这款Wi－Fi／蓝牙组合可让您轻而易举地添加物联网连接功能
发布日期:2024-03-15
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作者： Bill Schweber
射频电路设计人员仍然被认为是能将魔法和艺术融合的高手。尽管有先进的建模和仿真工具，但实际上在实现射频硬件时仍会出现许多意外。正是因为会出现这些意外，所以射频设计人员应该具备丰富的经验以及调查、测试和调试能力，以符合当今的性能和 DC 电源的使用指标要求。
使用手工方法达到这些指标颇具挑战性，但在频率高达数百兆赫 (MHz) 时还是可以实现的。高于此频率时，由于预算紧张、上市时间短、监管要求严以及最终用户对性能要求的不断提高，手工方法已经达其极限。
当今的无线链路设计应满足以下要求：
· 具有支持多个无线频段的卓越性能
· 同时能进行 Wi-Fi 和蓝牙连接
· 最少的设计导入、调试和集成工作量
· 使用最少的电路板面积和 DC 电源
· 符合相关的 IEEE 无线技术标准
· 满足众多严格的带外辐射、电磁干扰 (EMI) 和射频干扰 (RFI) 等参数的监管要求
· 可批量、低成本制造（无需手工调整）
使用分立元件的 DIY 方法无法满足这些要求。除了相关的手工调整和制作，分立元件还增加了空间、成本、库存和采购方面的挑战。
另一种方法是使用芯片组，其中的 IC 可来自一个或过个供应商。然而，要使这些独立的 IC 及其相关的分立器件协同工作，可能会令人望而生畏，而要通过监管部门的审批测试，又造成了上市时间问题。
功能强大的 IC 具有各种功能、特性和便利性
幸运的是，连接难题已经得到简化。Infineon Technologies AG 的 AIROC CYW5557x 系列组合 (combo) Wi-Fi 和蓝牙片上系统 (SoC) 就是一个很好的例子（图 1）。这种产品可提供无缝、高性能物联网 (IoT) 连接，同时最大限度地降低运行功耗。
图 1：CYW5557x 系列结合了物联网设备的 Wi-Fi 和蓝牙连接功能。（图片来源： Infineon Technologies）
该系列产品支持 Wi-Fi 6/6E 功能，具有三频段（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz）能力，提供 1×1 单输入、单输出 (SISO) 和 2×2 多输入、多输出 (MIMO) 天线阵列配置。该系列还集成了电源管理单元 (PMU)。
Wi-Fi 无线电通过 PCIe v3.0 Gen2 或 SDIO 3.0 接口与主机处理器连接，而蓝牙主机接口则使用高速 4 线制 UART 接口。此外，CYW5557x 还支持用于蓝牙音频应用的 PCM 和 I2S 接口，以及用于外部 LTE 和 IEEE 802.15.4 芯片的共存接口。
CYW55572 支持：
· Wi-Fi 6（2.4 GHz、5 GHz）、2×2 MIMO 第 1 版和第 2 版功能：正交频分多路存取 (OFDMA)、多用户 MIMO (MU-MIMO)、目标等待时间 (TWT) 和双载波调制 (DCM)
· 20/40/80 MHz 信道、1024 正交振幅调制 (QAM) 和高达每秒 1.2 千兆比特 (Gbps) 的物理层 (PHY) 数据传输速率
· 更大的范围、省电和网络效率
· 多层安全性，可在整个产品生命周期内保护各个子系统
· Wi-Fi 与蓝牙或外部 LTE 或 15.4 无线电设备智能共存
· 蓝牙 5.3，双模操作
· 带有 Auracast 广播功能的 LE 音频
· 基准为 1 毫瓦 (dBm)、13 dBm 或 0 dBm 的 20 分贝蓝牙传输选项
类似的 CYW55573 系列产品可提供 Wi-Fi 6/6E 三频 Wi-Fi 连接（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz），使其与 CYW55572 有所不同。
CYW5557x 系列的优势不仅限于上述基本支持功能，还包括：
· 极低延迟和虚拟同步双频操作功能，可实现无缝音频和视频流
· 增大范围，确保设备与远程接入点保持连接
· 更强的网络稳健性，以确保在拥堵或重叠的网络环境中以最佳方式传输视频/音频流
· 先进的省电功能，可最大限度地延长电池寿命
· 网络卸载功能，可节省系统功耗
· 多层安全性，可在整个产品生命周期内保护各个子系统
此外，这些器件的工作温度为 -40°C 至 +85°C，并采用 FCBGA、WLCSP 和 WLBGA 封装。
无需重新开启复杂的设计
CYW5557x 芯片组功能全面，但每个设计都需要相关的元件，包括 DC-DC 稳压器、旁路无源器件和合适的电路板布局。
无需从头开始设计新的电路板，您可以利用经过监管认证、可直接投入生产的模块，从而加快产品上市时间。只需安装连接软件，验证设计，然后就可以开始生产。
例如，Embedded Artists AB 的 EAR00413 2EA M.2 评估模块（与 Murata Electronics 共同开发，使用其 2EA 模块）可让您快速、轻松地启动应用开发（图 2）。这款 PCIe 兼容接口板采用 M.2 外形尺寸（22 × 44 mm），使用 AIROC CYW55573 芯片组，支持 Wi-Fi 6E、802.11 a/b/g/n/ac/ax 2x2 MIMO 和蓝牙 5.2 连接。
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.图 2：AIROC CYW55573 的 EAR00413 评估板采用 M.2 外形。（图片来源：Embedded Artists AB）
该评估板是具有标准化外形的“即插即用”认证型解决方案，可访问维护良好的软件驱动程序 (Linux SDK)，可获得 Embedded Artists 的额外支持，包括高级调试支持。
对设计人员来说，另一个好处是无需具备射频专业知识。规格书中认可第三方提供的特定单频带和多频带 SISO 和 MIMO 天线。
结语
为最新版 Wi-Fi 和蓝牙实现并支持高性能、低功耗数据链路是一种设计、调试挑战。Infineon Technologies 的高集成度 CYW5557x Wi-Fi/Bluetooth 组合 SoC 与第三方模块和软件支持，可简化流程，缩短物联网设计的上市时间。
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