Обзор Wi-Fi-решений CC3100 и CC3200 от Texas Instruments

При проектировании сетевых процессоров CC3100/CC3200 компания Texas Instruments стремилась к тому, чтобы максимально упростить жизнь создателям IoT-приложений. Подразумевалось, что CC3100/CC3200 целиком и полностью возьмут на себя вопросы организации Wi-Fi-соединений и решение проблем безопасности при обмене данными, в то время как разработчики сосредоточатся на самом изделии. Рассмотрим особенности каждого из процессоров более подробно.

CC3100 – сетевой Wi-Fi-сопроцессор, позволяющий обеспечить безопасное подключение любого микроконтроллера к Wi-Fi-сетям. В состав CC3100 входят все необходимые для этого блоки (рисунок 1): процессор ARM, выполняющий основные функции (Wi-Fi-драйвер, протоколы Internet), блок коммуникационных интерфейсов для связи с управляющим контроллером, система питания и тактирования.

Wi-Fi-драйвер поддерживает стеки протоколов TCP/IP и TLS/SSL. Он способен выполнять передачу данных на скорости до 13 Мбит TCP и до

• 16 Мбит UDP. Допускается одновременная работа до восьми сокетов TCP/UDP и до двух сокетов TLS/SSL.

CC3100 может без каких-либо проблем обеспечить подключение практически любого микроконтроллера к сети Wi-Fi. При этом связь между CC3100 и ведущим контроллером организуется посредством UART или SPI. Говоря «практически любой микроконтроллер», имеем в виду, что для реализации TCP-клиента необходимо использовать готовый программный драйвер, который требует 7 кбайт кода во Flash и 700 байт ОЗУ. Впрочем, сейчас это не проблема даже для 8-битных контроллеров.

CC3100 выпускается в компактном корпусе 9×9 мм QFN-64 и работает при температурах -40…85°C. Такого диапазона хватает как для потребительской электроники, так и для промышленных приложений. Очень важным преимуществом CC3100 является низкий уровень потребления.

CC3200 – сетевой Wi-Fi-процессор, объединяющий в одном корпусе WiFi-модуль и мощный микроконтроллер с ядром ARM Cortex-M4, доступный для программирования пользователем. Можно заметить, что фактически CC3200 объединяет в своем составе сопроцессор CC3100 и контроллер ARM Cortex-M4. При этом CC3200 выпускается все в том же корпусном исполнении 9×9 мм QFN-64. Таким образом, это решение оказывается идеальным с точки зрения габаритов и простоты создания конечного устройства.

Возможности Wi-Fi-модуля в CC3200 совпадают с возможностями аналогичного блока CC3100, а вот на встроенном процессоре стоит остановиться подробнее. ARM-процессор, интегрированный в CC3200, обладает следующими характеристиками:

• ■    ядро ARM Cortex-M4 с рабочей частотой до 80 МГц;

• ■    память: 256 кбайт ОЗУ, SPI для подключения внешней Flash;

• ■    32 канала прямого доступа к памяти (DMA);

• ■    модули шифрования: AES, DES и 3DES;

• ■    четыре 16-битных таймера с ШИМ;

• ■    12-битный четырехканальный АЦП;

• -    последовательный аудиопорт, 1xSD/MMC, IxSPI, 1xI²C, 2xUART.

Хотя само ядро является достаточно мощным, но набор периферии по сегодняшним меркам кажется скромным. Тем не менее, с его помощью можно организовать самые разнообразные устройства. Кроме того, ограниченность в данном случае оправдана с точки зрения и стоимости микросхемы, и уровня ее потребления. Из всего вышесказанного можно сделать вывод о достоинствах CC3100/CC3200. При использовании этих Wi-Fi-процессоров разработчики получают следующие преимущества: решение проблем безопасности передачи данных на базе протоколов TLS/SSL, максимальное упрощение при разработке Wi-Fi-приложений, достижение минимального потребления, обеспечение низкой стоимости законченных устройств, доступ к готовым средствам разработки, таким как программные библиотеки, примеры, отладочные наборы и так далее.

Вопросы потребления достаточно критичны для IoT-приложений, так как большая часть из них является автономными устройствами. По этой причине следует рассмотреть потребление CC3100/CC3200 более подробно.