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隨著物聯(lián)網從家庭自動化領域，拓展到如供暖、通風與空調（HVAC）、車庫門和電風扇等家庭控制領域，以及在建筑和工業(yè)自動化領域的加速應用，市場對高度集成、可靠和安全的工業(yè)物聯(lián)網連接性的需求前所未有地增加。Microchip 日前宣布推出 Wi-Fi 32 位 MCU 模塊 WFI32E01PC，采用了 Microchip 的 Trust&Go 技術，能夠實現(xiàn)身份驗證功能，滿足這類物聯(lián)網應用對于硬編碼、可驗證、可信任的安全身份連接需求。
專為解決現(xiàn)有 IoT 設計中 Wi-Fi MCU 系統(tǒng)挑戰(zhàn)
為什么要推出這款產品？Microchip 無線解決方案部產品線經理 Alex Li 從現(xiàn)有物聯(lián)網設計中 Wi-Fi 系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)談起，因為現(xiàn)有的 Wi-Fi MCU 功能有限，幾乎都需要額外搭配主 MCU 工作，它們之間需要通過 SPI 或 UART 等接口協(xié)議進行連接，而這會帶來一些新挑戰(zhàn)。首先是 Wi-Fi 模塊和主 MCU 之間的連接限制了 Wi-Fi 本身的速度；其次，從商業(yè)角度來說，雙元件的結構會增加設計和生產過程中的復雜性和風險，用戶可能不得不花更多時間在驅動程序的開發(fā)上，可能需要學習不同的軟件開發(fā)工具，另外也加大了生產和供應鏈上的風險；第三，在系統(tǒng)及應用的技術支持方面，容易導致產品上市的延遲，以及無謂的資金投入；第四，也是最重要的網絡安全方面的挑戰(zhàn)，很多和互聯(lián)網連接相關的安全密鑰和身份認證都在閃存中，而網絡攻擊會通過復制閃存得到物聯(lián)網設備所需的一切認證，然后冒充設備連接到云端，這是一個很大的安全漏洞。
Microchip 的 Wi-Fi 32 位 MCU 模塊 WFI32E01PC 希望解決這些問題。與現(xiàn)有設備不同，Microchip 的新技術包括 PIC32 單片機內核、豐富的外設支持和成熟的硬件安全平臺。新技術不僅能提供 Wi-Fi，還能充當整個工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)強大的單片機內核。
據(jù) Alex Li 介紹，WFI32E01PC 符合 Wi-Fi 聯(lián)盟（WFA）規(guī)范，并獲得了美國聯(lián)邦通信委員會（FCC），加拿大工業(yè)部（IC）和歐洲無線電設備指令（RED）三家世界級監(jiān)管機構的全面認證。內部的 Trust&Go 平臺采用安全元件技術，為云身份驗證進行預先配置和設置，簡化了網絡身份驗證的過程。
軟硬件支持方面，軟件支持包括 Microchip MPLAB X 集成開發(fā)環(huán)境(IDE)和 MPLAB Harmony v3 嵌入式軟件開發(fā)框架。支持工具包括板上調試器和用于 MPLAB Snap 或 MPLAB Pickit 4 的在線串行編程頭，或 MPLAB ICD 4 外部編程器 / 調試器。
WFI32E01PC 受 PIC32MZW1 Curiosity 開發(fā)板支持。目前，Curiosity 開發(fā)板已通過 AWS IoT Core 平臺認證，并被列入 Amazon Web Services(AWS)合作伙伴設備目錄。該開發(fā)板包含一個開箱即用的演示，演示內容包括與 AWS IoT Core 的注冊和通信，以及使用 Alexa 語音服務(AVS)與板載傳感器的交互。AWS IoT Core 認證平臺包括代碼示例、WLAN 軟件以及可以 MPLAB Harmony v3 中找到的網絡協(xié)議棧。
Wi-Fi MCU 競爭激烈，下一步方向是什么？
Wi-Fi MCU 市場近幾年增長比較迅速，一些國際廠商已經在布局相關產品，國內廠商也在迅速跟進，競爭日趨激烈。Microchip 的優(yōu)勢是什么？據(jù)介紹，除了高安全性，四大特性也使得 Microchip 對這款 Wi-Fi MCU 模塊充滿信心，包括：快速高效的 MIPS 內核，200MHz 頻率，EEMBC CoreMark 得分為 710 分；大量可用的 GPIO，豐富的外設，如以太網、CAN/CAN-FD、USB、CVD Touch 等；精確、高度線性的雙通道 12 位 ADC，可重復的 ADC 性能，受溫度變化影響小，更好的模擬性能；以及產品質量、工具支持和完善的服務等等。
隨著物聯(lián)網的不斷深入，無線控制的應用需求也日趨增長，Wi-Fi MCU 形成了兩大“派系”，一種是傳統(tǒng)的 MCU 廠商集成 Wi-Fi 功能，另一種是無線芯片廠商集成 MCU。對于這兩大不同類型的產品陣營，Alex Li 認為，MCU 的設計和生態(tài)資源需要長時間的積累，包括 ADC 的讀取、MCU 在高溫下的表現(xiàn)、外圍設備等設計，這對無線生產商可能是一大障礙，難度也更大。
未來是否會推出針對 Wi-Fi MCU 的 SoC？Alex Li 表示有此計劃，之所以先推出模塊，是因為已經經過了完整的射頻認證，用戶使用起來更方便。由于設計一款可認證的無線產品仍然具有較大挑戰(zhàn)，所以目前的工作重心仍然以完善開發(fā)套件和開發(fā)資源為主，未來會適時推出 SoC 方案，給用戶更多的差異化選擇。
由于 Microchip 在 Wi-Fi 和 TCP/IP 協(xié)議棧方面有著長期的技術積累，現(xiàn)有 Wi-Fi 產品能夠和對應軟件庫形成無縫對接，因此選擇 Wi-Fi 作為面向工業(yè)物聯(lián)網的首選，今后也會根據(jù)實際需要集成更多無線協(xié)議。
除工業(yè)應用外，WFI32E01PC 還適用于家庭自動化設備、計算和消費產品?？梢詫?WFI32E01PC 模塊與其他 Microchip 的器件配對，包括 KSZ8081 以太網 PHY 系列，MCP2542WFD CAN 收發(fā)器系列，傳感器和包括藍牙低功耗(BLE)、遠程(LoRa)和 IEEE 802.15.4 在內的無線技術等。
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