數(shù)字極地?zé)o線電方法降低了 Wi-Fi 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功率

InnoPhase 將其獲得專利的數(shù)字極地?zé)o線電實(shí)施設(shè)計(jì)到 SoC 和開(kāi)發(fā)套件中，為 Wi-Fi 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)了極低的功耗。

盡管 Wi-Fi 已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但標(biāo)準(zhǔn)本身的設(shè)計(jì)從未考慮到低功耗。InnoPhase 采用不同的射頻無(wú)線電架構(gòu)方法及其數(shù)字極地?zé)o線電實(shí)施解決了這個(gè)問(wèn)題。

該公司已將無(wú)線電集成到 SoC 和模塊解決方案中，最近還集成到了智能視頻開(kāi)發(fā)套件中。

在本文中，我們將研究 InnoPhase 的 RF Wi-Fi 無(wú)線電設(shè)計(jì)方法，討論其 SoC 和開(kāi)發(fā)套件解決方案，并分享我們對(duì) InnoPhase 高級(jí)總監(jiān) Rob McCormick 的采訪的觀點(diǎn)。

Wi-Fi 設(shè)備的巨大市場(chǎng)增長(zhǎng)

Wi-Fi 連接設(shè)備的市場(chǎng)機(jī)會(huì)是巨大的，市場(chǎng)研究公司 IDC預(yù)測(cè)到 2023 年將有多達(dá) 50 億臺(tái)支持 Wi-Fi 的設(shè)備。隨著新版本 Wi-Fi 協(xié)議的推出，吞吐速度加快不斷增加并添加新功能。

到 2023 年，支持 Wi-Fi 的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到 50 億臺(tái)。

問(wèn)題是 Wi-Fi 從未真正解決過(guò)低功耗問(wèn)題?！翱偟膩?lái)說(shuō)，Wi-Fi 并不是因?yàn)榈凸亩霈F(xiàn)的，”McCormick 說(shuō)?！八皇菫闊o(wú)線數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的。Wi-Fi 的射頻無(wú)線電芯片設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮基于低功耗傳感器的系統(tǒng)和長(zhǎng)達(dá)一年的電池壽命問(wèn)題?！?/p>

McCormick 說(shuō)，確實(shí)，功耗正在阻礙幾種類型的消費(fèi) Wi-Fi 連接的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備。視頻門鈴、安全攝像頭、智能恒溫器、可穿戴設(shè)備和其他應(yīng)用等應(yīng)用面臨電池壽命短的問(wèn)題，這主要是由提供 Wi-Fi 鏈接的射頻無(wú)線電引起的。

“總的來(lái)說(shuō)，無(wú)線電的優(yōu)化是物聯(lián)網(wǎng)和連接設(shè)備廣泛采用的關(guān)鍵，”他說(shuō)。

射頻無(wú)線電設(shè)計(jì)的數(shù)字極性方法

為了應(yīng)對(duì)低功耗的挑戰(zhàn)，InnoPhase 開(kāi)發(fā)了一種新的無(wú)線電架構(gòu)。McCormick 說(shuō)，它的無(wú)線電設(shè)計(jì)被稱為“PolaRFusion”，它在處理無(wú)線電信號(hào)方面采取了不同的方式。

實(shí)施是數(shù)字極地?zé)o線電。InnoPhase 沒(méi)有使用笛卡爾坐標(biāo)——X 和 Y，或者更確切地說(shuō)是無(wú)線用語(yǔ)中的 I 和 Q——而是使用角度和幅度?！斑@是一種獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)的不同方式，但正是數(shù)字化實(shí)現(xiàn)使我們能夠在低功耗方面發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，”他說(shuō)?！斑@為我們提供了靈活性以及我們?cè)诘湫?MCU 實(shí)施中看到的快速開(kāi)啟和關(guān)閉的地方。

Talaria TWO SoC 的關(guān)鍵元素是 PolarRFusion 模塊，它采用專利的低功耗數(shù)字極地?zé)o線電設(shè)計(jì)。（點(diǎn)擊圖片放大）

InnoPhase 采用其 PolaRFusion 無(wú)線電設(shè)計(jì)并將其實(shí)施到名為 Talaria TWO（“T2”）的 SoC 上。RF 無(wú)線電與物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)所需的完整功能一起集成。對(duì)于其處理內(nèi)核，SoC 嵌入了 80 MHz Arm Cortex-M3、512 KB SRAM 應(yīng)用程序處理。它具有 2 MB 的集成堆疊閃存和完整的網(wǎng)絡(luò)堆棧。

T2 提供射頻、基帶、PHY 和 MAC 功能，以支持 IEEE 802.11 b/g/n 和藍(lán)牙低功耗 (BLE 5.0) 標(biāo)準(zhǔn)。T2 在 DTIM10 處擁有 57 μA 的極低、始終連接的電流。DTIM10 是指?jìng)鬟f流量指示圖 (DTIM)，指示 Wi-Fi 消息輪詢間隔。無(wú)線電的接收 (Rx) 電流額定為 31 mA，而發(fā)射電流在 14-18 dBm 時(shí)為 129-178 mA。更多信息請(qǐng)參見(jiàn) T2數(shù)據(jù)表。

智能視頻實(shí)施利用 T2 實(shí)現(xiàn)低功耗

作為投入使用的 T2 SoC 平臺(tái)的一個(gè)例子，InnoPhase 上個(gè)月宣布與中國(guó)君正半導(dǎo)體合作，共同營(yíng)銷視覺(jué)系統(tǒng)。該視覺(jué)系統(tǒng)將 Inginic 的T31 視頻處理器與 InnoPhase 的Talaria TWO INP101x Wi-Fi + BLE 無(wú)線模塊集成在一起。

這兩個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合在 InnoPhase 的智能視頻應(yīng)用開(kāi)發(fā)套件(ADK) 中。君正表示，它已成功認(rèn)證 INP101x 系列 Wi-Fi + BLE 模塊，并將其添加到其批準(zhǔn)的供應(yīng)商列表中。智能視頻 ADK解決方案簡(jiǎn)介中提供了更多信息。

智能視頻應(yīng)用開(kāi)發(fā)套件 (ADK) 結(jié)合了君正的 T31 視頻處理器與 InnoPhase 的 Talaria TWO INP101x Wi-Fi + BLE 無(wú)線模塊。

根據(jù) McCormick 的說(shuō)法，該設(shè)備具有“放置自由”的特點(diǎn)，因?yàn)樗哂袠O低的功耗和無(wú)線功能。這種基于電池的視頻、Wi-Fi 云連接和人工智能處理的組合有望為新的應(yīng)用程序和服務(wù)打開(kāi)大門。

示例包括嬰兒監(jiān)視器、安全攝像頭、視頻門鈴、訪問(wèn)控制和身份驗(yàn)證，McCormick 說(shuō)。低功耗 Wi-Fi 連接可以使這些設(shè)備的電池持續(xù)使用一年以上。

物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的 Wi-Fi 連接

重要的是要記住，當(dāng) IEEE 在 90 年代后期推出其 802.11 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，“物聯(lián)網(wǎng)”一詞并不存在，直到十多年后才存在。創(chuàng)新的 Wi-Fi 射頻無(wú)線電設(shè)計(jì)方法，例如由 InnoPhase 開(kāi)發(fā)的方法，有助于將無(wú)線技術(shù)轉(zhuǎn)向更適合長(zhǎng)電池壽命物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備的解決方案。

所有圖片均由 InnoPhase提供

審核編輯 黃昊宇