Wi-Fi将在大多数物联网环境中发挥作用,无论是单独使用还是与更专业的协议或与蜂窝网络互通,这是业界已经达成的共识。当前,具有Wi-Fi功能的MCU是承载该技术的主体,可市面上已有的此类MCU功能有限,还需要增加额外的MCU配合工作,大幅提升了开发周期和成本。为此,Microchip公司推出了Trust&Go Wi-Fi® 32位单片机模块,搭配最高效的32位单片机内核和一流的外设选项,将结束双MCU搭配使用的尴尬局面。

 

据Microchip公司无线解决方案部产品线经理Alex Li介绍,双MCU的设计方式会有几个缺陷:

 

首先,在Wi-Fi模块和主单片机之间的连接本身限制了Wi-Fi的速度。因为很多设计采用UART的连接方式,其弱点就是速度非常有限。

 

其次,使用双MCU会增加设计和生产过程中的复杂性和风险。客户要花更多的时间在驱动程序开发上,还要学习不同的软件开发工具。而且,如果双MCU来自不同的供应商,也会增加供应链上的风险。

 

安全方面的挑战也非常巨大。很多和互联网连接相关的安全密钥和身份认证都会储存在主MCU的闪存里面,很容易遭受来自网络的攻击。

 

Wi-Fi® 32模块的出现可以应对这些挑战。该产品的MCU型号是PIC32MZ-W1,属于PIC32MZ内核系列,主频率为200MHz,具有1M的闪存和256KB的RAM,在CoreMark和第三方的MCU内核评级的网站上获得了710分的高分,强大的算力可以应对很多复杂的物联网应用。

 

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相对于其他Wi-Fi MCU,该模块有最为丰富的外设:有大量可自由使用的GPIO,还有以太网、CAN总线和USB接口;配备了CVD Touch,具有触摸按纽功能;具有精确的高线性度的双通道12位ADC,可以在不同的环境中,比如说针对不同的干扰、不同的温度变化下仍然有相对稳定的性能。

 

强大的安全功能是该产品另一大特色。Wi-Fi® 32模块支持了等级更高的WPA3安全协议,具有更稳健的身份验证以及防止离线字典攻击等功能,并且符合了最新的Wi-Fi认证标准。

 

在物联网应用中,本地设备经过要通过Wi-Fi连接到云端,这个过程的防护非常重要。据Alex Li介绍,这个过程的安全性取决于三个要素:第一个就是不可变更的公共密钥,第二个就是一个隐性私密的密钥,任何外部的软件不可以看到这个密钥的,而且必须防止一些物理的攻击。第三个就是唯一可验证以及可信任的设备标识。

 

Trust&Go硬件加密单元的配备,就使得该模块完全满足这三大挑战。该模块符合Wi-Fi联盟(WFA)规范,并获得美国联邦通信委员会(FCC),加拿大工业部(IC)和欧洲无线电设备指令(RED)三家世界级监管机构的全面认证。

 

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同时,该模块还可以让用户非常简单地连接各大云平台。“我们WFI32这款芯片里面涵盖了设备标识和加密认证,已经预设在亚马逊云、谷歌云和微软的Azure上面,用户购买芯片之后,只要把设备通过我们的一些使用指南注册到在云端的账户上就可以了,非常简单。”Alex Li表示。

 

在简化Wi-Fi的开发中, Microchip提供了无代码的Wi-Fi局域网开发框架,可以让用户通过一些简单的选项就设置好Wi-Fi连接,非常简便。该模块开发环境的软件库中也提供了Wi-Fi功能和各种类型的网络协议站,为用户省去了自己去增加各种协议的环节。

 

“我们的软件经过了卓越的Wi-Fi互操作性测试。”Alex Li特别强调了这个特性对产品上市的重要性,“你设计出一个Wi-Fi产品,但是没有人可以保证这个Wi-Fi产品可以随便地连接到任何的路由器。为此,Microchip已经跟53个市面上很受欢迎的路由器做过测试,并且涵盖了非常广范围的Wi-Fi的access point的芯片,可以帮客户克服这个难题。”

 

对于客户的技术支持,已经成为各大MCU厂商相互竞争的重点。此次, Wi-Fi® 32位单片机模块受PIC32MZW1 Curiosity开发板支持。Microchip还提供多种软件和硬件支持。软件支持包括Microchip的MPLAB® X集成开发环境(IDE)和MPLAB Harmony v3嵌入式软件开发框架。支持工具包括板上调试器和用于MPLAB Snap或MPLAB Pickit™ 4的在线串行编程头,或MPLAB ICD 4外部编程器/调试器。

 

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“针对射频产品,我们会给客户提供测试的工具,帮助客户确保他们设计的产品组合规范,如果把这个产品出口到美国、欧洲,他们可以得到相关的认证。”Alex Li表示。

 

对于该产品为什么采用模块的方式,而没有使用SoC设计。Alex Li表示:“我们的模块已经经过了完整的射频的认证,这样的客户使用起来可以更方便。”

 

他也表示,设计一个可认证的无线产品实际上是有很大的挑战的,“我们现在还在完善给客户的开发套件,开发资源,等这方面完备之后,就会推出SoC的方案。”

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