罗姆无线LAN模块技术的演进

前言
罗姆集团拥有各种无线通信技术,包括以无线lan为首的bluetooth、zigbee,以及针对2012年7月份日本开放的920mhz频段的特定小功率无线等技术。
罗姆通过与集团旗下公司lapis semiconductor的技术融合,具备从无线通信用ic到模块的产品优势,配合客户需求,为客户提供充分发挥各种通信规格的电波特性的通信ic与模块。尤其是无线通信用ic,利用lapis semiconductor引以为豪的低功耗rf-cmos技术和高性能modem技术,实现了业界最高水平的低功耗和无线性能,这也是该类产品的一大特征。
背景介绍
如今,伴随全球各个领域对无线通信需求的日益增长,对技术高规格、高性能的要求也随之水涨船高。特别是在向工控、车载等领域扩展时,由于环境的严苛,要实现普及还需要解决诸多课题。对此,罗姆凭借自身从ic开始的“一条龙”生产体制的优势,迎合市场的各种需求,并结合了创新技术,呈现出更完备、更高标准的无线lan模块,在模块技术上取得全新的突破。
罗姆新推无线lan模块“bp3580/bp3591”
此次,罗姆全新推出了支持ieee802.11b/g/n标准的无线lan模块“bp3580/bp3591”(如右图所示)。罗姆的无线lan模块“bp3580/bp3591”包括rf部分在内已完全调整好,不仅具备基本的无线lan通信功能,而且还配置了通常内置于主机侧的认证和加密用的supplicant(客户端认证软件)和wps(wi-fi protected setup、无线lan设备之间进行加密设置的规格)。
不仅如此,还在模块侧内置tcp/ip协议栈,使所有网络处理都可以由模块完成,因此,即使因主机资源不足很难配置无线lan的白色家电和健康器械等也可轻松搭载无线lan.在表面贴装型“bp3580”之外,产品阵容中又新增了通过连接器进行连接的天线内置型“bp3591(与主机的接口uart为对象)”。
图:无线lan模块“bp3580/bp3591”
通过内置天线,完全无需原本需要高度技术诀窍的高频设计,而且该产品已经通过了日本国内电波法认证,只要组装到配套设备中立即可作为无线设备使用。
“bp3580/bp3591”融合创新技术,独具优势
“bp3580/bp3591”的最大的特征是内置罗姆自产的基带ic(bu1805gu)。通过使用自产基带ic,可实现更加完善的开发支持与长期稳定供应。
[图1] “bp3580/bp3591”的特征
如图1所示,“bp3580/bp3591”产品的基带ic和模块以及软件、硬件均由罗姆开发,因此,内部绝对没有黑盒(black box),这使开发支持更加完备。同样,从ic开始的“一条龙”生产体制不会因外部因素而导致停产等,因此长期稳定供应也是该产品的强项。另外,实施了充分的连接试验,实现了非常高质量的连接稳定性。关于电波法的认证,“bp3591(天线内置型)”模块整体已经获得了日本和美国(fcc)的电波法认证。“bp3580(表面贴装型)”也已经做好了可轻松获得日本国内电波法认证的准备。3.3v单个电源即可工作,工作温度也覆盖了‐40℃~+85℃的范围。
表1为“bp3580/bp3591”的规格概要。sdio通用型和usb通用型设想用于tcp/ip协议栈搭载于主机微控制器侧的系统中。tcp/ip协议栈内置型设想用于rs-232c接口设备连接无线lan的系统或主机微控制器侧没有搭载tcp/ip协议栈的系统中。罗姆为客户预备了sdio通用型和usb通用型以及tcp/ip协议栈内置型的固件, “bp3580/bp3591”的硬件是共通的,通过改变下载的固件来选择型号。
[表1] “bp3580/bp3591”规格概要
图2为“bp3580/bp3591”的框图。“bp3580”为表面贴装型,“bp3591”为天线内置型。另外,如前所述,在使用这些模块时,每次启动需要从host cpu或闪存下载固件进行使用。host cpu中没有储存固件的存储区时,模块具备闪存启动功能,只要通过外置的方式准备好闪存,接通电源的同时即可进行自动读取固件并运行的工作。
[图2] “bp3580/bp3591”框图
罗姆的固件产品阵容如表2所示,客户可根据用途自由选择固件。罗姆定位为“标准”的固件(接口为usb、sdio)的sta(station)型①与ap(access point)型③、tcp/ip内置固件(接口为uart)的sta(station)型②与ap(access point)型④已经公布,而且,支持wi-fi direct的标准固件⑤以及tcp/ip内置固件⑥的开发也在进行。
[表2] “bp3580/bp3591”用固件产品阵容
接下来使用图3的软件协议栈构成图对固件进行说明。左侧为采用标准固件①、③时的软件协议栈构成图,右侧为采用tcp/ip内置固件②、④时的软件协议栈构成图。上半部分为host side software(需要客户准备的软件),下半部分为存储于无线模块侧的软件。
左侧标准固件的特征之一是,虚线圈围部分的处理wps,wpa/wpa2等无线lan认证与安全的软件(supplicant)存储于无线模块侧。
因此,这些无需客户准备。另外,host侧需要wireless lan device driver模块,这对于客户来说是开发负担非常大的一部分,但罗姆预备了开发的device driver,可以向客户无偿提供os linux版驱动参考源代码。
关于右侧的tcp/ip内置固件,是在标准固件的supplicant基础上将tcp/ip协议栈存储于无线模块侧的固件。而且,备有罗姆独家的wid指令,可从主机侧使用wid指令来命令、控制模块。也就是说,tcp/ip协议栈存储于模块侧并通过命令进行控制,使“无需驱动”即可安装无线lan成为可能。
由于“无需驱动”,与以往的无线lan相比,可大大缩短客户的开发期间。另外同时对host cpu的规格要求也较低,仅需8bit的cpu即可控制。
另外,sta固件安装了“dhcp client”、“wps enrollee”功能,ap固件安装了“dhcp server”、“wps registrar”功能。
[图3] “bp3580/bp3591”软件协议栈构成
tcp/ip协议栈内置型有两种模式。第一种是用rs-232c连接的终端之间插入“bp3580/bp3591”即可轻松实现无线连接的“终端模式”;第二种是通过在主机侧进行简单的socket编程来实现更复杂的工作的“通讯模式”。
表3是tcp/ip协议栈部分的规格概要。例如,只要使用tcp端口将smtp和pop3的协议安装在主机微控制器侧,即可实现收发信息功能。
今后:罗姆将积极推进无线lan模块的发展
面向无线lan模块的发展,罗姆以“使用简便(即使没有经验)”,“提供全力支持”为开发理念,不仅在当下,今后也会一如既往,不断完善全球的支持体制,充分利用自产ic的优势,随时推进新商品的开发,为用户呈现更全方位的技术体验。

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