wifi模塊開(kāi)發(fā)芯片選型對(duì)比

1、Wifi 模塊開(kāi)發(fā)調(diào)研本文對(duì)幾款主流的 wifi 芯片進(jìn)行對(duì)比, 包括 TI 公司的 cc3200, 樂(lè)鑫的 esp8266, 聯(lián)發(fā) 科的 mt7681。通過(guò)了解它們的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)環(huán)境等方面的需求,選取適用于自己使用的芯片 來(lái)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng) wifi 模塊的開(kāi)發(fā)。1CC3200 1.1芯片簡(jiǎn)介CC3200是 TI 無(wú)線連接 SimpleLink Wi-Fi 和物聯(lián)網(wǎng) (IoT 解決方案最新推出的一款 Wi-Fi MCU,是業(yè)界第一個(gè) 具有內(nèi)置 Wi-Fi 的 MCU ,是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、集成高性能 ARM Cortex-M4的無(wú)線 MCU?？蛻裟軌蚴褂脝蝹€(gè)集成電路開(kāi)發(fā)整個(gè)應(yīng)用,借助片上 Wi-Fi、

2、互聯(lián)網(wǎng)和強(qiáng)大的 安全協(xié)議,無(wú)需 Wi-Fi 經(jīng)驗(yàn)即可實(shí)現(xiàn)快速的開(kāi)發(fā)。CC3200是一個(gè)完整平臺(tái)解決方案,其中 包括軟件、示例應(yīng)用、工具、用戶和編程指南、參考設(shè)計(jì)以及 TI E2E 支持社區(qū)。CC3200采 用易于布局的四方扁平無(wú)引線(QFN封裝。有人科技的 USR-C322模塊采用的是 TI 的 CC3200方案,基于 ARM Cortex-M4內(nèi)核,運(yùn) 行頻率高達(dá) 80MHz; 超低功耗:低功耗, 在網(wǎng)待機(jī)低至 3.5mA, 深度休眠最低 25uA; Simplelink 功能:實(shí)現(xiàn)一鍵聯(lián)入 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò);另外支持自定義網(wǎng)頁(yè)、websocket、httpd client 等功能。1.2特

3、點(diǎn)Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)處理器(CC3200包含一個(gè) Wi-Fi 片上互聯(lián)網(wǎng)和一個(gè)可完全免除應(yīng)用 MCU 處 理負(fù)擔(dān)的專用 ARM MCU。Wi-Fi 片上互聯(lián)網(wǎng)包含 802.11b/g/n射頻、基帶和具有強(qiáng)大加密引 擎的 MAC,可以實(shí)現(xiàn)支持 256位加密的快速安全的互聯(lián)網(wǎng)連接。Wi-Fi 片上互聯(lián)網(wǎng)還包括嵌 入式 TCP/IP和 TLS/SSL協(xié)議棧、 HTTP 服務(wù)器和多種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。 CC3200支持站點(diǎn)、 接入點(diǎn) 和 Wi-Fi 直連 3種模式,支持 WPA2個(gè)人和企業(yè)安全性以及 WPS2。1.3開(kāi)發(fā)支持官方提供的 SDK 包含用于 CC3200可編程 MCU 的驅(qū)動(dòng)程序、40個(gè)以上的示例

4、應(yīng)用以 及使用該解決方案所需的文檔。 它還包含閃存編程器, 這是一款命令行工具, 用于閃存軟件 并配置網(wǎng)絡(luò)和軟件參數(shù)(SSID、接入點(diǎn)通道、網(wǎng)絡(luò)配置文件等、系統(tǒng)文件和用戶文件(證 書(shū)、網(wǎng)頁(yè)等。SDK 中所有的應(yīng)用例程均支持 CCS 開(kāi)發(fā)環(huán)境、并且都是不帶操作系統(tǒng)的。 當(dāng)然,也有一 些例程基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) FreeRTOS 和 TI RTOS, 也有一部分支持 IAR、 GCC 開(kāi)發(fā)環(huán)境。 因此, 此款芯片可以在 TI 的 CCS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā),可以不涉及操作系統(tǒng),使開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單。2ESP8266 2.1芯片簡(jiǎn)介 從圖中可以看出, 芯片內(nèi)部集成 CPU,是 32位的處理器,既作為 wifi

5、協(xié)議處理器,也 作為應(yīng)用處理器, 主頻支持 80MHz 和 160MHz 兩種頻率,開(kāi)發(fā)者可以編寫(xiě)應(yīng)用程序下載到芯 片,處理器可以運(yùn)行開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)的應(yīng)用程序,應(yīng)用程序是使用官方提供的 ESP FLASH DOWNLOAD TOOL 工具通過(guò) UART0燒寫(xiě)到芯片外接的 SPI Flash;有一塊 SRAM,除開(kāi)運(yùn)行自帶 的程序剩余了 50k 給開(kāi)發(fā)者;帶有 SDIO 接口、SPI 接口、GPIO 接口、I2C 接口,GPIO 口有 PWM 的復(fù)用功能,實(shí)際還有兩個(gè) UART 口,結(jié)構(gòu)圖中沒(méi)有給出,UART0支持流控,UART1只有 TX 功能; 芯片內(nèi)部沒(méi)有集成 Flash, 需要外接 SPI

6、Flash, 當(dāng)前支持 512KB, 1024KB, 2048KB, 4096KB 四種大小。2.2SmartConfig 功能手機(jī)上運(yùn)行 ESP-TOUCH 軟件可以配置 ESP8266連接到手機(jī)當(dāng)前連接的路由器, 過(guò)程是手 機(jī)先給路由器發(fā)送信息包,然后路由器廣播這些信息包,ESP8266再?gòu)倪@些信息包提取路由 器 SSID 和 Password,從啟動(dòng)配置到 ESP8266連接到路由器所花時(shí)間在 10S 以下。2.3開(kāi)發(fā)環(huán)境樂(lè)鑫官方暫時(shí)沒(méi)有像 Keil、IAR 一樣的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,不像開(kāi)發(fā) STM32之類的單片機(jī), 可以在線調(diào)試, 它的開(kāi)發(fā)方式和在 Linux 系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序相似 ,官

7、方提供了 SDK,開(kāi)發(fā) 者使用文檔編輯器編寫(xiě)程序,如 source insight,程序編寫(xiě)好后和 SDK 一起使用官方提供 的編譯器編譯, 編譯通過(guò)后會(huì)生成 bin 文件, 使用官方提供的 Flash 燒寫(xiě)工具將 bin 燒寫(xiě)到 芯片外接的 Flash,芯片啟動(dòng)后則會(huì)運(yùn)行應(yīng)用程序。官方提供的編譯器需要在 Linux 系統(tǒng)下運(yùn)行,如果是 Windows 系統(tǒng),需要安裝虛擬機(jī), 官方提供的方式是在 Windows 下安裝 Oracle VM VirtualBox,是免費(fèi)的虛擬機(jī)軟件,無(wú)需 破解。2.4程序開(kāi)發(fā)官方提供了底層 SDK,無(wú)需開(kāi)發(fā)者操作寄存器,所有的功能都有相關(guān)的函數(shù),官方提供 了兩個(gè)

8、版本的 SDK,一是非操作系統(tǒng)的 ESP8266NONOS SDK,二是基于 FreeRTOS 操作系統(tǒng)的 ESP8266RTOS SDK; ESP8266NONOS SDK 是官方最先推出的,功能比較全,由于 SDK 中需 要運(yùn)行自帶的應(yīng)用程序, 開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)的程序需要通過(guò)設(shè)置事件觸發(fā), 不能掌握程序的主動(dòng)權(quán), 而 ESP8266RTOS SDK 是官方后期推出的,功能上會(huì)比 ESP8266NONOS SDK 少一些,SDK 中 自帶的應(yīng)用程序以任務(wù)的形式在運(yùn)行,與 SDK 的關(guān)聯(lián)較少,編程較為方便。3MT7681 3.1芯片介紹MT7681是 2014年 6月 3日 聯(lián)發(fā)科技發(fā)布的專為智能家

9、庭 (SmartHome 應(yīng)用而設(shè)計(jì) 的系統(tǒng)單芯片(SoC解決方案。MT7681主要針對(duì)如燈泡、門(mén)鎖、插座等小型設(shè)備,支持 802.11n,可輕松為嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),整合電源管理單元、低雜訊放大器、射頻切 換器,所有功能都整合在 40針腳的 5*5毫米的封裝中。其特點(diǎn)是:-支持 Linux 平臺(tái),完整的協(xié)議棧(protocolstack有助于快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。-目前功耗最低的 Linux 平臺(tái) Wi-Fi SoC,功耗僅為之前產(chǎn)品的 60%。-支持聯(lián)發(fā)科技的 Smart Connection 智能手機(jī)應(yīng)用程序。3.2Smart Connection聯(lián)發(fā)科技的智能手機(jī)應(yīng)用程序 Smart

10、Connection 是一款卓越的解決方案, 從照明燈具、 智能電視、 智能門(mén)鎖到其他家電, 各種不同的智能家庭設(shè)備都可通過(guò) Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)在單一接口 上實(shí)現(xiàn)互相連接。此應(yīng)用程序支持 Android、iOS、Windows 及 Linux 等平臺(tái),也支持搭載非 聯(lián)發(fā)科技 SoC 的智能手機(jī)。3.3開(kāi)發(fā)環(huán)境MT7681的開(kāi)發(fā), 屬于嵌入式 linux 的開(kāi)發(fā), 需要使用 linux 系統(tǒng), 比如 Ubuntu/Fedora, 搭建交叉編譯環(huán)境, 可以在 windows 系統(tǒng)下面安裝虛擬機(jī), 通過(guò)在虛擬機(jī)上運(yùn)行 linux 系統(tǒng) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。4對(duì)比與總結(jié) (1價(jià)格方面,esp8266比較有優(yōu)勢(shì),而 cc3200價(jià)格比較貴,比 esp8266貴了不止 3倍,mt7681價(jià)格處于中間。(2性能方面,esp8266性能比較弱,跑不了太復(fù)雜運(yùn)用,mt7681自身有個(gè) mcu 跑的 協(xié)議棧,cc3200相對(duì)強(qiáng)一點(diǎn),有專門(mén) mcu 給用戶使用。(3開(kāi)發(fā)難度,esp8266屏蔽了部分源代碼,提供 API,相對(duì)開(kāi)發(fā)容易,但是沒(méi)有提供 sock 接口; mt7681也屏蔽了部分源碼, 就是沒(méi)有 mcu 的問(wèn)題, 做簡(jiǎn)單控制可以; 而 cc3200, 好多 TI 已經(jīng)提供運(yùn)用代