Technologie Wi-Fi I/O společnosti ZeroG Wireless má v popisu své práce umožnit kterékoli aplikaci naprosto jednoduchý přístup k internetu. Jednoduché použití v systémech s mikrokontroléry a nízkoodběrová optimalizace pro krátké pracovní cykly tvoří základní filosofii právě popisovaného Wi-Fi řešení na jediném čipu.
Nová řada Wi-Fi produktů pro vývojáře embedded systémů směle nastavila tvář požadavkům koncových zákazníků i omezením host mikrokontrolérů a nebojí se lišit od běžně dostupných řešení na trhu. Vše co budeme potřebovat je tak omezeno pouze na plně certifikované moduly, software a jednoduché, sériové SPI rozhraní host mikrokontroléru, bez jakýchkoli nových systémových architektur a jejich nástrojů. Na stránkách výrobce se pak veškeré výhody Wi-Fi I/O podařilo vyjádřit následujícími čtyřmi body:
Jednoduchý vývoj
- Minimální proudový odběr
- Nenáročné systémové požadavky
- Nízká cena
Jednoduchý vývoj
"Proč vývojářům zbytečně komplikovat život", řekli si na poradě v ZeroG a rozjeli úzkou spolupráci s odborníky z Microchipu. Vznikly tak vývojové nástroje, které výrazně zjednodušují návrh bezdrátové sítě. Při nasazení Wi-Fi s pomocí technologie Wi-Fi I/O navíc vystačíme se základními síťovými znalostmi, které dokonce můžeme uplatnit i na kitech, které již máme a nedělá nám problém s nimi pracovat. Vývojové kity obsahují vývojové nástroje a software od Microchipu, ZeroG drivery a ukázky aplikačního kódu. Výrobce zaručuje kompatibilitu s 8/16/32bitovou řadou PIC18, PIC24, PIC32 nebo také dsPIC.
Minimální proudový odběr
ZeroG Wi-Fi I/O obsahuje vyhrazený on – chip výkonový management v hardwarové i softwarové podobě, kterým účinně prodlužuje životnost napájecích článků. Použitá technologie umožňuje snížení proudové spotřeby obou jednotek, Wi-Fi modulu i host mikrokontroléru, čímž se lze vhodně přiblížit nebo dokonce i předčit požadavky kladené na vyvíjené zařízení.
S úspornými módy, optimalizovanými pro dlouhodobý bateriový provoz, můžeme třeba při „jednom probuzení denně“ fungovat až 10 let bez jakékoli výměny napájecích článků.- Bezdrátová architektura byla vyladěna pro aplikace s krátkými pracovními cykly a malou šířkou pásma.
- Mezi příjmem a vysíláním čip automaticky přechází do režimu standby s možností rychlého probuzení
- Wi-Fi I/O automaticky snižuje spotřebu bez zásahu host MCU
- Při obdržení datových paketů čip probouzí host MCU
- V mnoha případech nepotřebuje Wi-Fi I/O přídavnou vnější paměť nebo operační systém, čímž dále redukuje odběr celého systému
Nenáročné systémové požadavky
Technologie Wi-Fi I/O, navržená pro embedded systémy, vyžaduje minimum systémových prostředků, zejména pokud jde o paměťový prostor spolu s potřebnými cykly host mikrokontroléru.
- On – chip hardwarové, bezpečnostní akcelerátory pro WEP / WPA / WPA2
- On – chip MAC layer snižuje počet cyklů, vykonávaných host procesorem
- Pro práci s Wi-Fi I/O není vyžadována žádná vnější paměť. Požadavek na host RAM činí pouhých 2.8 kB.
- Jednoduché drivery; vyžadováno pouze několik stovek byte RAM host mikrokontroléru a méně než 10 kB ROM
- Drivery obsahují úplnou příkazovou sadu, čímž se může samotný běh omezit na malý operační systém, příp. se bez něj obejdeme úplně.
Nízká cena
V ZeroG vytvořili embedded architekturu se kterou lze snížit počet vnějších součástek a použitých I/O. Navíc lze znovu použít již jednou navrženou architekturu.
- Podpora levných, 8bitových mikrokontrolérů; možno také použít 16 nebo rovnou 32bitové MCU
- Přidání Wi-Fi se obejde bez potřeby operačního systému, případně bude možná podpora již existujícího OS
- Pro Wi-Fi není vyžadována žádná přídavná paměť
Čipy a moduly
Základ Wi-Fi I/O tvoří Wi-Fi transceiver (802.11), vlastní jednoduchý čip ZG2100, podporující rychlost přenosu dat až do 2 Mbitů za sekundu. ZG2100 byl optimalizován pro krátké pracovní cykly v nízkopříkonových zapojeních se čtyřmi různými výkonovými módy, extrémně nízkými svodovými proudy a rychlou „probouzecí“ architekturou. Součástka dále vytváří poctivé, jednočipové řešení, ve kterém nechybí on-chip MAC, výkonový zesilovač, baseband nebo také hardwarová akcelerace pro WEP, WPA a WPA2. Ve spojení s jedinečnou paměťovou a systémovou architekturou tak lze ZG2100 jednoduše implementovat prakticky do jakéhokoli systému.
ZeroG nabízí ZG2100 jako součást modulu ZG2100M, coby Wi-Fi modulu určeného pro zbytečně nepředražené, nízkopříkonové aplikace v rámci širokého rozsahu platforem, které ve srovnání s ostatními způsoby řešení Wi-Fi na současném trhu nebudou zdaleka vyžadovat tolik technických prostředků.
ZG2100M také vyniká svou pružností, kterou vhodně zúročí jak v jednoduchém návrhu bez operačního systému nebo vnější paměti tak i složitějších řešeních, ve kterých bude Wi-Fi I/O s operační systémem úzce spolupracovat. Na výběr také existuje způsob připojení antény - on-board PCB anténa (pro ZG2100M) nebo také anténa vnější (pro ZG2101M). Moduly se navíc pyšní celou řadou potřebných certifikátů.
Vývojové nástroje
Jaké procesory nebo mikrokontroléry lze ve spojení s právě popisovanými moduly použít? Odpověď je jednoduchá: V ZeroG navrhli embedded Wi-Fi moduly tak aby jednoduše pracovaly s jakýmkoli mikrokontrolérem vybaveným rozhraním SPI. V současné době jsou již dostupné vývojové kity pro procesory PIC od Microchipu. V poslední čtvrtině roku 2009 by se mohly objevit i další boardy, třeba pro mikrokontroléry od ST, Renesas, Freescale nebo Atmelu. bjednávat můžete na http://obchod.HW.cz
ZG2100 Wi-Fi PICtail
ZeroG ZG2100 Wi-Fi PICtail tvoří přídavný hardwarový modul, určený pro Explorer 16 a PICDEM.net2 – vývojové boardy Microchipu. Vývojáři tak mohou jednoduše obohatit aplikace vystavěné na PIC18, PIC24, PIC32 nebo dsPIC DSC o možnosti, které dnes Wi-Fi nabízí. Součástí PICtailu je některý z dostupných Wi-Fi modulů třídy ZG2100:
- ZG2100M modul s on-board PCB anténou
- ZG2101M modul, využívající externí anténu pro větší dosah
PICtail se dokáže bezproblémově připojit k běžným přístupovým bodům dle 802.11b/g. S host MCU pak komunikuje prostřednictvím jednoduchého SPI. 8/16/32bitové MCU na příslušných vývojových boardech Microchipu pak řídí TCP/IP networking stack a zajišťují běh síťových aplikací.
Pro rychlý a efektivní vývoj s ZG2100 Wi-Fi PICtail lze ještě využít
ZeroG Easy-Fi software- ZeroG příklady Wi-Fi aplikací
- Microchip PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC DSC
- Microchip Explorer 16 nebo PICDEM.net2
- Microchip MPLAB IDE
- Microchip C Compiler
- Microchip ICD 2
Vedle PICtailů (AC164136-2) jsou k dostání také samotné Wi-Fi moduly ZG2100M a ZG2101M nebo rovnou ZeroG 802.11 Development Kit for Explorer 16 ( AC164136), skládající se z
- ZeroG Wi-Fi PICtail/PICtail Plus Daughter boardu
- Před - programovaného PIC24FJ128GA010 Plug-in Modulu pro Explorer 16 (TCP/IP a Web server)
- Nakonfigurovaného, bezdrátového a širokopásmového routeru (jen pro 110 V)
Vývojový board Explorer 16 a napájecí zdroj nejsou součástí dodávky.
Závěr:
Obohatit svá jedinečná a skvělá zařízení o možnosti, které nám dnes Wi-Fi nabízí, není ničím složitým. Alespoň ne v případě nových modulů ZeroG Wireless, které mají svůj čip již z výroby vybavený vším potřebným a se kterýmkoli host MCU komunikují pomocí jednoduchého rozhraní SPI. Pro stále nerozhodnuté ještě přidejme velmi úzkou spolupráci s Microchipem, dostupné vývojové PICtaily a široké dveře otevřené směrem k dalším významným výrobcům i jejich vývojovým nástrojům.
Použitá literatura (domovské stránky výrobců):
- [1] ZeroG Wireless http://www.zerogwireless.com/
- [2] Microchip http://www.microchip.com/
