Wi-Fi及其集成

　　在無線方法中， IEEE 802.11標準已經(jīng)被Wi-Fi 聯(lián)盟普及，品牌化，并增強，其有一些獨特的優(yōu)點，可以用于自動化應(yīng)用的無線連接。它是以太局域網(wǎng)的擴展，支持TCP / IP特性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)辦公室和家庭中，存在著大量電子產(chǎn)品，所以沒有必要進行新的投資或努力來計劃和部署無線基礎(chǔ)設(shè)施。Wi-Fi也有足夠的操作范圍，可以最小化所需訪問節(jié)點的數(shù)量。在客戶端設(shè)備中，Wi-Fi可以在需要時提供高吞吐量，還具備低能耗的優(yōu)點。在802.11協(xié)議中，適當設(shè)計的Wi-Fi裝置可以最大限度地進行節(jié)能。

　　好幾個供應(yīng)商已經(jīng)有高度集成的模塊，使得把Wi-Fi增加到嵌入式系統(tǒng)成本很低。然而，主要面向大容量計算平臺，其需要在本地網(wǎng)絡(luò)。用于自動化的這些設(shè)備，大都是基于低成本和應(yīng)用的嵌入式控制器。實際上，通過電子手段的設(shè)備控制，已經(jīng)在低端8 / 16 / 32位嵌入式控制器中普遍具備了。當前嵌入式片上系統(tǒng)器件，包含了MCU，還可以集成memory、數(shù)字外設(shè)、精密模擬外設(shè)，可以減少系統(tǒng)中組件數(shù)量，可以快速設(shè)計終端產(chǎn)品。嵌入式MCU和SoC供應(yīng)商，會同第三方專業(yè)軟件開發(fā)商，提供了強大并易于使用的軟件開發(fā)環(huán)境。整個硬件和軟件開發(fā)過程也因此有了可預見的進度，并且成本會降低。

　　WLAN子系統(tǒng)連接到嵌入式MCU系統(tǒng)需要考慮幾個因素，包括物理和電氣規(guī)格、接口選擇、主機負載、軟件架構(gòu)、省電機制、無線性能和認證。

　　WLAN子系統(tǒng)主要組成是：媒體訪問控制(MAC)，基帶處理器(BBP)，模擬前端，射頻收發(fā)器、功率放大和其他射頻前端部件。

　　射頻傳輸是通過一個天線，其可以放在板本身或者外部?？梢赃x擇WLAN模塊(其已設(shè)計完全)來減少工作量。這種方法有幾個好處:

• WLAN模塊已通過無線性能測試和校準
• 因為模塊中存在臨界射頻電路，所以一般都密封于屏蔽中，不希望嵌入式系統(tǒng)中時出現(xiàn)性能下降
• 簡化線路板布局布線
• 即使在使用外部天線的情況下，和這個模塊的連接也是不復雜的，通常使用微型同軸連接器和射頻電纜
• 完備的模塊可以經(jīng)過最終產(chǎn)品的單獨認證。FCC和認證機構(gòu)允許模塊化認證，無線模塊可以通過認證，然后直接應(yīng)用于系統(tǒng)，不需要進一步的認證。

　　圖3顯示了Redpine Signals的一個完備的Wi-Fi模塊。在本質(zhì)上，整個Wi-Fi連接設(shè)計可以是簡單的添加一個嵌入式MCU外設(shè)?！　?/p>

 

　　嵌入式MCU有很多種接口方式。如USB，PCI，或者PCIe，可以用于高數(shù)據(jù)吞吐量系統(tǒng)，例如存儲設(shè)備，無線路由器和筆記本。在家電和多媒體設(shè)備中，接口通常是低功耗的，包括SDIO，SPI，和UART。高端嵌入式MCU 可提供SDIO接口，經(jīng)常是聯(lián)同一個常住操作系統(tǒng)程序，而常見的通用16位或8位微控制器沒有這種接口。在后者情況下，WLAN設(shè)計者可以選擇串行外設(shè)接口(SPI)或UART接口。SPI是一個串行接口，具備同步數(shù)據(jù)時鐘，可以這樣傳輸數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)緊跟地址之后的格式。SPI是一個低功耗接口，可以提供較高應(yīng)用水平的數(shù)據(jù)吞吐量，可達15比特/秒或更多。