wifi模块开发芯片选型对比

1、Wifi 模块开发调研本文对几款主流的 wifi 芯片进行对比, 包括 TI 公司的 cc3200, 乐鑫的 esp8266, 联发 科的 mt7681。通过了解它们的特点和开发环境等方面的需求,选取适用于自己使用的芯片 来进行物联网 wifi 模块的开发。1CC3200 1.1芯片简介CC3200是 TI 无线连接 SimpleLink Wi-Fi 和物联网 (IoT 解决方案最新推出的一款 Wi-Fi MCU,是业界第一个 具有内置 Wi-Fi 的 MCU ,是针对物联网应用、集成高性能 ARM Cortex-M4的无线 MCU。客户能够使用单个集成电路开发整个应用,借助片上 Wi-Fi、

2、互联网和强大的 安全协议,无需 Wi-Fi 经验即可实现快速的开发。CC3200是一个完整平台解决方案,其中 包括软件、示例应用、工具、用户和编程指南、参考设计以及 TI E2E 支持社区。CC3200采 用易于布局的四方扁平无引线(QFN封装。有人科技的 USR-C322模块采用的是 TI 的 CC3200方案,基于 ARM Cortex-M4内核,运 行频率高达 80MHz; 超低功耗:低功耗, 在网待机低至 3.5mA, 深度休眠最低 25uA; Simplelink 功能:实现一键联入 Wi-Fi 网络;另外支持自定义网页、websocket、httpd client 等功能。1.2特

3、点Wi-Fi 网络处理器(CC3200包含一个 Wi-Fi 片上互联网和一个可完全免除应用 MCU 处 理负担的专用 ARM MCU。Wi-Fi 片上互联网包含 802.11b/g/n射频、基带和具有强大加密引 擎的 MAC,可以实现支持 256位加密的快速安全的互联网连接。Wi-Fi 片上互联网还包括嵌 入式 TCP/IP和 TLS/SSL协议栈、 HTTP 服务器和多种互联网协议。 CC3200支持站点、 接入点 和 Wi-Fi 直连 3种模式,支持 WPA2个人和企业安全性以及 WPS2。1.3开发支持官方提供的 SDK 包含用于 CC3200可编程 MCU 的驱动程序、40个以上的示例

4、应用以 及使用该解决方案所需的文档。 它还包含闪存编程器, 这是一款命令行工具, 用于闪存软件 并配置网络和软件参数(SSID、接入点通道、网络配置文件等、系统文件和用户文件(证 书、网页等。SDK 中所有的应用例程均支持 CCS 开发环境、并且都是不带操作系统的。 当然,也有一 些例程基于实时操作系统 FreeRTOS 和 TI RTOS, 也有一部分支持 IAR、 GCC 开发环境。 因此, 此款芯片可以在 TI 的 CCS 集成开发环境下开发,可以不涉及操作系统,使开发更简单。2ESP8266 2.1芯片简介 从图中可以看出, 芯片内部集成 CPU,是 32位的处理器,既作为 wifi

5、协议处理器,也 作为应用处理器, 主频支持 80MHz 和 160MHz 两种频率,开发者可以编写应用程序下载到芯 片,处理器可以运行开发者编写的应用程序,应用程序是使用官方提供的 ESP FLASH DOWNLOAD TOOL 工具通过 UART0烧写到芯片外接的 SPI Flash;有一块 SRAM,除开运行自带 的程序剩余了 50k 给开发者;带有 SDIO 接口、SPI 接口、GPIO 接口、I2C 接口,GPIO 口有 PWM 的复用功能,实际还有两个 UART 口,结构图中没有给出,UART0支持流控,UART1只有 TX 功能; 芯片内部没有集成 Flash, 需要外接 SPI

6、Flash, 当前支持 512KB, 1024KB, 2048KB, 4096KB 四种大小。2.2SmartConfig 功能手机上运行 ESP-TOUCH 软件可以配置 ESP8266连接到手机当前连接的路由器, 过程是手 机先给路由器发送信息包,然后路由器广播这些信息包,ESP8266再从这些信息包提取路由 器 SSID 和 Password,从启动配置到 ESP8266连接到路由器所花时间在 10S 以下。2.3开发环境乐鑫官方暂时没有像 Keil、IAR 一样的集成开发环境,不像开发 STM32之类的单片机, 可以在线调试, 它的开发方式和在 Linux 系统上开发应用程序相似 ,官

7、方提供了 SDK,开发 者使用文档编辑器编写程序,如 source insight,程序编写好后和 SDK 一起使用官方提供 的编译器编译, 编译通过后会生成 bin 文件, 使用官方提供的 Flash 烧写工具将 bin 烧写到 芯片外接的 Flash,芯片启动后则会运行应用程序。官方提供的编译器需要在 Linux 系统下运行,如果是 Windows 系统,需要安装虚拟机, 官方提供的方式是在 Windows 下安装 Oracle VM VirtualBox,是免费的虚拟机软件,无需 破解。2.4程序开发官方提供了底层 SDK,无需开发者操作寄存器,所有的功能都有相关的函数,官方提供 了两个

8、版本的 SDK,一是非操作系统的 ESP8266NONOS SDK,二是基于 FreeRTOS 操作系统的 ESP8266RTOS SDK; ESP8266NONOS SDK 是官方最先推出的,功能比较全,由于 SDK 中需 要运行自带的应用程序, 开发者编写的程序需要通过设置事件触发, 不能掌握程序的主动权, 而 ESP8266RTOS SDK 是官方后期推出的,功能上会比 ESP8266NONOS SDK 少一些,SDK 中 自带的应用程序以任务的形式在运行,与 SDK 的关联较少,编程较为方便。3MT7681 3.1芯片介绍MT7681是 2014年 6月 3日 联发科技发布的专为智能家

9、庭 (SmartHome 应用而设计 的系统单芯片(SoC解决方案。MT7681主要针对如灯泡、门锁、插座等小型设备,支持 802.11n,可轻松为嵌入式设备设计网络服务,整合电源管理单元、低杂讯放大器、射频切 换器,所有功能都整合在 40针脚的 5*5毫米的封装中。其特点是:-支持 Linux 平台,完整的协议栈(protocolstack有助于快速开发应用程序。-目前功耗最低的 Linux 平台 Wi-Fi SoC,功耗仅为之前产品的 60%。-支持联发科技的 Smart Connection 智能手机应用程序。3.2Smart Connection联发科技的智能手机应用程序 Smart

10、Connection 是一款卓越的解决方案, 从照明灯具、 智能电视、 智能门锁到其他家电, 各种不同的智能家庭设备都可通过 Wi-Fi 网络在单一接口 上实现互相连接。此应用程序支持 Android、iOS、Windows 及 Linux 等平台,也支持搭载非 联发科技 SoC 的智能手机。3.3开发环境MT7681的开发, 属于嵌入式 linux 的开发, 需要使用 linux 系统, 比如 Ubuntu/Fedora, 搭建交叉编译环境, 可以在 windows 系统下面安装虚拟机, 通过在虚拟机上运行 linux 系统 来实现。4对比与总结 (1价格方面,esp8266比较有优势,而 cc3200价格比较贵,比 esp8266贵了不止 3倍,mt7681价格处于中间。(2性能方面,esp8266性能比较弱,跑不了太复杂运用,mt7681自身有个 mcu 跑的 协议栈,cc3200相对强一点,有专门 mcu 给用户使用。(3开发难度,esp8266屏蔽了部分源代码,提供 API,相对开发容易,但是没有提供 sock 接口; mt7681也屏蔽了部分源码, 就是没有 mcu 的问题, 做简单控制可以; 而 cc3200, 好多 TI 已经提供运用代