InnoPhase 将其获得专利的数字极地无线电实施设计到 SoC 和开发套件中,为 Wi-Fi 物联网系统带来了极低的功耗。

尽管 Wi-Fi 已经存在了一段时间,但标准本身的设计从未考虑到低功耗。InnoPhase 采用不同的射频无线电架构方法及其数字极地无线电实施解决了这个问题。

该公司已将无线电集成到 SoC 和模块解决方案中,最近还集成到了智能视频开发套件中。

在本文中,我们研究了 InnoPhase 的 RF Wi-Fi 无线电设计方法,讨论了其 SoC 和开发套件解决方案,并分享了对 InnoPhase 高级总监 Rob McCormick 的采访观点。

Wi-Fi 设备的巨大市场增长

Wi-Fi 连接设备的市场机会是巨大的,市场研究公司 IDC预测到 2023 年将有多达 50 亿台支持 Wi-Fi 的设备。随着新版本 Wi-Fi 协议的推出,吞吐速度加快不断增加并添加新功能。

到 2023 年,支持 Wi-Fi 的物联网设备预计将增长到 50 亿台。

到 2023 年,支持 Wi-Fi 的物联网设备预计将增长到 50 亿台。

问题是 Wi-Fi 从未真正解决过低功耗问题。“总的来说,Wi-Fi 并不是因为低功耗而出现的,”McCormick 说。“它只是为无线数据通信而设计的。Wi-Fi 的射频无线电芯片设计没有考虑基于低功耗传感器的系统和长达一年的电池寿命问题。”

McCormick 说,确实,功耗正在阻碍几种类型的消费 Wi-Fi 连接的物联网 (IoT) 设备。视频门铃、安全摄像头、智能恒温器、可穿戴设备和其他应用等应用面临电池寿命短的问题,这主要是由提供 Wi-Fi 链接的射频无线电引起的。

“总的来说,无线电的优化是物联网和连接设备广泛采用的关键,”他说。

射频无线电设计的数字极性方法

为了应对低功耗的挑战,InnoPhase 开发了一种新的无线电架构。McCormick 说,它的无线电设计被称为“PolaRFusion”,它在处理无线电信号方面采取了不同的方式。

实施是数字极地无线电。InnoPhase 没有使用笛卡尔坐标——X 和 Y,或者更确切地说是无线用语中的 I 和 Q——而是使用角度和幅度。“这是一种获取数据点的不同方式,但正是数字化实现使我们能够在低功耗方面发挥优势,”他说。“这为我们提供了灵活性以及我们在典型 MCU 实施中看到的快速开启和关闭的地方。

Talaria TWO SoC 的关键元素是 PolarRFusion 模块,它采用专利的低功耗数字极地无线电设计。

Talaria TWO SoC 的关键元素是 PolarRFusion 模块,它采用专利的低功耗数字极地无线电设计。

InnoPhase 采用其 PolaRFusion 无线电设计并将其实施到名为 Talaria TWO(“T2”)的 SoC 上。RF 无线电与物联网无线物联网设计所需的完整功能一起集成。对于其处理内核,SoC 嵌入了 80 MHz Arm Cortex-M3、512 KB SRAM 应用程序处理。它具有 2 MB 的集成堆叠闪存和完整的网络堆栈。

T2 提供射频、基带、PHY 和 MAC 功能,以支持 IEEE 802.11 b/g/n 和蓝牙低功耗 (BLE 5.0) 标准。T2 在 DTIM10 处拥有 57 µA 的极低、始终连接的电流。DTIM10 是指传递流量指示图 (DTIM),指示 Wi-Fi 消息轮询间隔。无线电的接收 (Rx) 电流额定为 31 mA,而发射电流在 14-18 dBm 时为 129-178 mA。更多信息请参见 T2数据表。

智能视频实施利用 T2 实现低功耗

作为投入使用的 T2 SoC 平台的一个例子,InnoPhase 上个月宣布与中国君正半导体合作,共同营销视觉系统。该视觉系统将 Inginic 的T31 视频处理器与 InnoPhase 的Talaria TWO INP101x Wi-Fi + BLE 无线模块集成在一起。

这两个子系统结合在 InnoPhase 的智能视频应用开发套件(ADK) 中。君正表示,它已成功认证 INP101x 系列 Wi-Fi + BLE 模块,并将其添加到其批准的供应商列表中。智能视频 ADK解决方案简介中提供了更多信息。

智能视频应用开发套件 (ADK) 将君正的 T31 视频处理器与 InnoPhase 的 Talaria TWO INP101x Wi-Fi + BLE 无线模块相结合。

智能视频应用开发套件 (ADK) 将君正的 T31 视频处理器与 InnoPhase 的 Talaria TWO INP101x Wi-Fi + BLE 无线模块相结合。

根据 McCormick 的说法,该设备具有“放置自由”的特点,因为它具有极低的功耗和无线功能。这种基于电池的视频、Wi-Fi 云连接和人工智能处理的组合有望为新的应用程序和服务打开大门。

示例包括婴儿监视器、安全摄像头、视频门铃、访问控制和身份验证,McCormick 说。低功耗 Wi-Fi 连接可以使这些设备的电池持续使用一年以上。

物联网未来的 Wi-Fi 连接

重要的是要记住,当 IEEE 在 90 年代后期推出其 802.11 Wi-Fi 标准时,“物联网”一词并不存在,直到十多年后才存在。创新的 Wi-Fi 射频无线电设计方法,例如由 InnoPhase 开发的方法,有助于将无线技术转向更适合长电池寿命物联网边缘设备的解决方案。

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