物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正對(duì)電子系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。它能夠以可靠且安全的方式實(shí)時(shí)收集大量數(shù)據(jù)，并為我們提供便利。在工業(yè)自動(dòng)化方面，它可以通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時(shí)防范安全事故風(fēng)險(xiǎn)；在醫(yī)療保健方面，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的各項(xiàng)健康指標(biāo)，提供相應(yīng)的預(yù)警，提高診斷的準(zhǔn)確性……然而，目前許多運(yùn)行了很多年的電子系統(tǒng)難以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步。

德州儀器(TI) SimpleLink 系列 Wi-Fi 6 配套 IC 能夠使舊電子系統(tǒng)利用這一潛力。

德州儀器中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生表示：“我們發(fā)現(xiàn)在目前的電子系統(tǒng)中基本上都已經(jīng)有一個(gè)非常強(qiáng)大的處理器或者 MCU。如果是這樣，德州儀器需要做的是幫助客戶考慮他的現(xiàn)有系統(tǒng)如何不經(jīng)過(guò)改變就能快速地接入到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中去?；谶@種考慮，我們推出全新系列 Wi-Fi 6 配套 IC——CC3300 和 CC3301，它可以用非常簡(jiǎn)單的軟件和硬件接口讓一個(gè)已經(jīng)存在的電子系統(tǒng)快速接入到物聯(lián)網(wǎng)中。”

為何選擇推出支持 Wi-Fi 6 的產(chǎn)品？

Wi-Fi 以其成本可控，兼容性好，生態(tài)系統(tǒng)廣泛為人們所熟知。而Wi-Fi 6在此基礎(chǔ)上針對(duì)成本敏感型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用又進(jìn)行了優(yōu)化。從前 Wi-Fi 支持智能手機(jī)和筆記本電腦千兆位/秒的高吞吐量選項(xiàng)，現(xiàn)在 Wi-Fi 6 又包含速率最低為數(shù)十兆位/秒的特性，從而實(shí)現(xiàn)了全新的節(jié)能協(xié)議、范圍增強(qiáng)和頻譜擴(kuò)展。這些可以實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)和模塊級(jí)產(chǎn)品的創(chuàng)建，工程師可以使用此類產(chǎn)品輕松且經(jīng)濟(jì)地將 Wi-Fi 連接添加到嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

在2023年上海國(guó)際嵌入式展 (embedded world China) 上，德州儀器攜廣泛的嵌入式技術(shù)和產(chǎn)品亮相。其中，德州儀器全新 CC33xx 器件表現(xiàn)尤為亮眼。此系列是基于德州儀器不斷增長(zhǎng)的無(wú)線連接產(chǎn)品系列而打造，是 Wi-Fi 6 的產(chǎn)品。它完全符合 Wi-Fi 6 的標(biāo)準(zhǔn)，包括信息安全，WPA3 加密技術(shù)和具有固件身份驗(yàn)證的安全啟動(dòng)功能，以及在無(wú)線電技術(shù)上更多的標(biāo)準(zhǔn)，比如正交頻分多址 (OFDMA) 技術(shù)和基本服務(wù)集 (BSS) 著色，這種 Wi-Fi 6 獨(dú)有的技術(shù)。相比Wi-Fi 5，這些技術(shù)本身會(huì)提升很多 Wi-Fi 帶寬使用率，這都是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所需要的一些非常有用的特性。

2.4 GHz CC33xx 器件可提供更高的 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)效率和跨 230 多個(gè)接入點(diǎn)的穩(wěn)定連接，可在擴(kuò)展的工業(yè)溫度上工作，即在 -40℃ 至 105℃ 溫度范圍內(nèi)高效運(yùn)行。它的設(shè)計(jì)非常靈活，可輕松連接到德州儀器及許多其他公司的支持 Linux 或?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng) (RTOS) 的 MCU 和處理器。設(shè)計(jì)工程師還可以將德州儀器 CC3300 與主機(jī) MCU 配合使用，通過(guò) Wi-Fi 6、藍(lán)牙低功耗 5.3、Thread、Zigbee 3.0 和 Matter 協(xié)議實(shí)現(xiàn)更高的物聯(lián)網(wǎng)靈活性。該系列器件包含具有 2.4GHz 無(wú)線電、雙頻帶 2.4GHz 和 5GHz 以及三頻帶 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 的產(chǎn)品。此外，部分產(chǎn)品支持 BLE，可借此進(jìn)行 Wi-Fi 配置或用作嵌入式網(wǎng)關(guān)。

師英先生解釋說(shuō)：“CC33xx 器件的集成度非常高，外圍電路簡(jiǎn)單，在5×5的QFD的封裝內(nèi)，整個(gè)電路單元或者模組單元可以做得非常小，非常精細(xì)。我們也對(duì)于芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)編碼格式、編碼能力、射頻性能做了很多優(yōu)化。我們可以在一個(gè)成熟的電子系統(tǒng)里通過(guò)SDIO/SPI或UART接上這個(gè)產(chǎn)品，用單根線就可以讓已經(jīng)有的傳輸系統(tǒng)通過(guò) Wi-Fi 或 BLE 接入到物聯(lián)網(wǎng)中間去，而無(wú)需額外的設(shè)備?！?

CC33xx 器件目前只推出兩個(gè)芯片，CC3300 僅支持 Wi-Fi 6，CC3301 支持 Wi-Fi 6 和低功耗藍(lán)牙 5.3。當(dāng)連接到微控制器 (MCU) 或處理器時(shí)，CC33xx 器件可為樓宇自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療、電器和其他工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域以及一些消費(fèi)電子應(yīng)用提供具有可靠射頻性能的安全物聯(lián)網(wǎng)連接。CC33xx 器件預(yù)計(jì)將在 2023 年第四季度量產(chǎn)，第一批出貨的是兩個(gè)芯片 CC3300 單模和 CC3301 Wi-Fi 6 + BLE 雙模。

值得一提的是，CC3301 有助于在支持 20MHz 寬射頻通道以及集成式低功耗藍(lán)牙的配置中實(shí)現(xiàn) Wi-Fi 6，可通過(guò)單根天線輕松添加到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并且支持大概 86Mbps 的物理層吞吐量。它不僅可以輕松擴(kuò)展，用于傳感器和其他可能只需要幾千位/秒吞吐量的儀器，還能靈活地進(jìn)行快速刷新。

TI CC3301 SimpleLink 配套 IC 支持的 Wi-Fi 6 特性（來(lái)源：Wi-Fi 聯(lián)盟）

設(shè)計(jì)實(shí)例

在德州儀器的展臺(tái)，我們可以看到一個(gè)基于 AM62x，加上 CC3301 雙模 Wi-Fi + BLE 解決方案。它是一個(gè)電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)，通過(guò) CC3301 可以讓一個(gè)充電樁接入到電網(wǎng)系統(tǒng)，在用戶端可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電的情況。在電網(wǎng)端可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)負(fù)載，動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載的供應(yīng)。

“對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，在充電樁以及很多更復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景里，德州儀器都可以實(shí)現(xiàn)光、儲(chǔ)、充、放一體的解決方案。對(duì)于用戶，可以實(shí)時(shí)了解能耗，對(duì)于電網(wǎng)，可以實(shí)時(shí)更新大數(shù)據(jù)的使用，動(dòng)態(tài)的根據(jù)負(fù)載和需要去調(diào)整供應(yīng)能力”，師英先生表示：“在電網(wǎng)里的設(shè)計(jì)實(shí)例中，我們使用了運(yùn)行 Linux 系統(tǒng)的處理器的AM62x 來(lái)連接 CC3301，那么在比較小巧、不太復(fù)雜功能的個(gè)人醫(yī)療電子設(shè)備里，我們用到的處理器可能并不會(huì)運(yùn)行 Linux，因?yàn)樵谶@種場(chǎng)景下，一個(gè)普通的 MCU 也可以很簡(jiǎn)單的通過(guò) CC3301 把這個(gè)設(shè)備接入到物聯(lián)網(wǎng)里面去。”

目前嵌入式處理器的發(fā)展趨勢(shì)主要有五個(gè)：一是高級(jí)集成，包括增強(qiáng)的功能安全和信息安全功能；二是增強(qiáng)的性能，需要實(shí)時(shí)處理、分析和通信；三是高效的數(shù)據(jù)處理，可擴(kuò)展的解決方案，可有效管理從傳感器到云和邊緣的數(shù)據(jù)；四是加快開(kāi)發(fā)，提供經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，助力實(shí)現(xiàn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用；五是更大限度實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用，通過(guò)靈活的軟件解決方案保護(hù)設(shè)計(jì)投資。

德州儀器緊跟趨勢(shì)推出涵蓋無(wú)線連接微控制器 (MCU)，基于 Arm® Cortex®-M、-R 及 -A CPU 架構(gòu)的通用及特定應(yīng)用 MCU 及處理器，C2000? 實(shí)時(shí) MCU，以及高性能雷達(dá)傳感器。這些產(chǎn)品為工業(yè)系統(tǒng)、汽車應(yīng)用帶來(lái)了可擴(kuò)展的高效性能、創(chuàng)新性和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)。德州儀器希望通過(guò)自身廣泛且極具競(jìng)爭(zhēng)力的嵌入式產(chǎn)品與客戶一起不斷創(chuàng)新，攜手共贏。