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Wi-Fi 6和CHIP可实现简化碎片化技术格局

Qorvo半导体 2021-06-30 17:17 次阅读

今年的 COVID-19 疫情使得更多的人在家工作,这加速了新 Wi-Fi 标准 (Wi-Fi 6) 的部署采用。消费者开始使用这种更高速度的新 Wi-Fi 6 来升级家庭网络,同时享受分布式架构带来的优势,不仅易于设置,可覆盖所有房间,而且具有高容量,能够满足所有家庭成员的多样化需求,例如在书房参加视频会议,在客厅观赏最喜欢的节目,在楼上卧室玩数小时的在线游戏等。

到目前为止,智能家居一直通过多个相互竞争的标准提供服务,包括 Wi-Fi、Zigbee、BluetoothLow Energy、Thread 等。这种碎片化状态,即采用多个标准,使智能家居以及物联网本身无法发挥其潜力。CHIP 将 ZigBee、Thread、蓝牙和 Wi-Fi 集成在一个总体标准中。本白皮书将探讨为什么采用 CHIP 将会实现真正的智能家居。

1、Wi-Fi 6 分布式架构和 Pod

Wi-Fi 6 的分布式架构包含一个路由器和一组安放在家中适当位置的卫星 (Pod)。这些 Pod 通过称为 EasyMesh 的协议,可以自动连接到与室外互联网相连的主路由器。这样整个房屋范围内都能获得高速 Wi-Fi。过去,必须靠近路由器才能获得高性能,并且需要借助中继器和/或电线适配器来覆盖网络死区,这样的日子一去不复返了。

尽管“Pod”这个词听起来很简单,但它却是个相当复杂的设备,可同时执行许多其他操作。事实上,每个非移动 Wi-Fi 设备都可充当 Pod。电视机、无线扬声器或智能助理(如 Amazon 的 Echo Dot 或 Google Home)在执行自身功能的同时,也可用作其他 Wi-Fi 设备的 Pod。这一切都在规划中。

尽管“Pod”这个词听起来很简单,但它却是个相当复杂的设备。

2、互联网协议互联家居 (CHIP)

CHIP 是一种新的物联网标准。CHIP 的既定目标是“简化制造商的开发过程,提高消费类的兼容性”。CHIP 以 IP 为基础,旨在通过定义一组基于 IP 的特定网络技术进行设备认证,从而实现智能家居设备、移动应用和云服务之间的通信。

它更像是一种新的聚合标准,而不是新的网络标准。从本质上讲,CHIP 整合了现有物联网标准的不同要素。如今,物联网通过多个相互竞争的标准提供服务,这些标准代表不同的生态系统,包括 Wi-Fi、Zigbee、蓝牙/蓝牙低功耗以及Apple HomeKit、Samsung Smart Things、Google Nest、Amazon Alexa 等使用的 Thread。在消费者等待一个总体概念时,这种碎片化状态,即不同的技术标准以不同的方式在多个独立的生态系统中混合使用,使物联网无法发挥其潜力。如果没有一个总体概念,智能家居就只是一组不连贯的、独立的专用应用,无法使用彼此的数据或提供可用性。

运动传感器就是一个很好的示例,因为许多不同应用都使用这种传感器。在当今的碎片化应用环境下,报警系统中的运动传感器无法与开灯或触发加热/冷却系统的传感器通信。

CHIP 是个好消息。它是由 Zigbee 联盟和 Thread 联盟与 Amazon、Apple、Google 和 Samsung 合作制定的,旨在将 Zigbee、Thread、蓝牙和 Wi-Fi 的不同组件集成在一个总体标准中。

图 1. 网络生态系统共存:CHIP 是一种聚合标准,汇集了现有的物联网标准。

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3、CHIP 如何将所有智能家居设备连接至 Wi-Fi 网络

图 2.即插即用:这一物联网前景可利用 CHIP 认证设备通过 Wi-Fi 网状网格上的 pod 连接和发送数据来实现。消费者可根据品牌偏好或设备性能选择“物”,并且知道这些“物”将会跨越生态系统或平台工作。

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CHIP 标准将支持终端设备(物联网的“物”)和 Wi-Fi 6 网络的“Pod”通信,并通过这些 Pod 与互联网通信。传感器终端节点数据可放在需要的地方。这个概念使 Wi-Fi 6 和 CHIP 成为室内总体连接的理想组合。

每个 Wi-Fi 6 pod 都将配备 Zigbee 无线电,或者在 Wi-Fi 无线电旁边配备更好的标准 IEEE 802.15.4 (IoT) 无线电。这就使所有智能家居设备(运动传感器、温度传感器、开/关传感器)都能连接到 Wi-Fi 网络,连接到互联网。随着 Wi-Fi 连接的普及,很多家庭中的 Pod 数量开始显著增加。通过物联网无线电扩展这些 pod 很有意义,而 Wi-Fi 6 EasyMesh 连接会自动处理其余的工作,即实现家中连接和云连接。一些 Wi-Fi 路由器公司已经在产品中纳入了 CHIP 无线电(IEEE 802.15.4),这样其产品的软件就能够在 CHIP 标准发布之时立即升级至该标准。

此外还有更多好消息:CHIP 终端设备自身无需支持网格功能。Wi-Fi 6 实现全面覆盖后,终端设备始终处于 Wi-Fi pod 的范围内。因为网格功能会消耗大量功率,采用 Wi-Fi 6 网格功能的无网格 CHIP 终端设备将显著降低功耗,从而有助于缩小电池尺寸,延长电池使用寿命。这也就意味着,这些物联网终端设备的成本和设计复杂性将显著降低,同时可实现更小巧、更美观自然的设计。

4、关于蓝牙和蓝牙低功耗网格

那么蓝牙和蓝牙低功耗网格将会如何呢?这还有待观察。有人可能会说,Wi-Fi pod 可以轻松配备蓝牙低功耗无线电,而不是 802.15.4 无线电。尽管在技术上是这样,但它并非是最实用的解决方案,因为蓝牙本身本质上是一种连接技术,并不适合联网。

事实上,当今市场上的许多更复杂的终端设备可同时使用 802.15.4 和蓝牙低功耗通信,但应用方式通常是将 802.15.4 无线电指定为网络连接,并使用低能耗蓝牙连接到智能手机进行调试。由于传感器通常比较小,并且没有屏幕或键盘,因此与传感器相连的蓝牙低功耗智能手机将用作接口。利用与 Wi-Fi 网络相连的智能手机以及与手机相连的蓝牙低功耗传感器,就可以更新传感器的设置和配置信息(如网络安全密钥),然后建立 802.15.4 与 Wi-Fi 网络 pod 的连接,并可断开传感器与手机的蓝牙低功耗连接。

5、是否存在其他标准?

过去十年推出了许多物联网标准和计划,但没有一个在物联网市场占据主导地位。其中一个原因就是,不同于 Wi-Fi,物联网标准需要定义应用协议。价值创造通常是由应用实现的,例如:为什么中控锁常用于汽车中,但在房间内却不常见?此外,大公司将赌注押在发展迅速,足以进入完整生态系统的市场,但这种市场并未出现。我们来看一下健康监控设备,不同设备具有不同的优势,但一个品牌的体重秤如何才能与另一个品牌的睡眠监测仪、计步器或心律监测仪配合使用?

供应商逐渐意识到,通过共享通信标准和应用协议,消费者可以选择自己喜欢的产品,而不会限定在专有的非通信生态系统,这才是一个真正的即插即用场景。从常理上讲,智能世界在等待能够让所有人受益的互操作性。真正的即插即用智能生态系统。

这种全新的智能系统未来能否向后兼容当前系统?在很大程度上是可以的。Wi-Fi 6 已经完全向后兼容 Wi-Fi 5 等技术。但 CHIP 未来能否向后兼容现有的蓝牙和 ZigBee 设备?无线电或网络协议无法向后兼容,例如基于 CHP 的新型灯具将无法在旧的 ZigBee 网络中使用。然而,两者都可以与 Wi-Fi 6 网络协同工作,而应用集成也将由此展开。

总结

由此可见,市场上可能会迎来 Wi-Fi 6 CHIP 设备的爆炸式增长。在消费者的认知中,家里的一切都将“连接 Wi-Fi”。这将通过 Wi-Fi 6 EasyMesh 来实现,终端设备将直接通过 Wi-Fi 无线电(带键盘和屏幕的终端设备)或通过智能手机设置和 IEEE 802.15.4 无线电与 Wi-Fi 6 网络通信。

CHIP 和 Wi-Fi 6 将会是理想组合,可通过 Wi-Fi 网格大大简化室内/智能家居网络和传感器连接,可从降低功耗、缩小电池尺寸以及延长电池使用寿命中获益,并可简化碎片化技术格局。

关于作者

Cees Links Qorvo 无线连接业务部总经理

Cees Links 是 Wi-Fi 行业先锋。在其任职期间,公司开发出了首个无线 LAN,该技术最终成为家喻户晓的技术,集成到个人电脑和笔记本电脑之中。他还率先开发了接入点、家庭组网路由器和热点基站。他参与了 IEEE 802.11 标准化委员会和 Wi-Fi 联盟的筹建工作。另外,他还在 IEEE 802.15 标准化委员会的组建中发挥了重要作用,该标准后来成为 ZigBee 检测和控制网络的基础。Cees Links 是 GreenPeak Technologies 的创始人兼首席执行官,该公司现在已经成为 Qorvo 的一部分。Cees 目前担任无线连接业务部总经理一职。

文章出处:【微信公众号:Qorvo半导体】

责任编辑:gt

原文标题:Wi-Fi 6 和 CHIP:真正的即插即用智能家居

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BCM4375 双频802.11ax Wi-Fi /蓝牙5组合芯片

BCM4358 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n设备。 该产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他需要小尺寸和低功耗连接的产品的客户端设备解决方案。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM ® 技术在2.4 GHz中实现了最高...
发表于 07-04 13:16 680次 阅读
BCM4358 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM4356 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:15 2009次 阅读
BCM4356 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:13 940次 阅读
BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:12 566次 阅读
BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM11211是Broadcom Persona®系列的一部分。 IP通信应用处理器。  BCM11211是Broadcom的Persona IP通信处理器系列的一部分。 BCM11211连接Broadcom的蓝牙,Wi-Fi和GPS连接产品,允许原始设备制造商(OEM)添加技术以扩展下一代产品的功能。  功能 运行基于Linux®的Broadcom MediaxChange™软件,这是经过现场验证的PhonexChange&trade的最新语音,视频和多媒体版本;软件 采用Broadcom创新的音频清晰度技术SmartAudio®,可显着提高IP网络的音质。 BCM11181 VideoCore®的无胶接口; III多媒体协处理器 10/100 Base-TX以太网媒体访问控制器(MAC)和物理层(PHY),支持自动关机绿色模式 应用 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:13 302次 阅读
BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

集成是实现当今PC原始设备制造商系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2040中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2040可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。   BCM2040是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2040是一款真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的Bluetooth SIG规范。该设备完全符合1.1版蓝牙规范,并支持关键的蓝牙1.2版功能,包括自适应跳频和快速连接,这对个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。    功能 具有完全集成的人机接口设备(HID)配置文件和蓝牙1.1版堆栈的单芯片蓝牙设备  On-板8051处理器和RAM / ROM内存  自定义集成蓝牙核心处理器已经过优化,可支持HID配置文件并最大限度地降低功耗 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 智能设备 ...
发表于 07-04 10:08 201次 阅读
BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

单芯片独立基带处理器,集成2.4-GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。   Broadcom BCM2035是一款单芯片独立基带处理器,集成2.4 GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。通过将关键组件集成到设备中,无需外部闪存和有源组件,从而最大限度地减少了实施蓝牙系统的占地面积和系统成本。 BCM2035是通过USB或UART和PCM音频接口需要Bluetooth SIG标准主机控制器接口(HCI)的任何语音和/或数据应用的最佳解决方案。 BCM2035基于BCM2033蓝牙基带核心,外围传输单元和微处理器单元的生产和UnPlugFest验证架构。微处理器单元将低级协议栈存储在只读存储器(ROM)和补丁随机存取存储器(RAM)中,以提供最大的灵活性。 功能 任何单芯片解决方案的最高可用BT无线电性能 小数N频率合成器支持12至40 MHz的任何晶体或TCXO光源 应用 智能设备...
发表于 07-04 10:08 390次 阅读
BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的蓝牙SIG规范。  BCM2042是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2042完全符合2.0版蓝牙规范,包括自适应跳频和快速连接,这些对于个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。集成是实现当今PC制造商的系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2042中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2042可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。  功能 具有完全集成人机界面的单芯片蓝牙设备设备(HID)配置文件和完整蓝牙堆栈 板载8051处理器和RAM / ROM内存 成本优化的鼠标和键盘应用解决方案,通过集成实现最低成本所有外部组件 取代现有鼠标或键盘处理器和内存并添加蓝牙功能 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 笔记本电脑 个人电脑 数字电视 游戏设备 智能设备...
发表于 07-04 10:08 597次 阅读
BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

CableMedea™是一个全面而完整的软件住宅网关包。 CableMedea™是一种全面的软件住宅网关软件包,旨在显着缩短产品上市时间,节省开发成本。它可用于有线调制解调器VoIP网关,有线调制解调器无线网关,电缆调制解调器,有线机顶盒,CableHome网关和PacketCable网关。该产品的完整性使开发人员无需使用额外的第三方软件包,最大限度地减少评估周期和解决接口兼容性问题的软件开发工作。 功能 包括对CableHome™,住宅网关和CableOffice合规性的所有必要支持 为Broadcom的DOCSIS®开发; 1.1和2.0住宅网关产品 管理和配置直观的基于Web的GUI,符合CableHome的CMP实施,SNMPv3,远程功能/服务启用/禁用,远程升级和DOCSIS® 1.1和2.0安全软件下载 LAN连接包括以太网,802.11无线,USB,HomePlug,HPNA,蓝牙,DHCP服务器和UPnP QoS 应用程序 家庭网关 机顶盒 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:04 160次 阅读
CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

BCM1104 千兆IP电话芯片

IP电话芯片使制造商能够构建具有硬件安全性和卓越语音质量的IP电话。   芯片也是集成了千兆以太网(10/100/1000 Mb / s)交换机和两个快速以太网(10/100 Mb / s)收发器,可以选择性地开发传统的快速以太网IP电话设计,而无需额外增加外部收发器的成本。通过添加外部千兆以太网收发器,制造商可以轻松升级其设计以创建千兆以太网IP电话型号。 功能 BCM1104是下一代芯片,集成硬件安全性,高级服务质量(QoS)技术和千兆以太网(GbE)交换机 基于具有增强DSP功能的RISC架构,为中端IP电话提供优化的性能水平 的BroadSAFE&安培;贸易;带有用于AES加密和SHA-1身份验证算法的硬件加速的安全模块 灵活的外设接口架构可以连接无线局域网,蓝牙和视频设备而无需胶合逻辑 应用程序 IP电话 VoIP住宅终端适配器 IP PBX系统...
发表于 07-04 09:51 340次 阅读
BCM1104 千兆IP电话芯片

CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特网无线 MCU 模块

使用业界首款可编程FCC,IC,CE和Wi-Fi认证无线微控制器(MCU)模块,内置Wi-Fi,开始您的设计连接。 SimpleLink CC3200MOD专为物联网(IoT)而创建,是一个集成了ARM Cortex-M4 MCU的无线MCU模块,允许客户使用单个设备开发整个应用程序。凭借片上Wi-Fi,互联网和强大的安全协议,无需先前的Wi-Fi体验即可加快开发速度。 CC3200MOD将所有必需的系统级硬件组件(包括时钟,SPI闪存,RF开关和无源元件)集成到LGA封装中,以便于组装和低成本PCB设计。 CC3200MOD作为完整的平台解决方案提供,包括软件,样本应用,工具,用户和编程指南,参考设计以及TI E2E支持社区。 应用MCU子系统包含行业标准的ARM Cortex- M4内核以80 MHz运行。 该器件包括各种外设,包括快速并行相机接口,I2S,SD /MMC,UART,SPI,I2C和四通道ADC。 CC3200系列包括用于代码和数据的灵活嵌入式RAM;带外部串行闪存引导程序和外设驱动程序的ROM;用于Wi-Fi网络处理器服务包,Wi-Fi证书和凭证的SPI闪存。 Wi-Fi网络处理器子系统具有Wi-Fi片上网络,并包含一个附加功能专用的ARM...
发表于 08-20 17:53 490次 阅读
CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特网无线 MCU 模块