物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中WiFi難題如何解決？

　　連入物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的設(shè)備數(shù)量正在迅速增加，而且絲毫沒有放緩的跡象。用于物聯(lián)網(wǎng)連接的通信標準眾多，其中藍牙和 Wi-Fi 是迄今為止最主要的兩個。到 2020 年，這兩項技術(shù)預計將連接 300 億個設(shè)備，而 Wi-Fi 將一馬當先。

　　但 Wi-Fi 并不只是一個簡單的標準，它有很多風格，而這就帶來了挑戰(zhàn)：現(xiàn)在如何設(shè)計一個可幫助 Wi-Fi 標準在未來幾年盛久不衰的 Wi-Fi 解決方案？

　　在這個帖子中，我會介紹一些使用 Wi-Fi 的不斷增長的市場，以及如何開發(fā)一個低功耗、高性能、能夠滿足未來需求的 Wi-Fi 解決方案，并將其投放到今天的物聯(lián)網(wǎng)市場。

　　智能家居、智能人體：Wi-Fi 在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用不斷擴大

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正變得越來越個性化，從智能城市、智能家居、再到智能機器人和智能人體?？纱┐髟O(shè)備正在變得越來越普遍，對輕便性、能耗尤其是低成本組件提出了更高的要求?？纱┐髟O(shè)備預計將以每年 50% 的復合速率增長，超越智能手機和平板電腦，成為發(fā)展速度最快的消費型技術(shù)。

　　另一個巨大的潛在增長領(lǐng)域是智能家居。估計每個家庭將有大約 15 個節(jié)點，目前超過 6 億個家庭的市場相當于超過 100 億個機會。Wi-Fi 的潛力巨大，多房間內(nèi)的音頻和視頻流、監(jiān)控攝像頭和智能家電顯然是 Wi-Fi 的完美搭配，作為其主要的通信渠道。

　　借助令人興奮的新設(shè)備，與這些除你的孩子外能控制一切的萬能遙控器一樣，電視和 OEM 的遙控器正在成為智能家居領(lǐng)域最大的 Wi-Fi 市場。

　　對于支持設(shè)計精良的 Wi-Fi 的 SoC 來說，這種增長是一次不錯的機會。為了推動設(shè)計成功，解決方案必須在所有方面都拿到高分：低功耗、高性能、用戶體驗、快速上市和低成本。

　　但是，光這些還不夠！由于許多 Wi-Fi 標準的復雜性和分散性，一個強大的解決方案還必須能夠預測未來，并支持任意標準成為先行者。

　　Wi-Fi 復雜性和分散性

　　Wi-Fi 是一個復雜的標準。此標準被 IEEE 802.11 指定為不同頻段上媒體訪問控制 （MAC） 和通信物理層 （PHY） 的一系列實現(xiàn)。較老的版本，如 802.11a、802.11b 和 802.11g 正在逐漸被淘汰，現(xiàn)在無處不在的 802.11n 正在改善，用于各種新的使用情況。

　　新設(shè)計將嘗試從 802.11ac、802.11ad （WiGig）、802.11ah （HaLow）、802.11ax 和其他標準的變化中預測未來的先行者。隨著格式分散的擴張，現(xiàn)在更難以確定要從哪一種風格開始。

　　一種軟件方法通過先滿足幾種風格，并推遲完全優(yōu)化的決定可以緩解這些難題。

　　按協(xié)議的 Wi-Fi 芯片組總出貨量（來源：ABI Research 公司）

　　另一個重要因素是互操作性。優(yōu)秀的設(shè)計需要能夠與第三方解決方案交互來提供最佳用戶體驗，否則會導致實現(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)問題并使得第三方產(chǎn)品受限。為解決這個問題，需要使用一種靈活的方法來處理不夠理想的地方并給軟件打補丁。

　　所以，靈活性顯然很重要。但使用硬件解決方案仍然有它的優(yōu)勢。通過將硬件調(diào)整到特定的標準，調(diào)制解調(diào)器可以實現(xiàn)最高效的能耗利用和最佳面積。但這枚硬幣的另一面是，沒有任何靈活性，縮放也有限。

　　在軟件定義的調(diào)制解調(diào)器 （SDM） 中，面積和功耗略有增加，但靈活性的水平非常高，能夠支持多個標準。在早期設(shè)計階段，與它提供的靈活性相比，標準的不確定性帶來的負面影響可以忽略不計。

　　靈活性可滿足未來需求的SDM解決方案

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，能耗是關(guān)鍵。尤其是對于可穿戴設(shè)備和隨時連線設(shè)備。

　　為了解決這個問題，CEVA的 RivieraWaves Wi-Fi 平臺支持所有的協(xié)議級低功耗特點，如 Wi-Fi 多媒體省電（WMM-PS）。此外，我們的 DSP 還采用各種方法來最大限度地降低能耗。為實現(xiàn)高效的功率門控，使用了多個電源域，以便在低功耗模式下，可以關(guān)閉大多數(shù)的設(shè)計。

　　為了保持峰值性能和用戶體驗，通過保留少量內(nèi)存，將喚醒時間縮至最短。CEVA的友好設(shè)計在綜合階段能夠?qū)崿F(xiàn)自動時鐘門控。這些特點使我們的解決方案成為了行業(yè)內(nèi)面積最小、能效最高的 Wi-Fi IP 平臺。

　　我們的解決方案還通過提供一個完全集成的子系統(tǒng)，降低了集成的復雜性。這樣支持簡單、快速地集成到片上系統(tǒng)，同時有助于自由地進化和分化。

　　我們的平臺是完整的解決方案，包括例如，在一個基于 CEVA-TeakLite-4 的平臺上，我們可以使用相同的架構(gòu)來支持 802.11n、802.11ac、802.11ah （HaLow）、802.11ax（路線圖）。通過使用相同的 MAC，僅更換 PHY 以在不同型號之間切換。

　　我們的 Wi-Fi SDM 也集成在我們的 CEVA-Dragonfly 多模通信解決方案中。除了 Wi-Fi，Dragonfly 平臺還支持不同的無線標準，如 802.15.4g、Sigfox、LoRa、LTE Cat M、NB-IoT、GPS 和其他標準。