乐鑫信息科技(上海)股份有限公司、台湾联发科技股份有限公司、台湾瑞昱半导体股份有限公司、美国赛普拉斯半导体公司、美国高通公司和恩智浦半导体荷兰有限公司等是Wi-Fi物联网芯片主要厂商,本文对如ESP32-C3、ESP32-S3、ASR5501、ASR5501S、BK7231U、V5663、W800、LN882X、M169、BL602、BL604等系列Wi-Fi物联网芯片做个简单对比介绍。
◆ESP32-C3h和ESP32-S3
物联网芯片ESP32-C3和聚焦AIoT市场的ESP32-S3都是乐鑫信息科技(上海)股份有限公司产品。
ESP32-C3安全性高、低功耗、搭载RISC-V 32位单核处理器、支持2.4GHz Wi-Fi和Bluetooth LE 5与蓝牙Mesh(Bluetooth Mesh)协议,具备行业领先的射频性能和低功耗;具有22个可编程GPIO;安全性能大幅度提升,使用基于RSA-3072的标准身份验证方案进行安全启动,使用基于AES-128-XTS算法的flash加密方案对flash加密,拥有数字签名和HMAC外设,新增世界控制器模块,为物联网设备提供充分的保护措施以防止各类恶意攻击;内存资源丰富,内置400kB SRAM,可满足各类常见的物联网产品功能需求 。
ESP32-S3是一款集成2.4GHz Wi-Fi和Bluetooth LE 5.0的MCU芯片,支持远距离模式(Long Range),射频性能优越,在高温下也能稳定工作;搭载Xtensa 32位LX7双核处理器,并集成超低功耗协处理器(ULP),支持多种低功耗模式,广泛适用于各类低功耗应用场景,AI运算能力更强大,增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令(vector可实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用;可实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用;IO接口丰富,拥有44个可编程GPIO,支持所有常用外设接口;安全加密机制更完善,支持基于AES-XTS算法的Flash加密和基于RSA算法的安全启动,具有数字签名和HMAC模块,新增 “世界控制器(World Controller)模块,提供了两个互不干扰的执行环境,实现可信执行环境或权限分离机制,适用于安全等级较高的物联网应用场景;与ESP32相比,ESP32-S3支持更大容量的高速Octal SPI flash和片外RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
◆ASR5501/ASR5501S
ASR5501是翱捷科技股份有限公司2019年推出并实现大规模销售的高集成Wi-Fi芯片;ASR5501S系翱捷科技股份有限公司已量产定型的新一代产品,正在积极推向市场。与竞品相比,翱捷产品在适配电压范围、输出功率、邻道抑制、安全性能和静电保护性能上均有一定优势。由于该芯片内部集成了电源管理电路,使得芯片可以支持更宽的工作电压范围,扩大芯片的应用场景,同时减少了外围需要的元器件个数,更有利于客户降低设计难度、快速地实现项目落地。
下图是翱捷ASR5501/5501S与乐鑫ESP8266的性能对比。
◆BK7231U
BK7231U是博通集成电路(上海)股份有限公司生产的Wi-Fi SOC芯片,符合802.11b/g/n 1x1协议,2.17dBm输出功率;支持20/40MHz带宽和STBC;支持Wi-Fi STA、AP、Direct模式;支持蓝牙5.1协议,-90dB灵敏度和20dBm输出功率;片内MCU最高频率120MHz;片内256Kbyte数据RAM;内置2MB FLASH,支持透明下载;6路32位PWM;多路程序下载与JTAG接口;全速USB主机和设备;50MHz SDIO和SPI接口,并支持主从模式;支持两路I2C接口;支持两路高速UART;6路32位PWM;麦克风信号放大;内置多通道ADC;支持8位DVP图像传感器;32字节eFUSE。
◆W800
北京联盛德微电子有限责任公司生产的W800芯片是一款安全IoT Wi-Fi/蓝牙双模SoC芯片。支持2.4G IEEE802.11b/g/n Wi-Fi通讯协议;支持BT/BLE双模工作模式,支持BT/BLE4.2协议。该芯片集成32位CPU处理器,内置UART、GPIO、SPI、I2C、I2S、7816等数字接口;支持TEE安全引擎,支持多种硬件加解密算法,内置DSP、浮点运算单元,支持代码安全权限设置,内置2MBFlash存储器,支持固件加密存储、固件签名、安全调试、安全升级等多项安全措施,保证产品安全特性。适用于智能家电、智能家居、智能玩具、无线音视频、工业控制、医疗监护等广泛的物联网领域。
◆LN882X
LN882X芯片是上海亮牛半导体科技有限公司推出的新一代超高集成度Wi-Fi芯片,集成了片上匹配网络、Wi-Fi射频、CMOS PA、LNA、基带、电源管理模块,以及主控MCU ARM Cortex-M4F,极大降低外围电路的复杂度和成本,具有极低的功耗和优秀的射频性能。其功能特性如下:支持Wi-Fi 2.4GHz 802.11 b/g/n,支持STA/AP/STA+AP操作模式,支持WPA/WPA2;支持宽电压供电;SPI/SDIO/UART接口;主SPI/I2C;I2S, PWM和GPIO;多通道ADC;QSPI FLASH带高速缓存;MCU时钟速率80/160MHz;用户代码可用空间高达4MB Flash;开放灵活的SWD调试接口。
◆M169
M169模组是深圳市南方硅谷半导体股份有限公司与AliOS Things联合开发的高性价比板载天线嵌入式Wi-Fi模组。该模组硬件上集成了WLAN MAC、Baseband、RF,最高主频160MHz,内置192KB SRAM,2MB flash。整个模组用3.3V单电源供电,采用邮票孔SMT安装方式。这一IoT Wi-Fi方案已经通过AliOS Things认证,支持终端设备连接到阿里云,具有超低功耗和超低内存的特点,适用于各种小型IoT设备,可广泛应用在智能家居、智能城市、新出行等领域。
其Wi-Fi相关特性包括:支持802.11 b/g/n 无线标准;支持WEP、WPA/WPA2安全模式;支持Station模式。该模组处理器采用Andes N10处理器,128K ROM和192KB SRAM,集成16Mbit SPI flash。可提供的外设端口包括:2X UART、5XPWM、4X ADC、1XI2C、1XSPI_M、14XGPIO(复用UART,PWM,ADC,I2C,SPI_M)。
该Wi-Fi模组已经获得的认证:Wi-Fi联盟、FCC、CE和SRRC。其适用产品和应用场景包括:智能插座、智能灯控、智能交通、智能家电、智能安防、工业自动化等。
◆BL602/BL604
博流智能科技(南京)有限公司推出的BL602/BL604芯片的无线子系统包含2.4G无线电、Wi-Fi 802.11b/g/n和Bluetooth LE 5.0基带/MAC设计。其微控制器子系统包含低功耗32位RISC-V CPU、高速缓存和存储器。电源管理单元可控制低功耗模式。其外围接口包括SDIO,SPI,UART,I2C,IR远程,PWM,ADC,DAC,ACOMP,PIR等,支持灵活的GPIO配置。BL602共有16个GPIO,而BL604共有23个GPIO。
该系列芯片的无线功能包括:Wi-Fi 802.11 b/g/n;低功耗蓝牙5.0,具有BLE协助的Wi-Fi快速连接,Wi-Fi和BLE共存;Wi-Fi安全WPS/WEP/WPA/WPA2/WPA3;STA,SoftAP和嗅探模式;多云连接;2.4GHz射频收发器;集成射频巴伦,PA/LNA。
BL602/BL604安全功能包括:安全启动;安全调试;XIP QSPI即时AES解密(OTFAD);AES 128/192/256;SHA-1/224/256;TRNG(真随机数生成器);PKA(公钥加速器)。
BL602/BL604应用领域:低功耗物联网应用、Wi-Fi连接、BLE连接、家用电子产品、遥控器等。
作者:顾正书
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