Atrás quedaron los días en que Wi-Fi era simplemente una tecnología de red inalámbrica para computadoras portátiles y teléfonos. Hoy en día, Wi-Fi y otras tecnologías inalámbricas están conectando una amplia variedad de nodos para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).
Con todo eso en mente, Texas Instruments (TI) anunció hoy dos nuevos miembros de su familia SimpleLink de circuitos integrados Wi-Fi 6 complementarios: el CC3300, un dispositivo solo Wi-Fi 6, y el CC3301, un dispositivo solo Wi-Fi 6. 6 y Bluetooth Low Energy (BLE) 5.3 IC.
Los circuitos integrados CC330X Wi-Fi 6 están diseñados para la era actual de proliferación de nodos IoT basados en Wi-Fi, incluso en el hogar inteligente actual.
En este artículo, analizamos el problema que estos circuitos integrados pretenden resolver, examinamos las características clave de los nuevos dispositivos y compartimos las ideas de nuestra sesión informativa con dos ejecutivos de TI: Marian Kost, vicepresidenta y gerente general de conectividad, y Naomi Heller, directora general para Wi-Fi.
Entrando en la era de los 2500 millones de dispositivos Wi-Fi 6
Citando estadísticas compartidas por Wi-Fi Alliance, Marian Kost dice que la adopción de Wi-Fi 6 y Wi-Fi 6E se está acelerando enormemente, y se espera que 2.500 millones de dispositivos Wi-Fi 6 se envíen a nivel mundial en 2023.
Es importante destacar que Kost dice que estos nuevos nodos Wi-Fi no son solo puntos de acceso para nuestras computadoras portátiles y teléfonos, sino aplicaciones industriales de IoT, medidores inteligentes, electrodomésticos, estaciones de carga de vehículos eléctricos (EV) y muchos más proyectos de sistemas.
Esta combinación de múltiples tipos de aplicaciones y, en general, múltiples nodos de red presenta numerosos desafíos para los diseñadores de sistemas. “Estamos entrando en un entorno inalámbrico cada vez más denso”, dice Kost. «Y dentro de un entorno denso, debe asegurarse de tener un excelente rendimiento de RF y conexiones inalámbricas sólidas». Además, estas conexiones tienen que funcionar, dentro y fuera de los edificios y en diferentes rangos de temperatura.
La proliferación de nodos Wi-Fi 6 hace que el diseño en entornos de alta densidad sea un desafío de varias maneras.
La seguridad también juega un papel más importante en esta nueva era repleta de nodos de IoT. “Esto hace que el cumplimiento de los estándares y el aspecto de seguridad del cumplimiento sean extremadamente importantes”, dice Kost. La facilidad de uso es igualmente crítica, dice Kost. «Construimos estos dispositivos para asegurarnos de que esta familia de circuitos integrados Wi-Fi pueda conectarse a cualquier tipo de sistema integrado lo suficientemente rápido».
Finalmente, el desafío del diseño de la coexistencia ha pasado a primer plano. Kost dice que, justo dentro del grupo de Conectividad de TI, la compañía ahora admite 14 tecnologías inalámbricas diferentes. “Es realmente importante centrarse en la coexistencia y no solo mirar la tecnología Wi-Fi o cualquier otra tecnología de conectividad inalámbrica de forma aislada”, dice. «Es por eso que la coexistencia también es algo que siempre tenemos en cuenta al diseñar nuevas tecnologías».
Los circuitos integrados CC3300 y CC3301
Al entrar en los detalles de los nuevos circuitos integrados, Naomi Heller dice que el corazón de los dispositivos CC3300/3301 es el núcleo Wi-Fi/BLE, que proporciona una conexión inalámbrica robusta y estable. Esto se complementa con una variedad de interfaces genéricas, junto con enlaces SDIO, SPI y UART.
Una capacidad clave de estos dispositivos es la interoperabilidad, según Heller. “Lo más importante para nuestra base de clientes es tener una solución Wi-Fi que funcione en cualquier entorno”, dice. “Es por eso que la interoperabilidad es un tema crítico dentro de nuestro laboratorio. De hecho, probamos en más de 230 puntos de acceso y nos aseguramos de obtener una conexión estable y un rendimiento constante. Y nos estamos asegurando de que todo funcione en todo el rango de temperatura de -40 ºC a 105 ºC.
Diagrama de bloques del IC complementario CC3301 Wi-Fi 6 y BLE 5.3
La seguridad es otra característica clave de los nuevos dispositivos, dice Heller. «La familia CC330X admite funciones de seguridad estándar, como WPA3, así como funciones como arranque seguro, autenticación de firmware y almacenamiento seguro de claves dentro del dispositivo».
Por último, pero no menos importante, dice Heller, está la flexibilidad de diseño que permiten los chips CC330X. “Proporcionamos todas las interfaces, herramientas y software para que los ingenieros se conecten a un entorno MCU o MPU con pasos de integración muy simples”, dice.
Los circuitos integrados CC330X también se conectaron fácilmente a procesadores con capacidad de inteligencia artificial (IA), como los nuevos procesadores de visión basados en AM62A Arm Cortex de TI. Para aplicaciones industriales, los ingenieros pueden usar nuevos chips asociados con MCU anfitrionas, como la MCU inalámbrica SimpleLink CC2652R7 de 2,4 GHz de TI. Alternativamente, un sistema basado en MCU TI AM243x puede aprovechar los protocolos Wi-Fi 6, Bluetooth LE 5.3, Thread, Zigbee 3.0 y Matter. Hay más información disponible en las hojas de datos de CC3300 y CC3301.
Uso de Wi-Fi para la gestión inteligente de la energía
En la sesión informativa de TI, discutieron un par de casos de uso para los circuitos integrados CC330X, incluidos los diseños para cargadores de vehículos eléctricos y dispositivos médicos. Pero de particular interés fue su examen del uso de Wi-Fi para la gestión inteligente de la energía dentro de un hogar.
Al analizar el diagrama que se muestra a continuación, Kost dice que la idea es generar conciencia en tiempo real sobre el uso de energía. «Puedes ver aquí que hay diferentes dispositivos ilustrados, desde la red hasta la casa y el estacionamiento», dice.
Usando chips CC330X, la conectividad Wi-Fi 6 puede permitir el conocimiento en tiempo real del uso de energía en todo el hogar.
“Comienza con microinversores conectados y optimizadores de energía en paneles solares en la azotea”, dice Kost. Esos se conectan al inversor de cadena donde la energía se distribuye a diferentes lugares. «Si no estaciono y cargo mi automóvil, quiero poder almacenar esa energía para que esté disponible cuando la necesite». La conectividad Wi-Fi puede proporcionar conectividad IoT para manejar ese proceso.
Mientras tanto, los medidores inteligentes y los centros de control de energía pueden acceder a la información de las unidades HVAC y las bombas de calor del hogar y permitir que se controlen para llevar el consumo general de energía a un nivel mejor y más eficiente, dice Kost.
“Esta conciencia en tiempo real del consumo de energía a través de Wi-Fi se vuelve cada vez más importante y nos ayuda a administrar mucho mejor la red eléctrica general. Estos dispositivos Wi-Fi ahora se pueden agregar a todos esos tipos de diferentes sistemas de control eléctrico.
Formulario de evaluación y muestras disponibles ahora
TI dice que los ingenieros pueden solicitar muestras de los circuitos integrados CC33xx ahora. Los chips se ofrecen en un paquete cuádruple plano sin plomo (QFN) y tienen un precio inicial de $1,60 (EE. UU.) en cantidades de 1000 unidades.
La placa de evaluación BP-CC3301 está disponible para su compra en TI.com por $ 39. TI planea pasar a la producción en masa de dos chips en el cuarto trimestre de 2023. Mientras tanto, la compañía dice que también está trabajando en dispositivos duales compatibles pin a pin. banda 2,4 y 5 GHz Wi-Fi 6 2,4 y 5 GHz, que habrá que probar más adelante. año.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de Texas Instruments