從1997年IEEE公布第一代802.11標(biāo)準(zhǔn)到第五代Wi-Fi 802.11 ac（Wi-Fi5）的普及，再到802.11ax（Wi-Fi6）的出現(xiàn)，Wi-Fi的連接性能不斷升級(jí)，成為人們生活中布局最為廣泛的連接方式。隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的增長，特別是在智能家居應(yīng)用領(lǐng)域，藍(lán)牙和ZigBee以低功耗優(yōu)勢成為大量采用的連接方式。高度集成電池管理、AC/DC電源轉(zhuǎn)換、Wi-Fi、低功耗藍(lán)牙（BLE）和工業(yè)IC供應(yīng)商Dialog半導(dǎo)體公司近些年也陸續(xù)推出了多款面向消費(fèi)領(lǐng)域的BLE SoC，并且在世界各地的主要制造廠商中得到了廣泛采用，例如小米手環(huán)中的BLE芯片。
Wi-Fi 沒辦法完全覆蓋所有的應(yīng)用，根本原因在于Wi-Fi本身最致命的弱點(diǎn)——功耗的問題。Dialog的低功耗SoC策略這次拓展到Wi-Fi陣營，于日前宣布正式推出高度集成、超低功耗的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)SoC芯片DA16200芯片，以及DA16200模塊和DA16600（Wi-Fi + BLE二合一）模塊，有望徹底克服Wi-Fi連接的功耗問題，為Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)、電池供電的IoT設(shè)備提供突破性電池續(xù)航能力。
克服Wi-Fi功耗弱點(diǎn)
“Wi-Fi 剛開始出現(xiàn)的時(shí)候，很多應(yīng)用產(chǎn)品不是以電池供電的。但是現(xiàn)在很多聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品都是要用電池的，真正的無線化的時(shí)代已經(jīng)來臨。這樣的情況之下，以前的Wi-Fi雖然是無線聯(lián)網(wǎng)，但是為了聯(lián)網(wǎng)，還有個(gè)電源線，就像尾巴一樣，不是真正的無線化。另外有些地方很難把電線拉進(jìn)來，不得不用電池，這時(shí)要用Wi-Fi也有困難。”Dialog 半導(dǎo)體公司連接和音頻業(yè)務(wù)部產(chǎn)品營銷總監(jiān)崔南岫分析：“這種產(chǎn)品現(xiàn)在都采用ZigBee或藍(lán)牙等其他技術(shù)方案，但是這些方案沒辦法直接聯(lián)網(wǎng)，主要的網(wǎng)關(guān)是AP（無線接入點(diǎn)）的情況下，如果要聯(lián)網(wǎng)，就必須加入網(wǎng)關(guān)等其他設(shè)備，造成成本的上升。”
崔南岫認(rèn)為，Dialog DA16200芯片的推出可以解決Wi-Fi連接的根本弱點(diǎn)，滿足智能門鎖、攝像頭、溫控器及溫濕度傳感器等典型應(yīng)用對(duì)低功耗的要求。
Wi-Fi安防監(jiān)控?cái)z像頭，其大容量的數(shù)據(jù)傳輸需要寬頻的聯(lián)網(wǎng)工具，最好的就是Wi-Fi。據(jù)崔南岫介紹，經(jīng)過測試，在10 MB的HD高清視頻、一天5次使用的情況下，4000 mAh的電池可以持續(xù)使用一年以上。
智能門鎖之前通常是用BLE+AP上的網(wǎng)關(guān)，或者ZigBee+網(wǎng)關(guān)的方式。采用Wi-Fi 產(chǎn)品的情況下，智能門鎖聯(lián)網(wǎng)時(shí)直接用家里的AP就可以了。測試表明，在每天開關(guān)20次的情況下，4個(gè)5號(hào)AA干電池可以使用1年以上。
溫控器方面，DA16200功耗可以做到和藍(lán)牙接近，在使用30次/天的情況下，可以保證3年以上電池續(xù)航能力。
溫/濕度傳感器應(yīng)用方面，在使用1440次/天，也就是每分鐘采集一次的情況下，使用兩個(gè)7號(hào)AAA干電池，可實(shí)現(xiàn)4年以上的電池續(xù)航能力。
智能手表和手環(huán)方面，如今功能越來越復(fù)雜，要處理的數(shù)據(jù)也越來越大，系統(tǒng)的升級(jí)必不可少。采用藍(lán)牙的方式需要花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)升級(jí)，低功耗Wi-Fi芯片更為合適。目前Dialog已經(jīng)和一些客戶在進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。
低功耗的同時(shí)性能不打折
DA16200是Dialog專門針對(duì)使用電池供電的產(chǎn)品而開發(fā)的，能做的超低功耗是因?yàn)槠渥钚碌膶＠夹g(shù)VirtualZero。“VirtualZero意為保持聯(lián)網(wǎng)的情況之下，功耗幾乎為0的意思，當(dāng)然不是絕對(duì)的0，而是保持聯(lián)網(wǎng)的情況之下，功耗非常低。”崔南岫介紹，“保持聯(lián)網(wǎng)意味著可以隨時(shí)對(duì)它進(jìn)行控制，將收集的數(shù)據(jù)傳輸過來，也可以讓它做一些其他的工作。”
在睡眠模式3的情況下，DA16200還能保持網(wǎng)絡(luò)連接、加載網(wǎng)絡(luò)證書并保持網(wǎng)絡(luò)在線。
如果犧牲掉Wi-Fi的一些功能或者規(guī)范來實(shí)現(xiàn)超低功耗，那并不是真正意義上的超低功耗。崔南岫介紹：“DA16200是完全集成的Wi-Fi SoC芯片，里面包括CPU、SRAM，完全滿足Wi-Fi的整個(gè)規(guī)范，包括射頻的靈敏度、傳達(dá)的距離長度等，甚至和市面上一般的Wi-Fi 相比，我們的靈敏度和傳達(dá)距離更有優(yōu)勢。同時(shí)，還可以做到其他芯片做不到的超低功耗。”
高度集成的DA16200自主運(yùn)行整個(gè)Wi-Fi系統(tǒng)、安全和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，無需外部的網(wǎng)絡(luò)處理器、CPU或微控制器。它包含一個(gè)802.11b/g/n無線電（PHY）、基帶處理器、MAC、片上內(nèi)存、專用加密引擎和ARM? Cortex?-M4F主機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用處理器，這些全部集成在單片硅芯片上。
為了實(shí)現(xiàn)更寬的覆蓋范圍，并且不犧牲電池續(xù)航能力，DA16200還集成了一個(gè)功率放大器（PA）和低噪聲放大器（LNA），為用戶提供了行業(yè)領(lǐng)先的輸出功率和接收器靈敏度。
此外，DA16200符合WPA/2/3個(gè)人和企業(yè)級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，并具有TLS和HTTPs上層安全。崔南岫介紹：“Wi-Fi 本身的安全性相比其他的方案已經(jīng)很高了，而DA16200芯片又包含了加密模塊在里面。因此，它可以做到安全啟動(dòng)、安全調(diào)試、安全存儲(chǔ)。”
兩款模塊應(yīng)對(duì)不同需求
考慮到市場上的很多客戶為了生產(chǎn)的方便性需要模塊產(chǎn)品，Dialog也推出了兩款基于DA16200的模塊產(chǎn)品：DA16200模塊和DA16600模塊。除了DA16200芯片以外，還集成了內(nèi)存、RF器件、晶振、濾波器、天線等，可以直接使用。這兩款模塊均經(jīng)過全面認(rèn)證，可全球范圍使用，認(rèn)證包括FCC、IC、CE、Telec、Korea和SRRC。此外，該SoC芯片和兩款模塊都經(jīng)過Wi-Fi CERTIFIED? 認(rèn)證，可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
DA16600是一款Wi-Fi +BLE的組合模塊，是DA16200芯片和低功耗藍(lán)牙芯片DA14531組合在一起的“二合一模塊”。崔南岫表示，DA16200 的模塊是單純超低功耗的 Wi-Fi 模塊，成本較低，DA16600 成本較高，如果用戶的設(shè)計(jì)通過 Wi-Fi 單獨(dú)可以完成，那么采用 DA16200 即可；如果不存在成本問題，DA16600提供給用戶更多的選擇，可以讓用戶使用更加方便。
Wi-Fi 和 BLE 的組合實(shí)際上是存在一些技術(shù)上的門檻的，相當(dāng)于是兩個(gè)RF共存，Wi-Fi 的功耗特別大，帶來的噪聲對(duì)BLE 信號(hào)也會(huì)造成很大的影響。崔南岫表示，Dialog擁有非常專業(yè)的技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)了Wi-Fi 和 BLE 共存的方案，目前軟件和硬件的整套方案都已經(jīng)做出來了，可以讓客戶用得更方便，也更簡單。
目前，NB-IoT、ZigBee、藍(lán)牙、Wi-Fi，甚至是如今發(fā)展迅速的5G，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，這些連接技術(shù)自然而然會(huì)找到自己的位置，性價(jià)比、功能都是重要的考量因素。另外，基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于應(yīng)用來說也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，而Wi-Fi廣泛覆蓋，通過Wi-Fi來實(shí)現(xiàn)生活上的物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)既方便又省錢的方案。以往限制其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展的弊端就在于功耗太大，而如今Dialog新推出的DA16200芯片可以克服Wi-Fi的致命弱點(diǎn)，未來IoT上Wi-Fi自然前景可期，這也正是Dialog開發(fā)超低功耗Wi-Fi SoC的初衷。