羅姆無線LAN模塊技術(shù)的演進 - 全文

　　前言

　　羅姆集團擁有各種無線通信技術(shù)，包括以無線LAN為首的Bluetooth、ZigBee，以及針對2012年7月份日本開放的920MHz頻段的特定小功率無線等技術(shù)。

　　羅姆通過與集團旗下公司LAPIS Semiconductor的技術(shù)融合，具備從無線通信用IC到模塊的產(chǎn)品優(yōu)勢，配合客戶需求，為客戶提供充分發(fā)揮各種通信規(guī)格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無線通信用IC，利用LAPIS Semiconductor引以為豪的低功耗RF-CMOS技術(shù)和高性能MODEM技術(shù)，實現(xiàn)了業(yè)界最高水平的低功耗和無線性能，這也是該類產(chǎn)品的一大特征。

　　背景介紹

　　如今，伴隨全球各個領(lǐng)域?qū)o線通信需求的日益增長，對技術(shù)高規(guī)格、高性能的要求也隨之水漲船高。特別是在向工控、車載等領(lǐng)域擴展時，由于環(huán)境的嚴苛，要實現(xiàn)普及還需要解決諸多課題。對此，羅姆憑借自身從IC開始的“一條龍”生產(chǎn)體制的優(yōu)勢，迎合市場的各種需求，并結(jié)合了創(chuàng)新技術(shù)，呈現(xiàn)出更完備、更高標準的無線LAN模塊，在模塊技術(shù)上取得全新的突破。

　　羅姆新推無線LAN模塊“BP3580/BP3591”

　　此次，羅姆全新推出了支持IEEE802.11b/g/n標準的無線LAN模塊“BP3580/BP3591”（如右圖所示）。羅姆的無線LAN模塊“BP3580/BP3591”包括RF部分在內(nèi)已完全調(diào)整好，不僅具備基本的無線LAN通信功能，而且還配置了通常內(nèi)置于主機側(cè)的認證和加密用的Supplicant（客戶端認證軟件）和WPS（Wi-Fi Protected Setup、無線LAN設(shè)備之間進行加密設(shè)置的規(guī)格）。

　　不僅如此，還在模塊側(cè)內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，使所有網(wǎng)絡(luò)處理都可以由模塊完成，因此，即使因主機資源不足很難配置無線LAN的白色家電和健康器械等也可輕松搭載無線LAN.在表面貼裝型“BP3580”之外，產(chǎn)品陣容中又新增了通過連接器進行連接的天線內(nèi)置型“BP3591（與主機的接口UART為對象）”。

　　圖：無線LAN模塊“BP3580/BP3591”

　　通過內(nèi)置天線，完全無需原本需要高度技術(shù)訣竅的高頻設(shè)計，而且該產(chǎn)品已經(jīng)通過了日本國內(nèi)電波法認證，只要組裝到配套設(shè)備中立即可作為無線設(shè)備使用。

　　“BP3580/BP3591”融合創(chuàng)新技術(shù)，獨具優(yōu)勢

　　“BP3580/BP3591”的最大的特征是內(nèi)置羅姆自產(chǎn)的基帶IC（BU1805GU）。通過使用自產(chǎn)基帶IC，可實現(xiàn)更加完善的開發(fā)支持與長期穩(wěn)定供應。

　?。蹐D1］ “BP3580/BP3591”的特征

　　如圖1所示，“BP3580/BP3591”產(chǎn)品的基帶IC和模塊以及軟件、硬件均由羅姆開發(fā)，因此，內(nèi)部絕對沒有黑盒（BLACK BOX），這使開發(fā)支持更加完備。同樣，從IC開始的“一條龍”生產(chǎn)體制不會因外部因素而導致停產(chǎn)等，因此長期穩(wěn)定供應也是該產(chǎn)品的強項。另外，實施了充分的連接試驗，實現(xiàn)了非常高質(zhì)量的連接穩(wěn)定性。關(guān)于電波法的認證，“BP3591（天線內(nèi)置型）”模塊整體已經(jīng)獲得了日本和美國（FCC）的電波法認證。“BP3580（表面貼裝型）”也已經(jīng)做好了可輕松獲得日本國內(nèi)電波法認證的準備。3.3V單個電源即可工作，工作溫度也覆蓋了‐40℃~+85℃的范圍。

　　表1為“BP3580/BP3591”的規(guī)格概要。SDIO通用型和USB通用型設(shè)想用于TCP/IP協(xié)議棧搭載于主機微控制器側(cè)的系統(tǒng)中。TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型設(shè)想用于RS-232C接口設(shè)備連接無線LAN的系統(tǒng)或主機微控制器側(cè)沒有搭載TCP/IP協(xié)議棧的系統(tǒng)中。羅姆為客戶預備了SDIO通用型和USB通用型以及TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型的固件， “BP3580/BP3591”的硬件是共通的，通過改變下載的固件來選擇型號。

　?。郾?］ “BP3580/BP3591”規(guī)格概要

　　圖2為“BP3580/BP3591”的框圖?！癇P3580”為表面貼裝型，“BP3591”為天線內(nèi)置型。另外，如前所述，在使用這些模塊時，每次啟動需要從HOST CPU或閃存下載固件進行使用。HOST CPU中沒有儲存固件的存儲區(qū)時，模塊具備閃存啟動功能，只要通過外置的方式準備好閃存，接通電源的同時即可進行自動讀取固件并運行的工作。

　　［圖2］ “BP3580/BP3591”框圖

　　羅姆的固件產(chǎn)品陣容如表2所示，客戶可根據(jù)用途自由選擇固件。羅姆定位為“標準”的固件（接口為USB、SDIO）的STA（station）型①與AP（Access Point）型③、TCP/IP內(nèi)置固件（接口為UART）的STA（station）型②與AP（Access Point）型④已經(jīng)公布，而且，支持Wi-Fi Direct的標準固件⑤以及TCP/IP內(nèi)置固件⑥的開發(fā)也在進行。

　　［表2］ “BP3580/BP3591”用固件產(chǎn)品陣容

　　接下來使用圖3的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖對固件進行說明。左側(cè)為采用標準固件①、③時的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖，右側(cè)為采用TCP/IP內(nèi)置固件②、④時的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖。上半部分為HOST side Software（需要客戶準備的軟件），下半部分為存儲于無線模塊側(cè)的軟件。

　　左側(cè)標準固件的特征之一是，虛線圈圍部分的處理WPS，WPA/WPA2等無線LAN認證與安全的軟件（Supplicant）存儲于無線模塊側(cè)。

　　因此，這些無需客戶準備。另外，HOST側(cè)需要Wireless LAN Device Driver模塊，這對于客戶來說是開發(fā)負擔非常大的一部分，但羅姆預備了開發(fā)的Device Driver，可以向客戶無償提供OS Linux版驅(qū)動參考源代碼。

　　關(guān)于右側(cè)的TCP/IP內(nèi)置固件，是在標準固件的Supplicant基礎(chǔ)上將TCP/IP協(xié)議棧存儲于無線模塊側(cè)的固件。而且，備有羅姆獨家的WID指令，可從主機側(cè)使用WID指令來命令、控制模塊。也就是說，TCP/IP協(xié)議棧存儲于模塊側(cè)并通過命令進行控制，使“無需驅(qū)動”即可安裝無線LAN成為可能。

　　由于“無需驅(qū)動”，與以往的無線LAN相比，可大大縮短客戶的開發(fā)期間。另外同時對HOST CPU的規(guī)格要求也較低，僅需8bit的CPU即可控制。

　　另外，STA固件安裝了“DHCP Client”、“WPS Enrollee”功能，AP固件安裝了“DHCP Server”、“WPS Registrar”功能。

　?。蹐D3］ “BP3580/BP3591”軟件協(xié)議棧構(gòu)成

　　TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型有兩種模式。第一種是用RS-232C連接的終端之間插入“BP3580/BP3591”即可輕松實現(xiàn)無線連接的“終端模式”;第二種是通過在主機側(cè)進行簡單的Socket編程來實現(xiàn)更復雜的工作的“通訊模式”。

　　表3是TCP/IP協(xié)議棧部分的規(guī)格概要。例如，只要使用TCP端口將SMTP和POP3的協(xié)議安裝在主機微控制器側(cè)，即可實現(xiàn)收發(fā)信息功能。

　　今后：羅姆將積極推進無線LAN模塊的發(fā)展

　　面向無線LAN模塊的發(fā)展，羅姆以“使用簡便（即使沒有經(jīng)驗）”，“提供全力支持”為開發(fā)理念，不僅在當下，今后也會一如既往，不斷完善全球的支持體制，充分利用自產(chǎn)IC的優(yōu)勢，隨時推進新商品的開發(fā)，為用戶呈現(xiàn)更全方位的技術(shù)體驗。


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