如何通过完全集成的模块实现Wi- Fi设计自由

嵌入式系统设计人员在选择合适的组件以满足功能，预算和法规要求时面临许多挑战，尤其是在涉及无线技术时。直到最近，添加Wi-Fi意味着学习和实现复杂的软件子系统只是为了提供看似简单的无线网络连接。通常，这需要深入研究嵌入式操作系统（例如Linux），复杂的开发环境以编译Wi-Fi驱动程序，重建内核，以及花费大量时间进行与实际产品功能无关的工具的角力。此外，这些子系统的复杂性常常会导致对处理和RAM性能的要求远远超过产品应用程序本身的要求。不过，技术在发展，通过将网络堆栈，Wi-Fi驱动程序和连接管理进一步推入RF模块本身，大大减少了支持Wi-Fi所需的软件。最新的WLAN模块通过在一个软件包中提供Wi-Fi连接，以及与现有主机MCU接口直接兼容的直观软件，简化了集成。

历史上为什么一直依赖诸如Linux之类的大型操作系统来启用Wi-Fi？过去，嵌入式系统设计人员除了集成运行复杂操作系统的高端微处理器以利用与制造商提供的WLAN无线电驱动程序兼容的软件平台外，几乎没有其他选择（请参见图1）。

由于对网络接口软件的大量现有支持，那些制造商经常选择Linux。但是，在许多情况下，Linux提供的功能对于简单的嵌入式应用程序来说是“过大的杀伤力”，并可能在软件复杂性，功耗，PCB布局和硬件组件方面导致不必要的增加成本。

通过完全集成的模块实现Wi-Fi设计自由

由于具有嵌入式网络堆栈和应用处理器的片上系统（SoC）WLAN无线电模块，在嵌入式产品设计中支持Wi-Fi的技术在价格和易用性方面都取得了长足进步（见图2）。这些完全集成的模块提供足够的RAM和处理能力，以集成所有必要的软件组件，以向微控制器提供完整的互联网连接数据流，而不会给运行网络堆栈的应用软件增添负担。与全功能处理器相比，该解决方案带来了更多的设计优势，即功耗和成本更低。权衡在于网络性能，因为基于Linux的Wi-Fi实现（运行在功能齐全的〜800MHz核心处理器上）通常比完全嵌入式模块应用程序（运行在100MHz以下的内核）提供更高的吞吐量。因此，在评估Wi-Fi设计选项时，请牢记产品应用程序对网络性能的要求。

在某些情况下，系统还可以直接在模块的应用处理器上运行其特定于应用程序的固件，从而消除了对外部主机MCU的依赖。这意味着改进了功能的封装，节省了材料清单成本，并减少了向产品设计添加Wi-Fi连接的设计时间。

通过这种类型的集成模块解决方案，依靠大型，复杂的操作系统来支持Wi-Fi连接已成为过去。例如，新的TiWi-CW™Wi-Fi模块可以轻松集成到现有产品中，仅需要少量的PCB空间即可用于10.5 x 10.5mm封装，芯片天线或连接器（如果需要分集，则需要两个），并且（可选）与现有主机MCU的串行接口。如果在TiWi-CW应用处理器内开发，则专用固件可以直接与Wi-Fi驱动程序通信，如果使用外部主机MCU，则可以使用基于ASCII的简单串行协议进行通信。为了扩展集成模块设计的便利性，LSR还提供了2层和4层PCB的参考设计。

在使用主机MCU的配置中，TiWi-CW模块为无线电配置，建立网络连接以及通过使用流行的通信协议和数据格式与服务器进行通信提供了一种创新的现代方法。在“配置模式”中使用内置的“ Soft AP”功能时，预配置几乎不需要主机MCU的交互，从而允许智能手机直接与模块连接并选择Wi-Fi网络以从提供服务的交互式Web界面进行连接。从模块。连接后，该模块将包含用于建立HTTP / HTTPS连接的功能，并具有对RESTful客户端请求，JSON-RPC和原始数据隧道的本机支持。

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Wi-Fi已成为Internet上一种流行的联网技术，它提供了一种基础结构，可以与其他联网设备即时通信，并为您的产品带来大量新的用户体验机会。凭借其在现有网络设备中的普遍性，Wi-Fi使您的产品能够轻松与手机，笔记本电脑和云服务器进行通信，从而增强了产品在用户交互和数据收集方面的功能。

借助最新的SoC技术，Wi-Fi的复杂性已被推到无线模块中，从而使开发人员可以专注于他们的应用程序数据，而不是设计一个支持Wi-Fi的平台。LSR的TiWi-CW可以替代具有外部Wi-Fi无线电和其他组件的成熟的基于Linux的嵌入式系统。对于中低数据速率应用，无论应用固件直接集成到内部ARM Cortex-M3中还是通过串行端口用作通信外设，TiWi-CW都是一个有竞争力的选择。在许多情况下，嵌入Wi-Fi功能的努力是创建联网产品的关键的第一步。在这些情况下，TiWi-CW可以提供更大的功能和设计优势。这是因为TiWi-CW是TiWiConnect™物联网生态系统的一部分，

编辑：hfy