前言

羅姆集團(tuán)擁有各種無線通信技術(shù)，包括以無線LAN為首的Bluetooth、ZigBee，以及針對(duì)2012年7月份日本開放的920MHz頻段的特定小功率無線等技術(shù)。

羅姆通過與集團(tuán)旗下公司LAPIS Semiconductor的技術(shù)融合，具備從無線通信用IC到模塊的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，配合客戶需求，為客戶提供充分發(fā)揮各種通信規(guī)格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無線通信用IC，利用LAPIS Semiconductor引以為豪的低功耗RF-CMOS^注1技術(shù)和高性能MODEM^注2技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高水平的低功耗和無線性能，這也是該類產(chǎn)品的一大特征。

"高頻元器件和模塊技術(shù)系列"分為兩期，本期為第二期。繼上一期推出的"920MHz頻段特定小功率無線模塊"之后，本期將為您重點(diǎn)介紹"無線LAN模塊技術(shù)"。

背景介紹

如今，伴隨全球各個(gè)領(lǐng)域?qū)o線通信需求的日益增長(zhǎng)，對(duì)技術(shù)高規(guī)格、高性能的要求也隨之水漲船高。特別是在向工控、車載等領(lǐng)域擴(kuò)展時(shí)，由于環(huán)境的嚴(yán)苛，要實(shí)現(xiàn)普及還需要解決諸多課題。對(duì)此，羅姆憑借自身從IC開始的"一條龍"生產(chǎn)體制的優(yōu)勢(shì)，迎合市場(chǎng)的各種需求，并結(jié)合了創(chuàng)新技術(shù)，呈現(xiàn)出更完備、更高標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN模塊，在模塊技術(shù)上取得全新的突破。

羅姆新推無線LAN模塊"BP3580/BP3591"

此次，羅姆全新推出了支持IEEE802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN模塊"BP3580/BP3591"(如右圖所示)。羅姆的無線LAN模塊"BP3580/BP3591"包括RF部分在內(nèi)已完全調(diào)整好，不僅具備基本的無線LAN通信功能，而且還配置了通常內(nèi)置于主機(jī)側(cè)的認(rèn)證和加密用的Supplicant(客戶端認(rèn)證軟件)和WPS(Wi-Fi Protected Setup、無線LAN設(shè)備之間進(jìn)行加密設(shè)置的規(guī)格)。

不僅如此，還在模塊側(cè)內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，使所有網(wǎng)絡(luò)處理都可以由模塊完成，因此，即使因主機(jī)資源不足很難配置無線LAN的白色家電和健康器械等也可輕松搭載無線LAN。在表面貼裝型"BP3580"之外，產(chǎn)品陣容中又新增了通過連接器進(jìn)行連接的天線內(nèi)置型"BP3591(與主機(jī)的接口UART為對(duì)象)"。

通過內(nèi)置天線，完全無需原本需要高度技術(shù)訣竅的高頻設(shè)計(jì)，而且該產(chǎn)品已經(jīng)通過了日本國(guó)內(nèi)電波法認(rèn)證，只要組裝到配套設(shè)備中立即可作為無線設(shè)備使用。

圖為無線LAN模塊"BP3580/BP3591"

"BP3580/BP3591"融合創(chuàng)新技術(shù)，獨(dú)具優(yōu)勢(shì)

"BP3580/BP3591"的最大的特征是內(nèi)置羅姆自產(chǎn)的基帶IC(BU1805GU)。通過使用自產(chǎn)基帶IC，可實(shí)現(xiàn)更加完善的開發(fā)支持與長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)。

[圖1] "BP3580/BP3591"的特征

如圖1所示，"BP3580/BP3591"產(chǎn)品的基帶IC和模塊以及軟件、硬件均由羅姆開發(fā)，因此，內(nèi)部絕對(duì)沒有黑盒(BLACK BOX)，這使開發(fā)支持更加完備。同樣，從IC開始的"一條龍"生產(chǎn)體制不會(huì)因外部因素而導(dǎo)致停產(chǎn)等，因此長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)也是該產(chǎn)品的強(qiáng)項(xiàng)。另外，實(shí)施了充分的連接試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了非常高質(zhì)量的連接穩(wěn)定性。關(guān)于電波法的認(rèn)證，"BP3591(天線內(nèi)置型)"模塊整體已經(jīng)獲得了日本和美國(guó)(FCC)的電波法認(rèn)證。"BP3580(表面貼裝型)"也已經(jīng)做好了可輕松獲得日本國(guó)內(nèi)電波法認(rèn)證的準(zhǔn)備。3.3V單個(gè)電源即可工作，工作溫度也覆蓋了‐40ºC～+85ºC的范圍。

表1為"BP3580/BP3591"的規(guī)格概要。SDIO通用型和USB通用型設(shè)想用于TCP/IP協(xié)議棧搭載于主機(jī)微控制器側(cè)的系統(tǒng)中。TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型設(shè)想用于RS-232C接口設(shè)備連接無線LAN的系統(tǒng)或主機(jī)微控制器側(cè)沒有搭載TCP/IP協(xié)議棧的系統(tǒng)中。羅姆為客戶預(yù)備了SDIO通用型和USB通用型以及TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型的固件，"BP3580/BP3591"的硬件是共通的，通過改變下載的固件來選擇型號(hào)。

[表1] "BP3580/BP3591"規(guī)格概要

"BP3580/BP3591"的框圖。"BP3580"為表面貼裝型，"BP3591"為天線內(nèi)置型。另外，如前所述，在使用這些模塊時(shí)，每次啟動(dòng)需要從HOST CPU或閃存下載固件進(jìn)行使用。HOST CPU中沒有儲(chǔ)存固件的存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，模塊具備閃存啟動(dòng)功能，只要通過外置的方式準(zhǔn)備好閃存，接通電源的同時(shí)即可進(jìn)行自動(dòng)讀取固件并運(yùn)行的工作。

[圖2] "BP3580/BP3591"框圖

"標(biāo)準(zhǔn)"的固件(接口為USB、SDIO)的STA(station)型①與AP(Access Point)型③、TCP/IP內(nèi)置固件(接口為UART)的STA(station)型②與AP(Access Point)型④已經(jīng)公布，而且，支持Wi-Fi Direct的標(biāo)準(zhǔn)固件⑤以及TCP/IP內(nèi)置固件⑥的開發(fā)也在進(jìn)行。

[表2] "BP3580/BP3591"用固件產(chǎn)品陣容

接下來使用圖3的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖對(duì)固件進(jìn)行說明。左側(cè)為采用標(biāo)準(zhǔn)固件①、③時(shí)的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖，右側(cè)為采用TCP/IP內(nèi)置固件②、④時(shí)的軟件協(xié)議棧構(gòu)成圖。上半部分為HOST side Software(需要客戶準(zhǔn)備的軟件)，下半部分為存儲(chǔ)于無線模塊側(cè)的軟件。

左側(cè)標(biāo)準(zhǔn)固件的特征之一是，虛線圈圍部分的處理WPS，WPA/WPA2等無線LAN認(rèn)證與安全的軟件(Supplicant)存儲(chǔ)于無線模塊側(cè)。

因此，這些無需客戶準(zhǔn)備。另外，HOST側(cè)需要Wireless LAN Device Driver模塊，這對(duì)于客戶來說是開發(fā)負(fù)擔(dān)非常大的一部分，但羅姆預(yù)備了開發(fā)的Device Driver，可以向客戶無償提供OS Linux版驅(qū)動(dòng)參考源代碼。

關(guān)于右側(cè)的TCP/IP內(nèi)置固件，是在標(biāo)準(zhǔn)固件的Supplicant基礎(chǔ)上將TCP/IP協(xié)議棧存儲(chǔ)于無線模塊側(cè)的固件。而且，備有羅姆獨(dú)家的WID指令，可從主機(jī)側(cè)使用WID指令來命令、控制模塊。也就是說，TCP/IP協(xié)議棧存儲(chǔ)于模塊側(cè)并通過命令進(jìn)行控制，使"無需驅(qū)動(dòng)"即可安裝無線LAN成為可能。

由于"無需驅(qū)動(dòng)"，與以往的無線LAN相比，可大大縮短客戶的開發(fā)期間。另外同時(shí)對(duì)HOST CPU的規(guī)格要求也較低，僅需8bit的CPU即可控制。

另外，STA固件安裝了"DHCP Client"、"WPS Enrollee"功能，AP固件安裝了"DHCP Server"、"WPS Registrar"功能。

[圖3] "BP3580/BP3591"軟件協(xié)議棧構(gòu)成

TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)置型有兩種模式。第一種是用RS-232C連接的終端之間插入"BP3580/BP3591"即可輕松實(shí)現(xiàn)無線連接的"終端模式"；第二種是通過在主機(jī)側(cè)進(jìn)行簡(jiǎn)單的Socket編程來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的工作的"通訊模式"。

表3是TCP/IP協(xié)議棧部分的規(guī)格概要。例如，只要使用TCP端口將SMTP和POP3的協(xié)議安裝在主機(jī)微控制器側(cè)，即可實(shí)現(xiàn)收發(fā)信息功能。

[表3] TCP/IP協(xié)議棧部分的規(guī)格概要

今后：羅姆將積極推進(jìn)無線LAN模塊的發(fā)展

面向無線LAN模塊的發(fā)展，羅姆以"使用簡(jiǎn)便(即使沒有經(jīng)驗(yàn))"，"提供全力支持"為開發(fā)理念，不僅在當(dāng)下，今后也會(huì)一如既往，不斷完善全球的支持體制，充分利用自產(chǎn)IC的優(yōu)勢(shì)，隨時(shí)推進(jìn)新商品的開發(fā)，為用戶呈現(xiàn)更全方位的技術(shù)體驗(yàn)。

＜專業(yè)術(shù)語＞

注  CMOS
1：CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。

注  MODEM
2：調(diào)制解調(diào)器的英文名稱。調(diào)制器和解調(diào)器合在一起的總稱。