SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200器件設(shè)計(jì)

真實(shí)條件下，環(huán)境屬性會(huì)對應(yīng)用的能耗產(chǎn)生巨大影響。這些因素包括，比如說接入點(diǎn) (AP) 運(yùn)行方式、網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)容量和負(fù)載，以及鏈路質(zhì)量。雖然對于環(huán)境相關(guān)的運(yùn)行方式的控制通常是有限的，不過我們的SimpleLink? Wi-Fi? 器件采用高級(jí)算法來學(xué)習(xí)且適應(yīng)環(huán)境，以便在仍舊保持系統(tǒng)穩(wěn)健耐用性的同時(shí)提高性能，并降低能耗。此外，我們已經(jīng)用超過200個(gè)AP測試了SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200器件，以確保穩(wěn)定性和最優(yōu)性能。以下的博文介紹了AP和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式是如何對應(yīng)用能耗產(chǎn)生影響的。

接入點(diǎn)運(yùn)行方式對能耗的影響：

Wi-Fi連接序列—每一個(gè)AP的連接完成時(shí)間（以及由此產(chǎn)生的能耗）也許都是不一樣的。對于那些頻繁與AP連接和斷開的應(yīng)用來說，這會(huì)成為總體解決方案能耗的很大一部分，比如說傳感器應(yīng)用。對于那些與接入點(diǎn)保持連接的應(yīng)用來說，這些能耗可以被忽略不計(jì)。

閑置連接模式（“信幀接收”）--在這個(gè)模式中，Wi-Fi器件保持到AP的連接，用來監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)信幀。這個(gè)模式下的能耗取決于器件所連接的特定AP的運(yùn)行方式，而不同AP之間的差別會(huì)高達(dá)300%。SimpleLink Wi-Fi器件執(zhí)行一個(gè)獨(dú)特算法來限制能耗變化；對于大多數(shù)AP，這個(gè)變化因子不會(huì)大于50%。這個(gè)算法自動(dòng)執(zhí)行，并且不會(huì)消耗額外電能。

鏈路質(zhì)量—Wi-Fi連接的質(zhì)量直接影響能耗。一個(gè)低質(zhì)量鏈路會(huì)導(dǎo)致較高的再傳輸可能性，因此，需要增加時(shí)間數(shù)據(jù)包的發(fā)送數(shù)量。已發(fā)送數(shù)據(jù)包輸出功率、重傳的次數(shù)和它的傳輸速率決定了一個(gè)通道內(nèi)的數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率，以及產(chǎn)生的能耗。這個(gè)速率通常由AP的策略和鏈路層內(nèi)SimpleLink Wi-Fi器件決定，以減少數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)能耗和數(shù)據(jù)吞吐量性能；從而可由應(yīng)用控制。當(dāng)使用一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以定義AP和站點(diǎn)的部署，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)鏈路質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式影響能耗：

網(wǎng)絡(luò)容量和負(fù)載-—網(wǎng)絡(luò)容量是網(wǎng)絡(luò)客戶端之間通過一條鏈路能夠傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。網(wǎng)絡(luò)上的客戶端數(shù)量和所需的數(shù)據(jù)吞吐量影響網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和響應(yīng)時(shí)間，并由此影響其容量。網(wǎng)絡(luò)使用量的上升會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)上的通信周期，以及相應(yīng)的總體器件能耗。通過降低傳輸?shù)臄?shù)量和它們的持續(xù)時(shí)間，可以減少特定數(shù)據(jù)吞吐量下的網(wǎng)絡(luò)使用量。通過將數(shù)據(jù)匯聚在一起，可以減少傳輸?shù)臄?shù)量；可以采用數(shù)據(jù)聚合來實(shí)現(xiàn)最大允許數(shù)據(jù)包尺寸，并且只要系統(tǒng)延遲要求保持不變即可。通過采用上面描述的更高Wi-Fi速率可以減少傳輸持續(xù)時(shí)間（請見鏈路質(zhì)量部分）。

往返時(shí)間 (RTT)—RTT是一個(gè)請求被服務(wù)器/客戶端發(fā)出時(shí)，直到響應(yīng)被接收到的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間受到數(shù)據(jù)傳輸速率、物理距離、源和目的地之間的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，以及由服務(wù)器處理的其它請求的數(shù)量的影響。RTT是其中一個(gè)影響應(yīng)用延遲的主要因素。由于等待時(shí)間被延長，較大的RTT會(huì)導(dǎo)致更高的能耗。

IP獲取方法—在一個(gè)基于IP的系統(tǒng)中，可以使用兩種迥異的方法來獲得地址?？梢詮腄HCP服務(wù)器中動(dòng)態(tài)地獲得地址，由于與DHCP交換有關(guān)的能耗，這樣做會(huì)消耗大量的電能?？梢酝ㄟ^提前定義系統(tǒng)中應(yīng)該使用的IP地址來繞過動(dòng)態(tài)IP地址獲取過程；這被稱為靜態(tài)IP定義。使用靜態(tài)IP與那些能夠?qū)P網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行控制的系統(tǒng)相關(guān)。在這樣的情況下，從能耗角度來講，靜態(tài)IP配置更加適用。這可以通過在器件上配置IP獲取方法來實(shí)現(xiàn)（請參見SimpleLink Wi-Fi CC3100 API / SimpleLink Wi-Fi CC3200 API內(nèi)描述的sl_NetCfgSet）。

你可以在以下鏈接中找到與低功耗Wi-Fi開發(fā)，以及如何優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的更多細(xì)節(jié)：SimpleLink Wi-Fi CC3100/CC3200 Internet-on-a-chip? 網(wǎng)絡(luò)互連子系統(tǒng)電源管理使用說明書，以及我們低功耗Wi-Fi博客系列內(nèi)之前的博文。我們希望這個(gè)博客系列對你有所幫助—如果你有什么想法的話，請給我們留言，同時(shí)也告訴我們你還希望我們討論哪些話題！