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Wi-Fi之于城市，就像石油之于工业一样，Wi-Fi早已成为现代社会中不可或缺的技术应用。但你知道吗，虽然Wi-Fi这个名字始终未变，但目前早已更新至第六代。就在上周，享誉全球的德国纽伦堡嵌入式展会首次登陆中国上海世博展览馆。德州仪器（TI）受邀参展，并带来了他们全新推出的SimpleLink™ 系列 Wi-Fi 6 配套集成电路 (IC)产品。何谓Wi-Fi6？不同代际的Wi-Fi技术能带来哪些改变？
何谓Wi-Fi6？
Wi-Fi，英文全称为wireless fidelity，在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网的技术。而无线电技术，是最早在1929年由尼古拉·特斯拉实现的，他也是最早提出无线电概念的人。
此后的无线电经经过二战的锤炼与集成电路技术的加持开始逐步发展。1985年，美国联邦通信委员会 (US Federal Communications Commission，FCC)发放了ISM牌照，开放了三个频段，其中包括2.4GHz，允许节点采用扩频技术（spread-spectrum）来进行通信。1988年，无线局域网WaveLAN诞生，Wi-Fi设计的原型始现。此后Wi-Fi技术进入了快速发展阶段。1993年，我们熟悉的热点（Hotspot）的概念被提出。即通过无线网络协议，构建小基站，然后通过基站和ISP网络进行直连。
此后，Wi-Fi经过各类多次迭代和实用性安装测试，终于在1997年，IEEE颁布了第一代无线局域网标准——IEEE 802.11协议，提供最高2 Mbps的连接速度。该协议规定了无线局域网在2.4GHz波段进行操作。这也标志着前期无线网络技术的逐渐成型。
1999年，六家技术公司成立了无线以太网兼容性联盟（WECA），致力于通用兼容性和优质用户体验。后来联盟将名字改为Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance），我们熟悉的Wi-Fi名称终于诞生了。再后来，就Wi-Fi到Wi-Fi6的迭代，如今Wi-Fi6的传输速度相比Wi-Fi刚刚诞生快了上百倍，延时也更低，应用场景早已遍及各行各业，深入人们的日常生活中。
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，甚至是备受期待。通过使用 Wi-Fi，房主可以安全可靠地控制智能烤箱、电动汽车充电站或洒水系统，从而节约时间和能源。楼宇管理员能够实现远程照明和空调系统，以此来节约资源、提高舒适度和减少开支。电网运营商可以通过无线方式检测并解决与维护、电能分配和安全相关的问题。
SimpleLink™ CC3301配套 IC 支持的 Wi-Fi 6 特性（来源：Wi-Fi 联盟）
Wi-Fi的挑战
在Wi-Fi技术逐渐成熟的今天，除了速度与延时，更稳健与更经济实用的Wi-Fi技术的需求也在提升。如今无线连接技术领域普遍面临的一些设计挑战，这些设计挑战包括设计节点越来越多，当设计节点越来越多的时候就会带来很多的连接稳定性、可靠性及互相干扰的问题。更重要的是，Wi-Fi技术也正逐渐面对更恶劣的环境，比如温度、湿度、光照等等挑战。怎么解决？
德州仪器（TI）目前有超过 15 种的无线技术门类，基本上涵盖了在业界能够看到各种无线互联应用的技术节点，这些产品可以满足客户各种应用场景下的技术需求。
据德州仪器（TI）介绍，本次展会他们带来了全新 SimpleLink™ CC3300 和 CC3301 配套 IC，可以在一个成熟的电子系统里通过SDIO/SPI或UART进行连接，用单根线就可以让已经有的传输系统通过 Wi-Fi 或 BLE 接入到物联网。该产品针对内部数据编码格式、编码能力、射频性能进行优化，并通过诸多压力测试，保证其可以在工业温度，也就是-40℃ 至 105℃ 温度范围内运行。此外，它设计非常灵活，可轻松连接德州仪器和其他公司的 MCU 和处理器。另外，SimpleLink™ CC3301配套 IC还支持在20MH宽射频通道以及集成式低功耗蓝牙(BLE)的配置中实现 Wi-Fi 6，支持大概 86Mbps 的物理层吞吐量。
除了Wi-Fi 6配套IC外，本次展会德州仪器（TI）还带来了更多软件产品，可用于 IoT 计算资源（包括运行嵌入式 Linux® 的微处理器 (MPU) 产品以及运行 FreeRTOS 的微控制器 (MCU) 产品）。该系列包含具有 2.4GHz 无线电、双频带 2.4GHz 和 5GHz 以及三频带 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 的产品，部分产品支持 BLE，可借此进行 Wi-Fi 配置或用作嵌入式网关。下图为德州仪器（TI）提供的部分特性。
按特性划分的 Wi-Fi 6 潜在用例
为什么一定是Wi-Fi？
会上，媒体记者就Wi-Fi与蓝牙的问题提问。德州仪器（TI）中国区技术支持总监师英表示：“当我们谈到物联网和工业物联网时有非常多的应用场景，在每个应用场景之下，对于无线互联，其实不限于无线互联，对互联的要求是不同的。这些要求包括了数据的吞吐量、组网的形态、功耗的要求和很多其他要求。但实际上 Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (BLE) 是两种不同的应用场景，比如基于 Wi-Fi 6 对物联网做了优化的嵌入式 Wi-Fi 产品。” 师英举例，对于高的数据吞吐量，比如一个IP摄像头或是一些需要图像传输的应用一定需要大的Wi-Fi吞吐量，这种场景是不适用BLE的。因此需要根据客户的应用场景可以选到适合自己应用的一个技术路线。目前德州仪器（TI）提供超过 15 种无线互联技术，包括 Wi-Fi、BLE、Thread、Matter、Sidewalk 这些通信协议，通过种类齐全的无线互联技术，希望能够提供给客户更全的选择范围。
Wi-Fi发展至今，稳健性已经成为竞争热点领域。有媒体就该领域提出问题，师英表示：“德州仪器在无线互联产品领域已经有二十多年设计经验，其中也包括了 Wi-Fi 产品的设计。在这些经验基础上，对于数据编码格式以及射频电路本身做了很多设计优化，射频电路除了最常见的像发射功率、接收灵敏度之外，还包括带外抑制、带内倒选择性以及噪声环境下的鲁棒性方面的优化。除此之外，这个产品是在 –40°C 至 105°C 的范围内都可以提供可靠稳健的无线连接。还有在世界范围内，与各地不同厂家的设备之间的互通互联性测试。我们在大于 230 的接入点下，非常嘈杂的外部环境中进行压力测试，而且我们的测试是 7 天 × 12 小时的严苛压力环境下做的测试。因此，通过这些测试，我们有信心带给客户一个在各种严苛环境下都能稳定互联的工业 Wi-Fi 6 产品。”
据了解，CC33xx系列预计会在 2023 年第四季度量产，第一批是两个芯片 CC3300 单模和 CC3301 Wi-Fi 6 + BLE 双模。今天客户已经可以从 德州仪器（TI）官方网站（TI.com.cn）上获取评估板、文件、包括样片、软件 SDK 的下载。
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