作者： Bill Schweber
射頻電路設(shè)計(jì)人員仍然被認(rèn)為是能將魔法和藝術(shù)融合的高手。盡管有先進(jìn)的建模和仿真工具，但實(shí)際上在實(shí)現(xiàn)射頻硬件時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)許多意外。正是因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)這些意外，所以射頻設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備豐富的經(jīng)驗(yàn)以及調(diào)查、測(cè)試和調(diào)試能力，以符合當(dāng)今的性能和 DC 電源的使用指標(biāo)要求。
使用手工方法達(dá)到這些指標(biāo)頗具挑戰(zhàn)性，但在頻率高達(dá)數(shù)百兆赫 (MHz) 時(shí)還是可以實(shí)現(xiàn)的。高于此頻率時(shí)，由于預(yù)算緊張、上市時(shí)間短、監(jiān)管要求嚴(yán)以及最終用戶(hù)對(duì)性能要求的不斷提高，手工方法已經(jīng)達(dá)其極限。
當(dāng)今的無(wú)線鏈路設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：
· 具有支持多個(gè)無(wú)線頻段的卓越性能
· 同時(shí)能進(jìn)行 Wi-Fi 和藍(lán)牙連接
· 最少的設(shè)計(jì)導(dǎo)入、調(diào)試和集成工作量
· 使用最少的電路板面積和 DC 電源
· 符合相關(guān)的 IEEE 無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
· 滿(mǎn)足眾多嚴(yán)格的帶外輻射、電磁干擾 (EMI) 和射頻干擾 (RFI) 等參數(shù)的監(jiān)管要求
· 可批量、低成本制造（無(wú)需手工調(diào)整）
使用分立元件的 DIY 方法無(wú)法滿(mǎn)足這些要求。除了相關(guān)的手工調(diào)整和制作，分立元件還增加了空間、成本、庫(kù)存和采購(gòu)方面的挑戰(zhàn)。
另一種方法是使用芯片組，其中的 IC 可來(lái)自一個(gè)或過(guò)個(gè)供應(yīng)商。然而，要使這些獨(dú)立的 IC 及其相關(guān)的分立器件協(xié)同工作，可能會(huì)令人望而生畏，而要通過(guò)監(jiān)管部門(mén)的審批測(cè)試，又造成了上市時(shí)間問(wèn)題。
功能強(qiáng)大的 IC 具有各種功能、特性和便利性
幸運(yùn)的是，連接難題已經(jīng)得到簡(jiǎn)化。Infineon Technologies AG 的 AIROC CYW5557x 系列組合 (combo) Wi-Fi 和藍(lán)牙片上系統(tǒng) (SoC) 就是一個(gè)很好的例子（圖 1）。這種產(chǎn)品可提供無(wú)縫、高性能物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 連接，同時(shí)最大限度地降低運(yùn)行功耗。
圖 1：CYW5557x 系列結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的 Wi-Fi 和藍(lán)牙連接功能。（圖片來(lái)源： Infineon Technologies）
該系列產(chǎn)品支持 Wi-Fi 6/6E 功能，具有三頻段（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz）能力，提供 1×1 單輸入、單輸出 (SISO) 和 2×2 多輸入、多輸出 (MIMO) 天線陣列配置。該系列還集成了電源管理單元 (PMU)。
Wi-Fi 無(wú)線電通過(guò) PCIe v3.0 Gen2 或 SDIO 3.0 接口與主機(jī)處理器連接，而藍(lán)牙主機(jī)接口則使用高速 4 線制 UART 接口。此外，CYW5557x 還支持用于藍(lán)牙音頻應(yīng)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：正交頻分多路存取 (OFDMA)、多用戶(hù) MIMO (MU-MIMO)、目標(biāo)等待時(shí)間 (TWT) 和雙載波調(diào)制 (DCM)
· 20/40/80 MHz 信道、1024 正交振幅調(diào)制 (QAM) 和高達(dá)每秒 1.2 千兆比特 (Gbps) 的物理層 (PHY) 數(shù)據(jù)傳輸速率
· 更大的范圍、省電和網(wǎng)絡(luò)效率
· 多層安全性，可在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)保護(hù)各個(gè)子系統(tǒng)
· Wi-Fi 與藍(lán)牙或外部 LTE 或 15.4 無(wú)線電設(shè)備智能共存
· 藍(lán)牙 5.3，雙模操作
· 帶有 Auracast 廣播功能的 LE 音頻
· 基準(zhǔn)為 1 毫瓦 (dBm)、13 dBm 或 0 dBm 的 20 分貝藍(lán)牙傳輸選項(xiàng)
類(lèi)似的 CYW55573 系列產(chǎn)品可提供 Wi-Fi 6/6E 三頻 Wi-Fi 連接（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz），使其與 CYW55572 有所不同。
CYW5557x 系列的優(yōu)勢(shì)不僅限于上述基本支持功能，還包括：
· 極低延遲和虛擬同步雙頻操作功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫音頻和視頻流
· 增大范圍，確保設(shè)備與遠(yuǎn)程接入點(diǎn)保持連接
· 更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健性，以確保在擁堵或重疊的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中以最佳方式傳輸視頻/音頻流
· 先進(jìn)的省電功能，可最大限度地延長(zhǎng)電池壽命
· 網(wǎng)絡(luò)卸載功能，可節(jié)省系統(tǒng)功耗
· 多層安全性，可在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)保護(hù)各個(gè)子系統(tǒng)
此外，這些器件的工作溫度為 -40°C 至 +85°C，并采用 FCBGA、WLCSP 和 WLBGA 封裝。
無(wú)需重新開(kāi)啟復(fù)雜的設(shè)計(jì)
CYW5557x 芯片組功能全面，但每個(gè)設(shè)計(jì)都需要相關(guān)的元件，包括 DC-DC 穩(wěn)壓器、旁路無(wú)源器件和合適的電路板布局。
無(wú)需從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)新的電路板，您可以利用經(jīng)過(guò)監(jiān)管認(rèn)證、可直接投入生產(chǎn)的模塊，從而加快產(chǎn)品上市時(shí)間。只需安裝連接軟件，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，然后就可以開(kāi)始生產(chǎn)。
例如，Embedded Artists AB 的 EAR00413 2EA M.2 評(píng)估模塊（與 Murata Electronics 共同開(kāi)發(fā)，使用其 2EA 模塊）可讓您快速、輕松地啟動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)（圖 2）。這款 PCIe 兼容接口板采用 M.2 外形尺寸（22 × 44 mm），使用 AIROC CYW55573 芯片組，支持 Wi-Fi 6E、802.11 a/b/g/n/ac/ax 2x2 MIMO 和藍(lán)牙 5.2 連接。
圖 2：AIROC CYW55573 的 EAR00413 評(píng)估板采用 M.2 外形。（圖片來(lái)源：Embedded Artists AB）
該評(píng)估板是具有標(biāo)準(zhǔn)化外形的“即插即用”認(rèn)證型解決方案，可訪問(wèn)維護(hù)良好的軟件驅(qū)動(dòng)程序 (Linux SDK)，可獲得 Embedded Artists 的額外支持，包括高級(jí)調(diào)試支持。
對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，另一個(gè)好處是無(wú)需具備射頻專(zhuān)業(yè)知識(shí)。規(guī)格書(shū)中認(rèn)可第三方提供的特定單頻帶和多頻帶 SISO 和 MIMO 天線。
結(jié)語(yǔ)
為最新版 Wi-Fi 和藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)并支持高性能、低功耗數(shù)據(jù)鏈路是一種設(shè)計(jì)、調(diào)試挑戰(zhàn)。Infineon Technologies 的高集成度 CYW5557x Wi-Fi/Bluetooth 組合 SoC 與第三方模塊和軟件支持，可簡(jiǎn)化流程，縮短物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的上市時(shí)間。 |
