先來看一張圖,！

圖1 基于TI CC3000的Wi-Fi智能家居控制器方案

你看到了什么？一些人說是“豪宅”,，確實是,，但這里想說的并不是“土豪”的意思，而是把“智能”注入到了家居生活中,，讓人們可以過上這樣一種生活：用手機或者其他便攜設(shè)備上安裝的APP控制著家里的家具,、電器，例如,，隨時打開車庫門,，拉開窗簾，打開電視,、微波爐,、燈、空調(diào)等,。而這也可以放在任何一個普通的房間,，只要你有Wi-Fi。

智能家居的概念已經(jīng)預(yù)熱了很多年,，為什么一直沒有廣泛應(yīng)用呢？原因有很多,，但是歸根結(jié)底是使用起來太麻煩,，畢竟過去設(shè)計的智能家居都是大都基于ZigBee的,。隨著3G、4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,，以及智能手機和Wi-Fi的普及,，智能家居這下可真的來了。日前,，TI無線連接解決方案業(yè)務(wù)部嵌入式連接方案總經(jīng)理Amichai Ron,、TI半導(dǎo)體事業(yè)部嵌入式產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻先生以及TI中國無線連接解決方案業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理姜輝在北京向記者展示TI重磅推出并寄予厚望的Internet-on-a-chip解決方案：SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200系列。

圖2 TI無線連接解決方案業(yè)務(wù)部嵌入式連接方案總經(jīng)理Amichai Ron以及TI中國無線連接解決方案業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理姜輝

看TI如何把Wi-Fi化繁為簡

Amichai首先說明了為什么TI會重點推廣SimpleLink Wi-Fi：“因為它把Wi-Fi互聯(lián)做得非常簡單,，也非常便于客戶開發(fā)產(chǎn)品,，而Wi-Fi在物聯(lián)網(wǎng)中的地位也是舉足輕重的。 過去,，要讓設(shè)備非常智能并互聯(lián)通常需要兩點,，一是MCU做編程，二是需要一些Wi-Fi或無線連接設(shè)備讓它互聯(lián),，今天我們看TI怎么把兩者結(jié)合,，實現(xiàn)真正單芯片的SoC。”

Wi-Fi確實有非常多的應(yīng)用場合,，也可以帶來很多便利,，但有幾大難點使得以前Wi-Fi無法大規(guī)模推廣。Amichai分析道：“首先它難以理解和編程, 而TI CC3100和CC3200是低功耗Wi-Fi可編程微控制器,，是真正單芯片的SoC,，方便了編程。其次,，Wi-Fi是一種高功率的無線連接技術(shù),，之前大家很少會把它和電池供電系統(tǒng)連接在一起，因為雖然Wi-Fi吞吐量非常大,，但功耗也很高,，現(xiàn)在TI推出的是低功耗的Wi-Fi，依靠兩節(jié) AA 電池可以運行一年以上,，并為電池供電式終端設(shè)備帶來了Wi-Fi功能,。第三，之前很多工程師和客戶認為做Wi-Fi必須有射頻或Wi-Fi的相關(guān)經(jīng)驗,，而CC3100和CC3200可以讓對Wi-Fi經(jīng)驗不足的工程師很快上手,。SimpleLink Wi-Fi的使命就是讓Wi-Fi的開發(fā)更簡單，輕松實現(xiàn)以前Wi-Fi做不到或很難做的應(yīng)用,。”  

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)核剖析

 CC3100和CC3200是兩款基于相同Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)核的產(chǎn)品,，其內(nèi)核架構(gòu)如圖3所示。CC3100稱為片上互聯(lián)網(wǎng),，它實際是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器,，它可以通過SPI,、UART與外部MCU進行通信，需要外部MCU給它做一些驅(qū)動,。CC3100其實只需要7 KB左右的Wi-Fi底層驅(qū)動,，為它配一個非常低成本的MCU（如 MSP430）就可以了。CC3100內(nèi)部集成整個TCP/IP 堆棧,、RAM,、ROM、DC/DC,、振蕩器和BAT Monitor等,，還有TLS、SSL以及和安全相關(guān)的硬件加密在里面,。CC3100用于采用外部低成本MCU的嵌入式TCP/IP堆棧,。

CC3200是片上互聯(lián)網(wǎng)+MCU，即80 MHz ARM Cortex-M4核與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器相集成,。與CC3100的最大區(qū)別就是其含有Cortex-M4核以及DMA,、計時器和GPIO等通常MCU有的外設(shè)。

圖3  CC3100和CC3200內(nèi)部架構(gòu)

如何更簡單,？

Amichai向記者詳細分析了SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200怎樣把“事物”連接至互聯(lián)網(wǎng),。（1）把和Wi-Fi相關(guān)的驅(qū)動代碼壓縮得非常小，低至7 KB的主機代碼,，實現(xiàn)了與低成本 MCU的集成,。（2）在軟件層提供了業(yè)界標準的BSD套接字API，適用于 TCP/IP通信,。以前要用上百行的代碼寫命令去控制,，現(xiàn)在只需要發(fā)一行簡單的指令就可快速構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并可重用業(yè)界的可用互聯(lián)網(wǎng)代碼,。（3）具有硬件加密引擎,，用于實現(xiàn) TLS/SSL 互聯(lián)網(wǎng)安全，能在150 ms內(nèi)建立 TLS 連接,，實現(xiàn)快速安全的用戶體驗,。（4）具有低功耗射頻和高級低功耗模式。（5）具有最靈活的Wi-Fi配置/預(yù)置選項,，允許客戶以最適合其應(yīng)用的方式設(shè)置無監(jiān)視器的設(shè)備,。 

針對Wi-Fi靈活的配置優(yōu)點，Amichai舉例說：“我們用手機或電腦配Wi-Fi要先連Wi-Fi的熱點,，找到之后再輸入密碼,。以后Wi-Fi的應(yīng)用場合會很多，例如插座也會用Wi-Fi（智能插座），電梯里也會用Wi-Fi,，還有Wi-Fi智能手環(huán),，沒有顯示屏來輸密碼怎么辦,？TI有個SmartConfig,，它可以幫用戶把Wi-Fi配置做得非常簡單，TI也支持通過WAP去連接,。”

將Wi-Fi能耗降至新低

在Wi-Fi中連接的模式大致分為始終保持連接和間歇式連接兩類,。TI不但在休眠時間做了很多低功耗處理，在射頻發(fā)射或接收瞬間也做到了低功耗,。在始終保持連接模式下,，SimpleLink Wi-Fi可實現(xiàn)120 μA 睡眠電流 （當(dāng)連接至網(wǎng)絡(luò)時）、37 mA 收聽電流 （對于信標接收）和長睡眠間隔 （長達 2 s,通常每 100 ms 喚醒一次）,。在間歇式連接模式,，其具有4 μA 冬眠模式電流（業(yè)界最低）和多個喚醒源，95 ms 喚醒時間（從冬眠到建立安全的 Wi-Fi 連接）以及200 ms TLS 連接時間（TI競爭對手這個值是在秒的量級）,。

物聯(lián)網(wǎng)三寶：安全,、快速、云支持

在Amichai先生談到智能家居時,，記者腦中浮現(xiàn)出這樣一個畫面：有人可以看到我在家做的一切,，不僅如此，還可以控制我家的空調(diào)溫度,，讓我難受,，甚至突然點燃煤氣，置我于死地,。雖然這只是記者被害妄想癥的情節(jié),，但大家也都比較關(guān)心家里個人的信息是否會被別人截獲或惡意操控。Amichai消除了記者的疑慮,，他談到物聯(lián)網(wǎng)的幾個很重要的指標,，首當(dāng)其沖的就是互聯(lián)網(wǎng)的安全性。TI SimpleLink Wi-Fi提供了互聯(lián)網(wǎng)的加密,，包括Wi-Fi和因特網(wǎng),，其內(nèi)嵌硬件加密引擎會帶來兩個好處，一是快速連接,，硬件比軟件快很多,，實時性好，軟件的復(fù)雜度也加大降低,；二是用戶體驗,，從不斷喚醒到加密以及連接，硬件快速連接的用戶體驗更好。

所有的物聯(lián)網(wǎng)真正的價值鏈是在云端,，TI的SimpleLink Wi-Fi會支持整個云端,。Amichai介紹到：“Wi-Fi要做的工作是要把整個互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)搭起來，要和很多云平臺進行合作,。TI的合作伙伴IBM等都是用CC3100和CC3200做平臺架構(gòu),。我們的生態(tài)鏈全都是開放式的，它是針對整個互聯(lián)網(wǎng),，可以做到互聯(lián)互通,。總之,，利用SimpleLink Wi-Fi可以輕松創(chuàng)建IoT解決方案所需的一切,，即穩(wěn)健的安全性、快速連接和云支持等,。"

推動Wi-Fi成長的市場主要有：智能家居和樓宇自動化,、智能能源處理、多媒體,、保密和安全,、M2M通信，當(dāng)然不僅限于此,。而且這些應(yīng)用中也不可能只用到一種無線連接技術(shù),。Amichai補充到：“TI在無線連接技術(shù)領(lǐng)域有最寬廣的產(chǎn)品線，并且有非常好的案例可以把這幾種技術(shù)融合在一起,。例如,，在溫控器或電表應(yīng)用中會有多種技術(shù)的融合，2.4G穿墻能力會差一些,，可能還需要有ZigBee做一些網(wǎng)絡(luò)適配,，當(dāng)中的信息傳輸可以通過Wi-Fi來實現(xiàn)。”

前陣子看到一個新聞,，MIT一個實驗室室發(fā)明了一種新技術(shù),，利用Wi-Fi信號產(chǎn)生的回饋，可以不通過任何穿戴設(shè)備,，便能探知一墻之隔的人體胸腔起降和心率,，并且準確率高達99%。Wi-Fi的深入應(yīng)用才剛剛開始,，憑借TI的Internet-on-a-chip解決方案大膽發(fā)揮人類的想象力,，天馬行空的設(shè)計可能會開啟Wi-Fi的嶄新應(yīng)用。