联盛德W801芯片：物联网应用的理想之选

在物联网飞速发展的今天，芯片作为核心组件，其性能和功能直接影响着物联网设备的表现。联盛德微电子的W801芯片，凭借其丰富的功能和出色的性能，成为了众多物联网应用的理想选择。本文将对W801芯片进行详细介绍，帮助电子工程师更好地了解和应用这款芯片。

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一、芯片概述

W801是一款安全的IoT Wi-Fi/蓝牙双模SoC芯片，它提供了丰富的数字功能接口。支持2.4G IEEE802.11b/g/n Wi-Fi通讯协议，同时支持BT/BLE双模工作模式以及BT/BLE4.2协议。芯片集成了32位CPU处理器，内置了UART、GPIO、SPI、I2C等多种数字接口，还支持TEE安全引擎，具备多种硬件加解密算法，内置DSP、浮点运算单元与安全引擎，支持代码安全权限设置，内置2MB Flash存储器，支持固件加密存储、固件签名、安全调试、安全升级等多项安全措施，适用于智能家电、智能家居、智能玩具、无线音视频、工业控制、医疗监护等广泛的物联网领域。

二、芯片特征

（一）芯片外观

采用QFN56封装，尺寸为6mm x 6mm，这种封装形式在保证芯片性能的同时，也便于在电路板上进行安装和布局。

（二）MCU特性

1. 处理器性能：集成32位XT804处理器，工作频率高达240MHz，内置DSP、浮点运算单元与安全引擎，能够满足复杂的计算和处理需求。
2. 存储能力：内置2MB Flash和288KB RAM，同时集成PSRAM接口，支持最高64MB外置PSRAM存储器，为程序运行和数据存储提供了充足的空间。
3. 接口丰富：集成6路UART高速接口、4路16比特ADC（最高采样率1KHz）、1个高速SPI接口（支持最高50MHz）、1个主/从SPI接口、1个SDIO_HOST接口（支持SDIO2.0、SDHC、MMC4.2）、1个SDIO_DEVICE（支持SDIO2.0，最高吞吐率200Mbps）、1个I2C控制器、GPIO控制器（最多支持44个GPIO）、5路PWM接口、1路Duplex I2S控制器、LCD控制器（支持4x32接口）、1个7816接口和15个Touch Sensor。

（三）安全特性

1. 安全引擎：MCU内置Tee安全引擎，代码可区分安全世界/非安全世界，集成SASC/TIPC，内存及内部模块/接口可配置安全属性，防止非安全代码访问。
2. 固件安全：启用固件签名机制，实现安全Boot/升级，具备固件加密功能，增强代码安全，固件加密密钥使用非对称算法分发，增强密钥安全性。
3. 硬件加密模块：支持RC4256、AES128、DES/3DES、SHA1/MD5、CRC32、2048 RSA等多种加密算法，内置真随机数发生器。

（四）Wi-Fi特性

支持GB15629.11 - 2006、IEEE802.11 b/g/n协议，支持Wi-Fi WMM/WMM - PS/WPA/WPA2/WPS，采用EDCA信道接入方式，支持20/40M带宽工作模式，支持STBC、GreenField、Short - GI、反向传输、AMPDU、AMSDU等，支持IEEE802.11n MCS 0~7、MCS32物理层传输速率档位，传输速率最高到150Mbps，2/5.5/11Mbps速率发送时支持Short Preamble，支持HT - immediate Compressed Block Ack、Normal Ack、No Ack应答方式，支持CTS to self，支持Station、Soft - AP、Soft - AP/Station功能。

（五）蓝牙特性

集成蓝牙基带处理器/协议处理器，支持BT/BLE双模工作模式，支持BT/BLE4.2协议。

（六）低功耗模式

支持3.3V单电源供电，支持Wi-Fi节能模式功耗管理，支持工作、睡眠、待机、关机工作模式，待机功耗小于10uA。

三、芯片结构与地址空间划分

（一）芯片结构

W801芯片主要由RF Transceiver、Memory、Wi-Fi SubSystem、BT SubSystem等部分组成，各部分协同工作，实现芯片的各项功能。

（二）地址空间划分

芯片的地址空间划分为三个512M - Byte的Block，分别为Code、SRAM和Peripherals。总线从设备的地址空间也进行了详细细分，包括ROM、FLASH、SRAM、Mac RAM、PSRAM等，不同的区域用于存放不同类型的数据和程序，以确保芯片的正常运行。

四、功能描述

（一）SDIO控制器

1. SDIO HOST控制器：提供访问安全数字输入输出卡（SDIO）以及MMC卡的数字接口，兼容SD卡规范1.0/1.1/2.0（SDHC）、SDIO内存卡规范1.1.0和MMC规范2.0~4.2，可配置接口时钟速率（0~50MHz），支持标准MMC接口，支持最大1024字节的Block，具备软复位功能，自动Command/Response CRC生成/校验、数据CRC生成/校验，可配置timeout检测，支持SPI、1比特SD和4比特SD模式，支持DMA数据传输。
2. SDIO Device控制器：SDIO2.0设备端接口，内部集成1024Byte的异步FIFO，完成主机与芯片的数据交互，兼容SDIO卡规范2.0，支持主机速率0~50MHz，支持最大1024字节的Block，支持软复位功能，支持SPI、1比特SD和4比特SD模式。

（二）高速SPI设备控制器

兼容通用SPI物理层协议，通过约定与主机交互的数据格式，实现主机对设备的高速访问，最高支持工作频率为50Mbps，兼容通用SPI协议，可选择电平中断信号，采用简单的帧格式，全硬件解析与DMA。

（三）DMA控制器

最多支持8通道，16个DMA请求源，支持链表结构与寄存器控制，采用Amba2.0标准总线接口，支持基于存储器链表结构的DMA操作，支持1,4 - burst操作模式，支持byte、half - word、word操作，源、目的地址不变或顺序递增可配置或在预定义地址范围内循环操作，同步DMA请求和DMA响应硬件接口时序。

（四）时钟与复位

支持芯片时钟和复位系统的控制，时钟控制包括时钟变频、时钟关断以及自适应门控；复位控制包括系统以及子模块的软复位控制。

（五）内存管理器

支持发送接收缓存大小的配置，以及MAC访问缓存的基址、缓存个数、帧聚合上限等控制信息。

（六）数字基带

支持IEEE802.11a/b/g/e/n（1T1R）发射和接收机算法实现，数据速率为1~54Mpbs（802.11a/b/g），6.5~150Mbps（802.11n），MCS格式为MCS0~MCS7、MCS32（40MHz HT Duplicate模式），信号带宽为20MHz、40MHz，实现1T1R的MIMO - OFDM spatial multiplexing，支持Short GI模式、legacy模式与Mixed模式，支持40MHz带宽下对20M上下边带信号的发射接收，支持MCS0~7、32的STBC接收，支持Green Field模式。

（七）MAC控制器

支持IEEE802.11a/b/g/e/n MAC子层的协议控制，支持EDCA信道接入方式、CSMA/CA、NAV与TXOP保护机制，具备Beacon、Mng、VO、VI、BE、BK五路发送队列与QoS，支持单、广组波帧接收发送，支持RTS/CTS、CTS2SELF、Normal ACK、No ACK帧序列，支持重传机制以及重传速率和功率控制，支持MPDU硬件聚合解聚合与Immediate BlockAck模式，支持RIFS、SIFS、AIFS，支持反向传输机制，支持TSF计时，并且软件可配置，支持MIB统计信息。

（八）安全系统

满足加解密吞吐率大于150Mbps，采用Amba2.0标准总线接口，支持IEEE802.11a/b/g/e/n协议规定的安全算法，配合完成发送接收数据帧的加解密，支持WAPI安全模式2.0、WEP安全模式 - 64位加密、WEP安全模式 - 128位加密、TKIP安全模式和CCMP安全模式。

（九）其他控制器

还包括FLASH控制器、RSA加密模块、通用硬件加密模块、I2C控制器、主/从SPI控制器、UART控制器、GPIO控制器、定时器、看门狗控制器、射频配置器、射频收发器、PWM控制器、I²S控制器、7816/UART控制器、PSRAM接口控制器、ADC和触摸按键控制器等，各控制器都有其独特的功能和特点，共同保障芯片的正常运行。

五、管脚定义与电气特性

（一）管脚定义

W801采用QFN56封装，文档详细给出了其管脚布局图和管脚分配定义，每个管脚都有其特定的功能和复用功能，以及最高频率、上下拉能力和驱动能力等参数。电子工程师在设计电路板时，需要根据这些参数合理连接芯片的各个管脚。

（二）电气特性

1. 极限参数：包括供电电压（3.0 - 3.6V）、输入逻辑电平低（ - 0.3 - 0.8V）、输入逻辑电平高（2.0 - VDD + 0.3V）、输入引脚电容（2pF）、输出逻辑电平低（0.4V）、输出逻辑电平高（2.4V）、输出最大驱动能力（24mA）、存储温度范围（ - 40℃ - +125℃）和工作温度范围（ - 40℃ - +85℃）等。
2. 射频功耗参数：在3.3V供电，发射按50%占空比测试的条件下，给出了不同模式下的射频功耗，如发射IEEE802.11b 1Mbps时为240mA（POUT = +19.4dBm）等。
3. Wi-Fi射频参数：包括输入频率（2.4 - 2.4835GHz）、发射功率、接收灵敏度和邻道抑制等参数。
4. 蓝牙射频参数：分为传统蓝牙射频和低功耗蓝牙射频，分别给出了接收器和发射器在不同速率下的各项参数，如灵敏度、最大接收信号、共信道抑制比、带外阻塞、互调、射频发射功率、增益控制步长、射频功率控制范围等。

六、封装信息

文档提供了W801的封装参数表，包括封装尺寸、引脚间距等详细信息，为芯片的封装设计和电路板布局提供了重要依据。

综上所述，联盛德W801芯片以其丰富的功能、出色的性能和安全特性，为物联网应用提供了强大的支持。电子工程师在设计物联网设备时，可以根据芯片的特点和需求，合理选择和应用W801芯片，开发出更具竞争力的产品。你在实际应用中是否遇到过类似芯片的选型和设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。