天游8线路检测中心

　　物联网的发展，丰富了生活，也极大的推动了社会科技的创新与人类社会的发展。与此同时，有关物联网的连接协议也层出不穷，如WiFi、BLE、Zigbee、LoRa、NB-IOT等，毫无疑问的是，wifi是连接协议中产品种类最丰富、发展最好的一个。WiFi芯片平台也是种类众多，如TI的CC3200、高通QCA4004、MTK的MT7688、乐鑫的ESP8266、瑞昱的RTL8710等;众多的芯片方案在选择的时候也会工程师带来困扰。

　　USR-C322是天游8线路检测中心物联网推出的一款采用TI的CC3200方案的wifi模块，其最大的特色在于其业界最低的功耗和TI作为全球工业半导体领导者的强大实力。下面，我们就从我司如何研发选型、到生产两个方面，来一起目睹USR-C322的诞生。

　　wifi芯片到wifi模组的四个阶段

　　整体导图如下

　　由上图可知，在研发过程中，主要涉及硬件设计和软件设计两个方面。

　　1、方案选型

　　在方案选型中，TI的CC3200方案wifi芯片是非常强大的，主频高达80MHz，在网待机功耗却可低至3.5mA，深度休眠模式可低至25uA，串口波特率最高支持到3Mbps，开放SDK，小尺寸，安全性强……并且因为TI是国际工业半导体的龙头企业，其供货量也会非常稳定。这款业界功耗最低的wifi芯片，具备了一切wifi模块该有的亮点，当然，其价格也是最高的。在综合考虑后，天游8线路检测中心物联网决定做一款可以完美应用此方案的wifi模块，因此选择了TI的CC3200方案。

　　通用的来说，选择一个合适的方案主要是要考虑功能、供货和价格。经过市场分析，从wifi模块的功能考量、传输速率和功能接口出发，进行选择。接着考虑原厂，在这一点上，大家似乎都有一种共识，优先选择欧美芯片方案，欧美的芯片厂商历史悠久，研发实力强劲，在供货上也非常稳定。就目前市场来看，低价的、不稳定的wifi模块居多，何不考虑一下价格稍微高一点的方案，开发出更好的wifi模块。

　　2、原理图设计

　　在选择好芯片方案后，就就要进行模组开发设计。模组研发设计最先做的工作就是，设计原理图。

　　稳定性：根据芯片厂商提供的芯片资料，按照规格要求设计出稳定性高的原理图。

　　成本优势： 原理图有多种设计方案，但是不能忽视对成本考量。如两层电路板设计，四层电路板设计都可以使用，四层电路板也更优，但是价格就更贵。当然这只是成本考虑的一个方面而已。

　　兼容设计：原理图设计时的电磁兼容设计考虑，就是要考虑模组在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作。目的就是确保模组既能抑制各种外来的干扰，使模组在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少模组本身对其它电子设备的电磁干扰。电磁兼容设计考虑，涉及到整个模块的稳定性和性能。

　　量产难易程度：原理图设计还要考虑日后是否方便加工，好加工也就意味着加工费用少。如果设计的原理图致使实际加工的良品率低的话，同样会造成成本增加。

　　3、绘制PCB板

　　原理设计图做好之后，就开始画PCB图了。绘制PCB板用什么程序和方法，在产品资料下载中都有详述，这里就不具体说了。

　　4、PCB打样

　　PCB称为”印刷电路板”，由环氧玻璃树脂材料制成，有不同信号层数，而芯片等贴片元件就贴在PCB上。

　　厂商选择：对于PCB打样，模组厂商如果寻找外部厂商，通常需要考虑这些厂商是否有模组PCB打样经验，厂商的设备是否满足需要，厂商管理是否过硬等等。

　　工艺要求：如果模组PCB要多层打样，就要找有多层PCB打样经验的厂家。

　　5、PCBA打样

　　也就是说PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制程,简称PCBA，可能理解其为成品线路板。

　　6、调试

　　对于模组的调试，主要在于硬件电路调试和软件调试。

　　一般WiFi产品的射频部分由几大部分组成，蓝色的虚线框内统一看成是功率放大器部分。无线收发器一般是一个设计的核心器件之一，除了与射频电路的关系比较密切以外，一般还会与CPU有关，这里我们只关注其与射频电路相关的一些内容。发送信号时，收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号，送至功率放大器进行功率放大，然后通过收发切换器经由天线辐射至空间。接收信号时，天线会感应到空间中的电磁信号，通过切换器之后送至低噪声放大器进行放大，这样放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理，进行解调。

　　硬件调试主要涉及射频电路、功能电路调试。射频调试包括发送和接收两个大的方面，其中发送又包括了发送功率、相位误差调试等，接收包括灵敏度、接收电平等。而功能电路调试更多的涉及到具体的某项硬件功能模块的电路调试。

　　射频参数的调试，发射TX方面主要为功率Power、误差向量幅度EVM、以及频偏Freq;在接收RX方面主要是接收灵敏度Sensitivity，这些参数影响着WiFi数据信号传输是否稳定;需要专门的仪器来测试。比如LitePointd的IQ2010、极致汇仪的WT-200; 目前，该行业RFsister开放实验室提供这些方面测试服务。

　　另外，软件调试主要在于稳定性、功能的完整性调试。一般而言，只是单一，或者部分功能进行的具体调测，下一步则需要进行更全面的测试。

　　7、测试

　　所谓电子电路的测试,是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的测量、判断、调整、再测量的反复进行过程。

　　功能测试：根据模块支持的特性、操作描述和用户方案，测试该模块的特性和可操作行为以确定其是否满足设计需求。

　　性能测试：主要涉及测试模块各个功能电路，以及信号的传输距离等还其他参数。

　　稳定性测试：对涉及模块的实际传输速率、实际功耗、吞吐量 、无线连接等稳定性方面测试。

　　老化测试： 就是对模组寿命和在使用过程中能达到最佳效果而进行的一项测试。因系统长时间的处于工作状态，在其工作时对各器件进行负荷运转，只要在这些条件下能保证设备的性能稳定，那么在正常环境下工作模组的使用寿命就会更久。

　　认证测试:某些产品必须经相关国家指定的认证机构认证合格，取得相关证书并加施认证标志后，方能出厂、进口、销售和在经营服务场所使用，尤其是通信类产品，而国际比较普及的认证如FCC(美国)、CE(欧洲)、RoHS(欧洲)等。