物联网领域中WiFi难题如何解决？

　　连入物联网 （IoT） 的设备数量正在迅速增加，而且丝毫没有放缓的迹象。用于物联网连接的通信标准众多，其中蓝牙和 Wi-Fi 是迄今为止最主要的两个。到 2020 年，这两项技术预计将连接 300 亿个设备，而 Wi-Fi 将一马当先。

　　但 Wi-Fi 并不只是一个简单的标准，它有很多风格，而这就带来了挑战：现在如何设计一个可帮助 Wi-Fi 标准在未来几年盛久不衰的 Wi-Fi 解决方案？

　　在这个帖子中，我会介绍一些使用 Wi-Fi 的不断增长的市场，以及如何开发一个低功耗、高性能、能够满足未来需求的 Wi-Fi 解决方案，并将其投放到今天的物联网市场。

　　智能家居、智能人体：Wi-Fi 在物联网中的应用不断扩大

　　物联网设备正变得越来越个性化，从智能城市、智能家居、再到智能机器人和智能人体。可穿戴设备正在变得越来越普遍，对轻便性、能耗尤其是低成本组件提出了更高的要求。可穿戴设备预计将以每年 50% 的复合速率增长，超越智能手机和平板电脑，成为发展速度最快的消费型技术。

　　

　　另一个巨大的潜在增长领域是智能家居。估计每个家庭将有大约 15 个节点，目前超过 6 亿个家庭的市场相当于超过 100 亿个机会。Wi-Fi 的潜力巨大，多房间内的音频和视频流、监控摄像头和智能家电显然是 Wi-Fi 的完美搭配，作为其主要的通信渠道。

　　借助令人兴奋的新设备，与这些除你的孩子外能控制一切的万能遥控器一样，电视和 OEM 的遥控器正在成为智能家居领域最大的 Wi-Fi 市场。

　　

　　对于支持设计精良的 Wi-Fi 的 SoC 来说，这种增长是一次不错的机会。为了推动设计成功，解决方案必须在所有方面都拿到高分：低功耗、高性能、用户体验、快速上市和低成本。

　　但是，光这些还不够！由于许多 Wi-Fi 标准的复杂性和分散性，一个强大的解决方案还必须能够预测未来，并支持任意标准成为先行者。

　　Wi-Fi 复杂性和分散性

　　Wi-Fi 是一个复杂的标准。此标准被 IEEE 802.11 指定为不同频段上媒体访问控制 （MAC） 和通信物理层 （PHY） 的一系列实现。较老的版本，如 802.11a、802.11b 和 802.11g 正在逐渐被淘汰，现在无处不在的 802.11n 正在改善，用于各种新的使用情况。

　　新设计将尝试从 802.11ac、802.11ad （WiGig）、802.11ah （HaLow）、802.11ax 和其他标准的变化中预测未来的先行者。随着格式分散的扩张，现在更难以确定要从哪一种风格开始。

　　一种软件方法通过先满足几种风格，并推迟完全优化的决定可以缓解这些难题。

　　

　　按协议的 Wi-Fi 芯片组总出货量（来源：ABI Research 公司）

　　另一个重要因素是互操作性。优秀的设计需要能够与第三方解决方案交互来提供最佳用户体验，否则会导致实现经常出现问题并使得第三方产品受限。为解决这个问题，需要使用一种灵活的方法来处理不够理想的地方并给软件打补丁。

　　所以，灵活性显然很重要。但使用硬件解决方案仍然有它的优势。通过将硬件调整到特定的标准，调制解调器可以实现最高效的能耗利用和最佳面积。但这枚硬币的另一面是，没有任何灵活性，缩放也有限。

　　在软件定义的调制解调器 （SDM） 中，面积和功耗略有增加，但灵活性的水平非常高，能够支持多个标准。在早期设计阶段，与它提供的灵活性相比，标准的不确定性带来的负面影响可以忽略不计。

　　灵活性可满足未来需求的SDM解决方案

　　在物联网领域，能耗是关键。尤其是对于可穿戴设备和随时连线设备。

　　为了解决这个问题，CEVA的 RivieraWaves Wi-Fi 平台支持所有的协议级低功耗特点，如 Wi-Fi 多媒体省电（WMM-PS）。此外，我们的 DSP 还采用各种方法来最大限度地降低能耗。为实现高效的功率门控，使用了多个电源域，以便在低功耗模式下，可以关闭大多数的设计。

　　为了保持峰值性能和用户体验，通过保留少量内存，将唤醒时间缩至最短。CEVA的友好设计在综合阶段能够实现自动时钟门控。这些特点使我们的解决方案成为了行业内面积最小、能效最高的 Wi-Fi IP 平台。

　　

　　我们的解决方案还通过提供一个完全集成的子系统，降低了集成的复杂性。这样支持简单、快速地集成到片上系统，同时有助于自由地进化和分化。

　　我们的平台是完整的解决方案，包括例如，在一个基于 CEVA-TeakLite-4 的平台上，我们可以使用相同的架构来支持 802.11n、802.11ac、802.11ah （HaLow）、802.11ax（路线图）。通过使用相同的 MAC，仅更换 PHY 以在不同型号之间切换。

　　我们的 Wi-Fi SDM 也集成在我们的 CEVA-Dragonfly 多模通信解决方案中。除了 Wi-Fi，Dragonfly 平台还支持不同的无线标准，如 802.15.4g、Sigfox、LoRa、LTE Cat M、NB-IoT、GPS 和其他标准。