此 Wi-Fi／藍牙組合讓添加物聯網連接性更輕鬆

RF 電路設計師像是有法力，能結合魔法與藝術。儘管在 RF 硬體實作中有精細的塑模和模擬工具，但實際操作時還是會有許多意想不到之處。此時就需要 RF 設計人員豐富的經驗，以及調查、測試和偵錯的能力，才有辦法滿足當今的效能和直流電源使用指標。

針對高達數百兆赫 (MHz) 的頻率，若要滿足這些指標，以手工設計雖然具挑戰性但還是可達成。不過，由於預算緊繃、上市時間短促、監管要求以及最終使用者對效能要求的不斷攀升，手工設計已達到極限。

現今的無線鏈路設計需要：

• 提供卓越的效能，以支援多個無線頻段
• 同時實作 Wi-Fi 和藍牙連線
• 需要最少的導入設計、偵錯、整合作業
• 使用最少的電路板空間和直流電源
• 滿足相關 IEEE 無線技術標準
• 滿足頻外發射、電磁干擾 (EMI) 和 RF 干擾 (RFI) 等眾多嚴格的監管要求
• 可批量生產且低成本 (無需手工調整)

使用離散元件自己動手做 (DIY) 將無法滿足這些要求。離散元件除了需相關的手工調整和製作作業，還會增加空間、成本、庫存和採購方面的挑戰。

另一個方式是使用單一或數家供應商的 IC 晶片組。然而，讓這些獨立的 IC 與其相關離散元件協同工作絕非易事，而且必須通過監管部門核准的測試，如此一來，也會拉長上市時間。

強大的 IC 提供功能、特點和便利性

幸好，連接方面的挑戰已經不再那麼複雜。Infineon Technologies AG 的 AIROC CYW5557x 系列組合式 Wi-Fi 和藍牙系統單晶片 (SoC)，即為良好的一例 (圖 1)。此元件能提供無縫、高效能的物聯網 (IoT) 連接，還能將運作功耗降至最低。

圖 1：CYW5557x 系列為 IoT 裝置結合 Wi-Fi 和藍牙連線。(圖片來源：Infineon Technologies)

此系列成員支援 Wi-Fi 6/6E 功能，具有三頻(2.4 GHz、5 GHz、6 GHz) 能力，並提供 1×1 單輸入、單輸出 (SISO) 和 2×2 多路輸出-輸入、多輸出 (MIMO) 天線陣列配置。此系列還具有整合式電源管理單元 (PMU)。

Wi-Fi 無線電透過 PCIe v3.0 Gen2 或 SDIO 3.0 介面連接到主機處理器，而藍牙主機介面則使用高速 4 線 UART 介面。此外，CYW5557x 支援用於藍牙音訊應用的 PCM 和 I ² S 介面，以及用於外部 LTE 和 IEEE 802.15.4 晶片的共存介面。

CYW55572 支援：

• Wi-Fi 6 (2.4 GHz、5 GHz)、2×2 MIMO，版本 1 和 2 功能：正交分頻多工存取 (OFDMA)、多使用者 MIMO (MU-MIMO)、目標等待時間 (TWT) 和雙載波調變 (DCM)
• 20/40/80 MHz 通道、1024 正交幅度調變 (QAM) 和高達 1.2 Gbps 數據傳輸率的實體層 (PHY) 
• 增強範圍、節能和網路效率特點
• 在整個產品生命週期中保護各個子系統的多層安全性
• Wi-Fi 和藍牙或外部 LTE 或 15.4 無線電之間的智慧共存
• 藍牙 5.3、雙模操作
• 具有 Auracast 廣播功能的 LE 音訊
• 藍牙傳輸選項為 20 dB，參考 1 mW (dBm)、13 dBm 或 0 dBm

類似的系列成員 CYW55573 與 CYW55572 的主要差異在於提供 Wi-Fi 6/6E 三頻 Wi-Fi 連線 (2.4 GHz、5 GHz、6 GHz)。

CYW5557x 系列的優勢超出上述基本支援功能，也提供：

• 極低延遲和虛擬、同步、雙頻操作特點，可進行無縫音訊和視訊串流
• 範圍提升功能可確保裝置與遠端存取點保持連接
• 強化的網路穩健特點，確保在擁塞或重疊的網路環境中達到最佳視訊／音訊串流
• 進階省電特點，可最大程度延長電池續航力
• 網路卸載可節省系統功耗
• 在整個產品生命週期中保護各個子系統的多層安全性

此外，其工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，並採用 FCBGA、WLCSP、WLBGA 封裝。

無需費時費力重頭設計

CYW5557x 晶片組功能完整，但每種設計都需要相關元件，包括 DC-DC 穩壓器、旁路被動元件，以及合適的電路板佈局。

您無需從頭開始設計新的電路板，而是可以利用經過監管機構認證的生產就緒型模組，如此可加速上市時間。您只需安裝連接性軟體，驗證設計，就可以投入生產。

例如，Embedded Artists AB EAR00413 2EA M.2 評估模組 (與 Murata Electronics 使用其 2EA 模組共同開發) 可助您快速輕鬆地開始進行應用開發 (圖 2)。這款相容於 PCIe 的介面板採用 M.2 外型尺寸 (22 × 44 mm)，使用 AIROC CYW55573 晶片組，支援 Wi-Fi 6E、802.11 a/b/g/n/ac/ax 2x2 MIMO 和藍牙 5.2 連接性。

圖 2：AIROC CYW55573 的 EAR00413 評估板採用 M.2 外形尺寸。(圖片來源：Embedded Artists AB)

此板件是採用標準化外形尺寸的「即用型」認證解決方案，可對維護良好的軟體驅動程式 (Linux SDK) 進行存取，並具備 Embedded Artists 的額外支援，包括進階偵錯支援。

對設計人員而言，另一個優勢是不一定需要具備 RF 專業知識。此規格書可識別第三方的特定單頻和多頻 SISO 和 MIMO 天線。

結論

為最新版本 Wi-Fi 和藍牙實作和支援高效能、低功率資料鏈路，在設計和偵錯上都是一項挑戰。Infineon Technologies 的高度整合 CYW5557x Wi-Fi／藍牙組合 SoC，結合第三方模組和軟體支援，為物聯網設計簡化流程並可加速上市。