作者： Bill Schweber
射頻電路設計人員仍然被認為是能將魔法和藝術融合的高手。盡管有先進的建模和仿真工具，但實際上在實現射頻硬件時仍會出現許多意外。正是因為會出現這些意外，所以射頻設計人員應該具備豐富的經驗以及調查、測試和調試能力，以符合當今的性能和 DC 電源的使用指標要求。
使用手工方法達到這些指標頗具挑戰性，但在頻率高達數百兆赫 (MHz) 時還是可以實現的。高于此頻率時，由于預算緊張、上市時間短、監管要求嚴以及最終用戶對性能要求的不斷提高，手工方法已經達其極限。
當今的無線鏈路設計應滿足以下要求：
· 具有支持多個無線頻段的卓越性能
· 同時能進行 Wi-Fi 和藍牙連接
· 最少的設計導入、調試和集成工作量
· 使用最少的電路板面積和 DC 電源
· 符合相關的 IEEE 無線技術標準
· 滿足眾多嚴格的帶外輻射、電磁干擾 (EMI) 和射頻干擾 (RFI) 等參數的監管要求
· 可批量、低成本制造（無需手工調整）
使用分立元件的 DIY 方法無法滿足這些要求。除了相關的手工調整和制作，分立元件還增加了空間、成本、庫存和采購方面的挑戰。
另一種方法是使用芯片組，其中的 IC 可來自一個或過個供應商。然而，要使這些獨立的 IC 及其相關的分立器件協同工作，可能會令人望而生畏，而要通過監管部門的審批測試，又造成了上市時間問題。
功能強大的 IC 具有各種功能、特性和便利性
幸運的是，連接難題已經得到簡化。Infineon Technologies AG 的 AIROC CYW5557x 系列組合 (combo) Wi-Fi 和藍牙片上系統 (SoC) 就是一個很好的例子（圖 1）。這種產品可提供無縫、高性能物聯網 (IoT) 連接，同時最大限度地降低運行功耗。
圖 1：CYW5557x 系列結合了物聯網設備的 Wi-Fi 和藍牙連接功能。（圖片來源： Infineon Technologies）
該系列產品支持 Wi-Fi 6/6E 功能，具有三頻段（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz）能力，提供 1×1 單輸入、單輸出 (SISO) 和 2×2 多輸入、多輸出 (MIMO) 天線陣列配置。該系列還集成了電源管理單元 (PMU)。
Wi-Fi 無線電通過 PCIe v3.0 Gen2 或 SDIO 3.0 接口與主機處理器連接，而藍牙主機接口則使用高速 4 線制 UART 接口。此外，CYW5557x 還支持用于藍牙音頻應用的 PCM 和 I2S 接口，以及用于外部 LTE 和 IEEE 802.15.4 芯片的共存接口。
CYW55572 支持：
· Wi-Fi 6（2.4 GHz、5 GHz）、2×2 MIMO 第 1 版和第 2 版功能：正交頻分多路存取 (OFDMA)、多用戶 MIMO (MU-MIMO)、目標等待時間 (TWT) 和雙載波調制 (DCM)
· 20/40/80 MHz 信道、1024 正交振幅調制 (QAM) 和高達每秒 1.2 千兆比特 (Gbps) 的物理層 (PHY) 數據傳輸速率
· 更大的范圍、省電和網絡效率
· 多層安全性，可在整個產品生命周期內保護各個子系統
· Wi-Fi 與藍牙或外部 LTE 或 15.4 無線電設備智能共存
· 藍牙 5.3，雙模操作
· 帶有 Auracast 廣播功能的 LE 音頻
· 基準為 1 毫瓦 (dBm)、13 dBm 或 0 dBm 的 20 分貝藍牙傳輸選項
類似的 CYW55573 系列產品可提供 Wi-Fi 6/6E 三頻 Wi-Fi 連接（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz），使其與 CYW55572 有所不同。
CYW5557x 系列的優勢不僅限于上述基本支持功能，還包括：
· 極低延遲和虛擬同步雙頻操作功能，可實現無縫音頻和視頻流
· 增大范圍，確保設備與遠程接入點保持連接
· 更強的網絡穩健性，以確保在擁堵或重疊的網絡環境中以最佳方式傳輸視頻/音頻流
· 先進的省電功能，可最大限度地延長電池壽命
· 網絡卸載功能，可節省系統功耗
· 多層安全性，可在整個產品生命周期內保護各個子系統
此外，這些器件的工作溫度為 -40°C 至 +85°C，并采用 FCBGA、WLCSP 和 WLBGA 封裝。
無需重新開啟復雜的設計
CYW5557x 芯片組功能全面，但每個設計都需要相關的元件，包括 DC-DC 穩壓器、旁路無源器件和合適的電路板布局。
無需從頭開始設計新的電路板，您可以利用經過監管認證、可直接投入生產的模塊，從而加快產品上市時間。只需安裝連接軟件，驗證設計，然后就可以開始生產。
例如，Embedded Artists AB 的 EAR00413 2EA M.2 評估模塊（與 Murata Electronics 共同開發，使用其 2EA 模塊）可讓您快速、輕松地啟動應用開發（圖 2）。這款 PCIe 兼容接口板采用 M.2 外形尺寸（22 × 44 mm），使用 AIROC CYW55573 芯片組，支持 Wi-Fi 6E、802.11 a/b/g/n/ac/ax 2x2 MIMO 和藍牙 5.2 連接。
圖 2：AIROC CYW55573 的 EAR00413 評估板采用 M.2 外形。（圖片來源：Embedded Artists AB）
該評估板是具有標準化外形的“即插即用”認證型解決方案，可訪問維護良好的軟件驅動程序 (Linux SDK)，可獲得 Embedded Artists 的額外支持，包括高級調試支持。
對設計人員來說，另一個好處是無需具備射頻專業知識。規格書中認可第三方提供的特定單頻帶和多頻帶 SISO 和 MIMO 天線。
結語
為最新版 Wi-Fi 和藍牙實現并支持高性能、低功耗數據鏈路是一種設計、調試挑戰。Infineon Technologies 的高集成度 CYW5557x Wi-Fi/Bluetooth 組合 SoC 與第三方模塊和軟件支持，可簡化流程，縮短物聯網設計的上市時間。 |
