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WiFi模块应用选型参考及布局走线Layout注意事项
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2018-01-26
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专业技术人员,结合自身经验,分享WiFi模块应用选型参考及布局走线Layout注意事项
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WiFi 模块应用选型及 Layout 注意事项
进入 21 世纪,网络在中华大地得到了迅速的发展,诞生了 BAT 这些伟大的
网络公司。拥抱网络成了当下最炙热的话题。不管你是从事什么行业、在做什么
产品;不管你是生活在那里、以什么方式在生活,好像都难以脱离与网络的瓜葛。
既然网络无处不在了,我们就选择更好的来应用它,用网络的其实就是连接
网络做事情。连接的方式有两种:有线和无线方式!发展初期以有线连接为主,
也就是传统的网线;当下最热的是无线方式连接,也就是 WiFi 接入,真有点没
WiFi(歪坏),人都坏的感觉,可见 WiFi 在直接影响着大家的日常生活!
为了更便捷的用无线 WiFi 方式来应用网络,那就需要让产品能通过 WiFi
接入网络,这就需要让产品集成上 WiFi 功能。对于原有的有线连接可以采用升
级的方式用上 WiFi,这种升级就是让有线网络 WiFi 化(AP 模式)或者 WiFi 无
线信号有线化(Client 模式下的 CPE 客户端),这样点对点就可以不采原有的网
线连接,直接通过无线 WiFi 来桥接;对于一些新产品设计,那就直接集成上 WiFi
功能,一般采用的集成方式是 On board 或模块化,而采用模块化集成是最常用
的方式!选择 WiFi 模块化的三大理由:
方便集成设计,缩短开发周,加快将产品推向市场的时间;
方便产品升级,可以通过直接更换模块升级,不需要重新设计底板,只要产
品前期做好了综合设计,后续做产品设计以及应用端的灵活选择;
方便硬件兼容集成设计,可以对不同方案、不同功能的模块做灵活选择(这
个后续会专门探讨硬件兼容的尺寸规格);
从业以来,一直在思考 WiFi 模块的选型、对应接口电路及 PCB Layout 及天
线等系列问题,陆续也发表一些个人看法,有些观点还被百度百科收录(2012 年
初提出的<<WiFi 模块选型指导>> 有幸被选录百度:WiFi-百度百科-硬件设备),
一些同行也有转载或者修剪部分个人对 WiFi 模块的观点,一些见解能得到任何,
倍感荣幸,也就激发了自身对 WiFi 模块更深刻的认识!
结合自身行业经历,感觉目前的 WiFi 模块在飞速发展的过程用遇到了高地
瓶颈,需要有技术的突破,才会有突破发展,要么就是延续现状了!
下面从分类、功能、硬件兼容三大方面来了解 WiFi 模块,同时探讨下外围接
口电路和 PCB Layout 及天线几方面!希望对于在进行 WiFi 模块选型和应用设计
会有比较好的参考帮助!有不足之处也肯定帮助纠正补充!
WiFi 模块归类方法一
WiFi 模块主要有网卡类和 AP 类两大类。网卡类 WiFi 模块通信接口、通信
信道、综合功能可以大体分成八大类(USB 接口单频单通道 WiFi 模块、USB 接口
单通道多功能高性能 WiFi 模块、USB 接口双通道单/双频 WiFi 模块、USB 接口双
通道双频高性能多功能一体 WiFi 模块、SDIO 接口单频单通道 WiFi 模块、SDIO
接口单通道多功能高性能 WiFi 模块、SDIO 接口双通道单/双频高性能多功能 WiFi
模块、PCIe 接口无线网卡式 WiFi 模块);AP 类的 WiFi 模块可以分为嵌入式 AP
模块(核心板方式,只引出接口 pin 脚)和 AP 主板(也就是不带壳子和天线的成
品).
网卡类 WiFi 模块广泛 集 成 到平板电脑、笔记本、广告机、智能电视
OTT/IPTV/DVB/机顶盒、运动 DV、工控机、迷你行车记录仪、门铃、智能电视、
智能投影仪、虚拟现实、无线存储、打印机、POS 机、电子称、车载前/后终端、
机器人、智能网关、玩具、照明灯具、智能路灯、智能家电/家电、仪器仪表(水、
电、气)智能城市及其他需要网络 WiFi 化的电子产品中!
AP 类 WiFi 模块主要是针对已经带有网口的产品直接升级,不需要改动原有
整体设计,关键还不需要象网卡类 WiFi 模块,嵌入时还需要做软件驱动的移植
调试,而是直接通过有线网口连接升级,让设备带有 AP 功能,方面应用无线网
络!成本会高点,但是相比 soft ap,稳定可靠。
总体来说,需要综合考虑以下方面:自身的硬件平台和软件版本、是否特定
芯片方案要求、需要使用的通信接口、需要符合那些通信标准、对信道带宽具体
要求、是否还需要其它功能于一体、模块的尺寸、封装、供电电压、天线的处理
方式、跟主板的连接方式等。
网卡类 WiFi 模块系列一:USB 接口单频单通道 WiFi 模块
主要特点:
通信接口:USB2.0;
符合标准:IEEE802.11b/g/n;
频率范围:2.400GHz~2.4835GHz;
最大传输速率:150Mbps 1T1R;
选择的芯片主要是 RTL8188 系列、MT7601UN、AR9271、RT3070;供电电压有
3V3 或 5V;天线处理方式是通过模块上 RF 脚外延或者 PCB 板或者板载 I-pex 座
子外接;还有大功率版本;以经典型的封装 LGA-6、尺寸 12.9*12.2mm 为主,这
种封装下不同品牌方案硬件安全兼容;对于一些尺寸完全一样或者接近的模块,
硬件上都存在兼容性,跟主板连接的方式也可以在 DIP 和 SMD 上灵活选择;
对照以下目录看起来会比较清晰:
网卡类 WiFi 模块系列二:USB 接口单通道多功能高性能 WiFi 模块
这个系列主要是针对的单通道 WiFi 蓝牙二合一模块、单通道双频 11ac 级
WiFi 模块、单通道双频 11ac 级蓝牙 WiFi 二合一模块;
双频 11ac 标准有 MT7610UN/RTL8811AU/RTL8811CU,其中 RTL8811AU 还有带
功放版本。
单频蓝牙 WiFi 二合一的是 RTL8723BU 模块,蓝牙支持到 BT4.0;升级版本的
8723DU 支持到 BT4.2;
双频 11ac 级蓝牙 WiFi 二合一有 RTL8821AU/RTL8821CU/QCA1023-7,这种应
用在高端产品需求中,同事硬件封装有很强的兼容性!
对照以下目录看起来会比较清晰:
网卡类 WiFi 模块系列三:USB 接口双通道单/双频 WiFi 模块
前面分两个系列介绍了 USB 接口单通道 WiFi 模块,其中分单独功能和双频
或多功能于一体来分析;
针对一些对于带宽有较高要求的应用,需要 2T2R(最大传输速率 300Mbps)
来帮实现;
从频率来看,有单频和双频的区别,单频的是支持 ISM2.4G(芯片方案有:
RTL8192EU/RTL8192CU/MT7603UN/AR102G,双频的支持 ISM2.4G 和 ISM5.8G(芯片
方案有:RTL8192DU/RT5572/AR1021X);
从发射功率角度看,有普通功率和大功率版;其中 2.4G 大功率的 AR1021G
和 MT7603UN,5.8G 大功率的是 AR1021X;
兼容性很强的封装是 27*18mm,可以很好的完美硬件替代!
对照以下目录看起来会比较清晰:
网卡类 WiFi 模块系列四:USB 接口双通道双频高性能多功能一体 WiFi 模块
前面分三个系列介绍了 USB 接口网卡类 WiFi 模块,主要是从通道数量和功
能的集成来解读,这一节是关于 USB 接口系列的最后一节,介绍的是高端 USB
接口 WiFi 模块;
有 RTL8812AU/RTL8812BU/MT7612UN 支持 11ac 级双通道,最大传输速率可达
867Mbps;MT7632UN 双频 WiFi 带蓝牙功能;RTL8822BU、MT7662UN、QCA9379-7、
BCM4356、BCM4358 支持 11ac 双频带蓝牙的高端方案模块;
其中 27*18mm 是标准封装,这个系列的基本上可以兼容这种尺寸,所以应用
选择丰富、产品升级灵活;
对照以下目录看起来会比较清晰:
网卡类 WiFi 模块系列五:SDIO 接口单频单通道 WiFi 模块
前面有分四个系列简述 USB 接口系列,接下来要探讨 WiFi 通信接口是 SDIO
的系列模块。
这个系列模块属于入门级,选择的范围很广泛,主要共性如下:
通信接口:SDIO;
符合标准:IEEE802.11b/g/n;
频率范围:2.400GHz~2.4835GHz;
最大传输速率:150Mbps 1T1R;
选择的芯片主要是 RTL8189 系列、AR6302、88W8801、88W8782、BCM43362,
还有国内品牌的 SV6030P、SV6051P、ESP8089;供电电压有 3V3;天线处理方式
是通过模块上 RF 脚外延;以经典型的封装 LGA-44、尺寸 12*12mm/LGA-13、尺寸
14*12.5mm 为主,这种封装下不同品牌方案硬件安全兼容;对于一些尺寸完全一
样或者接近的模块,硬件上都存在兼容性,跟主板连接的方式 SMD 贴片方式;
相同封装都可以硬件替代,所以选择起来可以得心应手!
对照以下目录看起来会比较清晰:
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资源评论
- 红尘若梦~2019-08-14很好的文档,值得好好学习!!!
- 謬丶傲2019-06-17不错的文档
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