的简易型开发,无需具备开发连接型产品的先前经验;能够采用某种手机或平板电脑应用程序或者一种具有多种配置选项简单且安全地将其设备连接至WiFi。
CC3100和CC3200采用QFN封装并具有全集成型射频(RF)及模拟功能电路,因而允许开发人员通过将器件直接布设在PCB上来创建一种低成本、紧凑的易用型系统。
SimpleLink WiFi系列通过TI的IoT云生态系统成员拥有了云连接支持能力。
凭借其低成本LaunchPad评估套件和BoosterPack插入式模块的MCU生态系统,TI为开发人员提供了一种设计和评估WiFi及互联网应用的简易方法。
什么是SimpleLink Wi-Fi?CC3100与CC3200 Internet-on-a-chip™平台在六月初推出,凭借多种特性支持全新的IoT产品:‒业界功耗最低,适合具有低功耗射频和高级低功耗模式的电池供电型设备。
‒高度的灵活性,可将任何微控制器(MCU)与CC3100解决方案配合使用,或通过CC3200的集成式用户专用可编程ARM® Cortex®-M4 MCU,允许客户添加自己的代码。
‒可通过快速连接、云支持与片上Wi-Fi、互联网和稳健的安全协议进行轻松开发,无需任何WiFi经验即可实现产品连接。
‒可通过手机、平板电脑应用或包括SmartConfig™技术、WAC、WPS 和AP模式等具有多个配置选项的Web浏览器安全便捷地将设备连接到Wi-Fi。
“现在很多芯片厂商都提供和我们SimpleLink类似的WiFi模块,同样是主打简单化,智能化,帮助嵌入式设备接入互联网。
但从技术上来说,大家的做法还是不同的。
很多厂商都是把原来手机或电脑上用的WiFi芯片与MCU或MPU 打包销售模块的方式运作,这还是我们上一代产品的做法。
”吴健鸿说不过吴健鸿对于接下来的战斗并不感到担忧,因为一方面这块市场足够大,另外则是充满了对SimpleLink的信心,因为这是唯一一款两节5号电池就可以驱动WiFi设备运转长达一年时间的WiFi芯片。
SimpleLink的天时在退出手机处理器市场后,仪器的WiFi芯片面临着选择——到底要不要彻底退出。
这时仪器看到了嵌入式市场的前景,从而成功转型专注于嵌入式WiFi 技术。
公司CEO Rich Templeton此前参加大会时经常表示,取暖炉、洗衣机、冰箱等设备加入WiFi功能后,能让家用设备真正得智能起来。
正因为此,TI于2012年推出了第一代SimpleLink WiFi产品CC3000,这是TI首款模块化的WiFi产品,集成封装了DC/DC、模拟前端、晶振等多种常用的WiFi周边于一身,并且置了IPv4 TCP/IP协议栈,用户可以用低速低成本低功耗的MCU便可为嵌入式增加WiFi功能。
近日,TI新推出SimpleLink WiFi产品CC3100、CC3200仍然基于让WiFi 连接变得更简单的理念,CC3100是全新的WiFi处理器,和CC3000不同,3100将更多的功能集成进芯片中,包括RAM、ROM、处理器、MAC、基带、射频、DC/DC等,CC3200更是将主控Cortex M4也整合至芯片中,完全实现了单芯片解决方案。
“现在很多可穿戴设备中都有TI低功耗蓝牙产品在其中,而未来随着智能WiFi芯片的大面积铺开,智能家居等领域也会出现类似于可穿戴市场的景象,可以说在天时方面,TI是做得最早的。
SimpleLink的地利吴健鸿强调道,嵌入式WiFi市场有两块,一块是面对高性能高成本大功率的应用,比如路由器、智能电视等,这块市场仍然是诸如Marvell、MTK、博通等主导传统WiFi市场的厂商,而对于插座、开关、小家电及可穿戴设备来说,SimpleLink无疑是最佳选择。
吴健鸿举例道,CC3100建了硬件加密模块,这样做有三点好处,第一可以保证系统更安全,第二则是令加密解密功耗降低,第三则是令系统功耗降低。
WiFi设备和路由器之间需要不断地,为了节省功耗,WiFi芯片往往处于待机状态,只是隔段时间就与路由器进行握手通信,如果在没有硬件加密解密功能的前提下建立握手协议会非常缓慢,一方面功耗会提升,另外系统效率也会大打折扣。
而通过硬件加密解密,整个握手速度可以达到0.2s,其他芯片可能需要超过1s的时间。
”除了硬件,吴健鸿特别指出了TI在嵌入式软件领域的领导地位。
“比如WiFi驱动代码,已经压缩到了7K,对于用户来说只需要一颗很小的CPU就可以驱动CC3100,或者直接用CC3200。
而在软件层,我们提供了标准的BSD的API,包括适合于TCP/IP的底层协议——以前这部分客户需要写上百行的代码,而现在只需要一条简单的指令即可。
”除此之外,TI的SDK提供了不少应用实例,比如自动发送E-mail、直接变成网络服务器、或者与Google Talk或微信直接连接。
TI还推出了SmartConfig,这个软件的作用很容易理解,过去使用手机或电脑进入WiFi时要先输入密码然后在和WiFi连接,而对于部分智能家居或工业应用场合时没有输入及显示设备的,可以通过SmartConfig简单配置WiFi连接。
两种模式下CC3100的系统功耗。
SimpleLink的人和吴健鸿强调,嵌入式WiFi市场的客户群与传统的WiFi市场不同,客户数量众多,行业也五花八门,这对于TI来说是最合适的——TI的客户总数达到了10万,涵盖了嵌入式产业的方方面面,同时拥有最广泛的销售渠道与最快速反应的本地支持团队。
“我们的优势就是人多,所以除了大客户以外,还有精力照顾小客户,这是TI区别于众多对手的重要原因之一。
”吴健鸿表示,“尤其是对于物联网这种创意性很强的产业来说,很多概念都是诞生于中小厂商中。
”以奥尔斯科技公司举例,这是TI的第三方合作伙伴,他们开发出了一整套物联网教学实验箱,包括Zigbee、WiFi、蓝牙等终端模块,与同样是采用TI OMAP 的网关配套使用。
这套设备未来将主要面向物联网的教学、培训等。
吴健鸿非常乐意于为大家展示,经常邀请该公司参加TI的研讨会、展会等,一方面为了展现TI的实力,同时也会向更多人推荐他们的创意。
实际上早在2014年的四月,TI就已经宣布建立第三方物联网云服务供应商生态系统,此举将帮助采用TI技术的制造商更便捷地连接物联网。
该生态系统的首批成员包括2lemetry、ARM、Arrayent、Exosite、IBM、LogMeIn、Spark 以及Thingsquare。
每个成员都面向TI的一款或多款无线连接、微控制器(MCU) 及处理器解决方案提供云服务支持,这些方案覆盖广泛的物联网应用领域,包括工业、家庭自动化、保健以及汽车等等。
物联网整个产业链太庞大了,很难有一家公司可以做完所有项目,更何况TI的不少小客户没有能力自行开发云服务。
所以当TI聚集起更多的第三方服务商后,可进一步加速中小企业的开发。
实际产品介绍:智能猫眼智能猫眼?不就是一种安装在防盗门外,具备24小时自动拍照和感应监控功能的猫眼嘛!如果您如此认为,您可是真真儿的OUT了。
这是物联网的时代,最新智能猫眼不仅能自动感应和拍照,还可以立刻通知主人,主人打开手机就可以看看是快递员还是窃贼来到自家门前。
这个智能猫眼的核心是TI公司最新发布的上网芯片,称作SimpleLink Wi-Fi 系列,是专门为各种物联网应用而设计的。
这个会上网的智能猫眼是仪器公司(TI)展示的最新上网芯片的参考设计之一。
据介绍,这个智能猫眼可以通过扫描二维码注册一个微信账号,主人把他加为好友,它就可以把它看到的情况通过微信发给主人,让主人及时了解门外发生的一切。
TI会上网的智能猫眼SimpleLink Wi-Fi系列包含两款芯片:CC3100和CC3200,前者只具备上网功能,而后者还集成了一颗ARM Cortex-M4 MCU,是业界首款置MCU的单芯片Wi-Fi上网芯片。
TI公司对该系列产品的发布非常重视,其无线连接解决方案业务部嵌入式连接方案总经理Amichai Ron来京为我们介绍了它的特性。
CC3100和CC3200系统框图如今,Wi-Fi几乎无处不在,它是移动设备接入互联网的重要途径。
同样,它也将是物联网的重要组成部分。
与ZigBee等其他连网方式相比,Wi-Fi 的带宽具有不可替代的优势,可以实现大数据量的音视频传输。
但Wi-Fi用于物联网存在几项挑战,Ron说,例如功耗和必备的知识与经验。
首先,Wi-Fi是一种高功耗的无线连接技术。
用电池来为Wi-Fi设备供电是一项挑战。
例如前文提到的智能猫眼,我们必须保证它的电池寿命达到数月之久。
TI的CC3100/C3200芯片靠两节AA电池可以运行一年以上,这是靠冬眠、睡眠和低工作电流来实现的,如下图所示。
CC3100和CC3200是这样实现低功耗的其次,Wi-Fi编程和使用并非易事。
TI的Wi-Fi上网芯片让用户轻松了许多。
它们含有加密引擎,具备片上Wi- Fi 安全性(WPA2个人、WPA2企业和WPS2)和片上互联网安全性(SSL 3.0、TLS 1.2和X.509),可硬件实现快速连接,而且TI公司为客户提供云支持。