最近TI（德州仪器）的无线连接系列产品中，出现了两颗分类为“MCU or MPU attach”的新品CC3300和CC3301，支持最新的Wi-Fi 6。TI在前不久的上海国际嵌入式展上展出了这个系列的芯片。借着这个系列的芯片发布，我们也顺便观揽这次TI在嵌入式展上展示的产品和技术。
最近TI（德州仪器）的无线连接系列产品中，出现了两颗分类为“MCU or MPU attach”的新品CC3300和CC3301，支持最新的Wi-Fi 6。TI还特别在前不久的上海国际嵌入式展上展出了这个系列的芯片。
媒体会上，德州仪器（TI）中国区技术支持总监师英将这两颗芯片称作companion IC（配套IC），主要是通过SDIO/SPI或UART接上这个系列的芯片，“用单根天线就可以让已有的传输系统通过Wi-Fi或BLE接入到物联网中去”。
借着这个系列的芯片发布，我们也顺便观揽这次TI在嵌入式展上展示的产品和技术。
为什么需要Wi-Fi 6？
这次新发布的两颗SimpleLink系列Wi-Fi 6连接芯片，并不像此前的大部分CC系列无线连接芯片那样，是一颗相对完整的MCU。师英说：“我们发现目前的电子系统中，基本上都有已经非常强大的处理器或者MCU。”“我们要帮助客户考虑如何将现有系统快速接入到无线网络中去。所以CC3300和CC3301就做成了companion IC。”
如文首所述，通过SDIO/SPI或UART，就能让现有系统通过通过Wi-Fi或BLE接入到物联网中去。“可以轻松连接TI和其他公司的MCU和处理器。”比如说和CC2652R7或者AM243x连接，对不同的无线协议做出支持，实现更高的灵活性。
其框图如上图所示，内核涵盖了MAC/modem，RF射频等组成部分。
“这是个集成度非常高的产品，外围电路非常简单。在5x5 QFD的封装里，整个电路单元或模组单元可以做得非常小。”师英说，“我们是在全球范围内超过230个热点环境下进行压力测试；产品可以满足工业需求，也就是-40℃-105℃温度范围内运行。”另外当然还涵盖了不少Wi-Fi 6的特性，诸如WPA3加密与固件身份认证等安全特性。
具体到两颗芯片，CC3300为Wi-Fi 6单模支持，CC3301同时支持Wi-Fi 6和BLE 5.3。上面这张图列出了CC3301的关键参数。包括安全特性，2.4GHz频段支持，最大吞吐等。
这其中Wi-Fi 6是尤为值得一提的。TI援引了Wi-Fi联盟首席执行官Kevin Robinson的话：“随着Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的加速采用，预计2023年Wi-Fi 6设备的全球出货量将达25亿台。”TI也在前不久的技术文章里谈到，“从简单的家用血压监测仪到公司的设备网络和整个公用事业电网，Wi-Fi在当今许多领域中的应用越来越广泛”；从智能家居设备，到电动汽车充电站，乃至智能楼宇等，Wi-Fi 6都能“节约时间和能源”。
Wi-Fi 6即IEEE 802.11ax标准，虽然在大部分人的认知中主要是相比前代显著更高的吞吐，但Wi-Fi 6也包含速率最低几十Mbps的特性，实际针对成本敏感型IoT有一些特别的优化，包括节能协议、范围增强、频谱扩展等。
TI在资料中特别提到CC33xx系列对于Wi-Fi 6支持的上述特性。其中OFDMA作为频域空间多路并发，本身是Wi-Fi 6和Wi-Fi 5一个很大的区别：用户通过不同时间分段区分，每一个时间片段，一个用户都可以完整占据所有的子载波。相比于Wi-Fi 5的OFDM，能够实现更细的信道资源分配、提供更好的QoS，并且达成更高的并发。
而Target Wake Time目标唤醒时间，是个能够降低功耗和缓解访问争用问题的特性。这是个对IoT设备，尤其低业务量的设备很有价值的节能机制。在建立TWT协议后，不需要接收信标帧，而是在某个周期被唤醒。802.11ax应该还对TWT进行了一些改进。
MU-MIMO不必多说，这是很多人都相对熟悉的特性了。和Wi-Fi 5相比，Wi-Fi 6在这项特性上同时实现了上下行双向的MU-MIMO（多用户多输入多输出），可与前述OFDMA配合。而BSS Coloring（基本服务集着色）是一种同频传输识别机制，对来自不同BSS的数据进行着色，接收端可以在早期就识别同频传输干扰信号并停止接收，对于密集网络而言也就提高了工作效率。
还有一些来自Wi-Fi 6的特性，这里不再一一列举。某些特性可能在不同的产品实施上会存在差异。但从总体来看，Wi-Fi 6都提升了效率、降低了上代技术可能存在的干扰与冲突，进一步加强了安全性。
师英也说：“这些技术会极大提升Wi-Fi带宽使用率，也是工业物联网需要的非常有用的技术。”与此同时，在Wi-Fi 6标准之外，他也强调TI在无线互联产品领域的设计经验，包括“对于数据编码格式以及射频电路本身做了很多设计优化”，还有“-40℃到105℃范围内提供可靠稳健的无线连接”，“与各地不同厂家的设备之间的互通互联测试”，以及“大约230接入点”的严苛压力环境下测试等，都是TI为产品带来的价值。
CC33xx系列产品预计今年Q4量产，CC3300和CC3301是首批产品。师英透露说，今年晚些时间TI还准备推出更多“性能更优异、功能更复杂的产品”，“下一步可以引脚兼容地将设计从2.4G升级到5G，或许未来还有三频设计”。
接入到Wi-Fi的物联网应用
实际上，师英特别提到了无线连接技术领域面临的设计挑战，包括设计节点增多，连接稳定性、可靠性和相互干扰问题；物联网场景，尤其工业物联网本身可能面临恶劣环境；技术和标准还在迭代，“处理未来的标准合规性，以及跨平台之间的灵活性也是一大挑战”...
这是TI期望通过产品去解决或缓解的问题。与此同时高密度环境中的Wi-Fi设计，本身还面临射频性能、可靠性，还有成本、安全、认证，与其他技术共存，和如何降低复杂性、缩短产品上市时间等问题。
TI的SimpleLink Wi-Fi系列，尤其这次发布的CC33xx产品，在TI看来就着力于解决这些问题。实际上前文提到Wi-Fi 6标准本身的一些进步就已经在着力解决部分问题了；TI则是在此基础上进行了更进一步的方案实施。
展会现场，TI也基于CC33xx展示了对应的demo，比如说电动汽车充电站demo。这个demo主体上是基于AM62x + CC3301构成的系统，这里AM62x是处理器主芯片，核心为Cortex-A53。
加上CC3301之后，外加CC1352——达成对于更多主流无线通信协议的支持，让充电桩接入到电网系统，用户可以实时监测用电情况，电网则可监测、调整负载供应。现场工程师速度我们，这套系统“可完全符合全球任何地区的 EV Charging项目标准”。
“不光是充电桩，在很多更复杂的应用场景里，可以实现光、储、充、放一体的解决方案。”师英说，“用户可以实时了解能耗，电网则实时更新大数据使用，动态根据负载、需要来调整供应能力。”
还有像是联网医疗的应用，不需要使用到AM62x这样的处理器，而基于“普通的MCU就可以简单地通过CC3301，将设备接入到物联网中去”。这些都是CC33xx的典型应用。
师英表示，上述应用的技术路线里，“越来越多的应用需要接入到Wi-Fi网络”，这些应用“需要很方便地接入到已经存在的公共网络里面，需要用到Wi-Fi”，而“CC3300和CC3301就是非常可靠、易于设计、经济实用的解决方案”。
TI展位其他展示：
△ 使用单个MCU（AM2634）的牵引逆变器，“4个400MHz主频的R5F内核，这个方案里面，我们用两个R5F内核去做AUTOSAR相关功能，集成了MCAL，这两个内核是锁步的；另外1个R5F内核做安全诊断相关操作，最后1个R5F内核控制牵引逆变器运动。”
展会现场的工程师还跟我们解释了整个系统，包括控制系统采样电流信号，位置信号通过旋转变压器采样，MCU进行信号解码、FOC运算等；整个系统是SiC设计（UCC5870-Q1驱动）…
△TI的MPU处理器，包含AM62A、AM68A、AM69A的展示，这三者的算力依次递增；右下图是AM62A的CMS电子后视镜demo。
AM62A可用于对象、人脸识别等应用，“工业应用里，可以做到车道级别的识别，可在仓储AGV、AMR；
更高算力的AM68A，“基本市面上能见到的自动驾驶汽车，10辆有9辆都有它，是L2-L2.5级别的自动驾驶，可用于前视、环视，“可以带5个摄像头、5个雷达”；
AM69A算力达到了32TOPS，目标L3-L3.5级别自动驾驶，“可以带16个摄像头，可以精确到车道的厘米级，高速上可以做到完全的自动驾驶”；
△ 应用于工业的双屏解决方案（DPI+LVDS），基于AM62系列，“我们和飞凌一起做的”；“两个显示子系统可以同时使用，做不同的显示方案”；“里面也带GPU，可以跑Linux、Android”；
△ 创龙、智华飞创基于AM62x的SoM板；
△ CC2340 BLE无线产品演示，这个demo展示的是智能家居应用的蓝牙遥控器，“比如我手里拿个蓝牙遥控器，去语音控制电视”；
△ 工业应用常见的机械臂展示，自然是TI的主场之一
△ Cortex-M0+ 系列通用型MCU产品展示，这两款对应MSPM0G，MSPM0L；前者有更高的计算性能，后者主打低功耗——以下demo都是围绕这两个产品的演示
△ 基于TI的M0+ 通用MCU第三方的设计方案，包括压缩机驱动板（“通过高度集成化的模拟外设，将PCB板面积缩小约1/3）、医疗参考设计方案——包括血压脉搏计、指夹式血氧仪…
△ 耳机充电盒应用，能体现小封装、低功耗特性；PIR运动传感器参考方案，“提供和开发板相兼容的接口，可以直接插上使用，给予开发者快速上手的途径”；
△ 针对汽车后视镜应用的感应控制，通过了AEC-Q100 Grade 1认证；电源监测和计量参考设计方案——TI的高精度ADC和MCU组成的设计方案，“TI也为开发者提供软件算法库，完成电能质量分析仪、谐波分析等额外功能”…
△ FOC电机控制的参考设计，“使用数字加速器和两个4MSPS ADC降低环路延迟”；可配置电池解决方案，针对电池的电量检测参考设计；
△ 烟感参考设计方案，“无迷宫的设计，大大简化了系统所需的体积；TI也提供算法库来优化，兼容有迷宫、无迷宫的方案，给客户更灵活的选择去评估性能”
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