延長(cháng)WiFi應用中的電池壽命
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
WiFi已經(jīng)廣泛用于許多領(lǐng)域；除了在筆記本電腦中得到大量使用外，還延伸到了WiFi電話(huà)和VoIP應用中。根據國際分析機構ABI Research日前發(fā)布報告稱(chēng)，由于無(wú)線(xiàn)設備需求旺盛，以及企業(yè)級應用需求的提升，2010全球Wi-Fi芯片出貨量將達7.7億個(gè)，同比增長(cháng)33%。到2015年，支持Wi-Fi功能的消費電子設備總出貨量將達到5.3億臺，年復合增長(cháng)率將為26%。在未來(lái)5年內，手機將是最大的Wi-Fi芯片消費主體，到2015年普及率將達到40%，年復合增長(cháng)率將為25%。
隨著(zhù)WiFi應用越來(lái)越普及，WiFi網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍也變得越來(lái)越寬。更多的WiFi應用將會(huì )出現在后勤管理、家庭自動(dòng)化、建筑物自動(dòng)化管理以及其他便攜式設備當中。便攜式移動(dòng)電子設備被譽(yù)為WiFi應用增長(cháng)的動(dòng)力之一，因而對于更長(cháng)電池壽命的需求將成為這些應用中的一個(gè)關(guān)鍵因素。
如何提高WiFi應用中的電池壽命？
有三種方法可以延長(cháng)電池壽命：即增加電池容量，降低WiFi產(chǎn)品的功耗，以及借助可行的控制方式。增加電池容量非常簡(jiǎn)單；然而，由于技術(shù)上的限制，這樣做可能會(huì )使成本和電池體積急劇增加。因而另外兩種方法 – 降低WiFi產(chǎn)品功耗和增加電源控制功能也就相對比較可行。要實(shí)現WiFi產(chǎn)品的低功耗，甚至超低功耗，我們就必須選擇超低功耗的SoC。表1列出了業(yè)界比較有影響力的三款超低功耗WiFi芯片的主要特點(diǎn)。
產(chǎn)品編號 | GS1010 | BCM4328 | STLC4560 |
供應商 | Gainspan | BroadCom | ST-NXP |
單芯片 | 是 | 是 | 是 |
內核 | ARM7 | ARM7 | ARM9 |
接收功率 (mW) | - | 295 | 275 |
發(fā)送功率 (mW) | - | 425 | 715 |
睡眠功率 (mW) | 0.018 | 5 | 1.5 |
智能電源 | 支持 | 支持 | 支持 |
電池壽命增強技術(shù) | 支持 | 不支持 | 不支持 |
射頻電路 | 簡(jiǎn)單 | 復雜 | 復雜 |
藍牙 | 不支持 | 支持 | 支持 |
封裝 | QFN102（10 x 10 x 0.85 mm） | FPGA（10 x 10 mm） | LFBGA240（8.5x8x1.4 mm) |
軟件支持 | GREENHILLS，Keil，MDK，ARM | WinCE，Linux，WinXP | Symbian，WinCE，Linux |
表1
GS1010的射頻電路設計非常簡(jiǎn)單（僅需要一個(gè)0805封裝的器件），因此即便是不具備射頻經(jīng)驗的系統設計者也能夠輕松完成設計。而且得益于其優(yōu)秀的電池壽命增強功能，GS1010在睡眠模式下僅消耗18μW的電量。Gainspan宣稱(chēng)GS1010能夠在單節AA電池供電的情況下持續工作5年或10年（視應用情況而定）。
BCM4328和STLC4560兩種產(chǎn)品都能提供許多高級功能，并且能得到軟件的良好支持。因此在設計一種需要支持多種軟件的復雜系統時(shí)（例如WiFi手機），BCM4328和STLC4560無(wú)疑更加適用。但是對于向無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )這樣的簡(jiǎn)單的低成本應用， GS1010則是一種更好的選擇。
如表1和圖1中所示，工作模式和待機模式的功耗值有很大的差別?；谶@種現象而提出的節能方法是延長(cháng)待機的時(shí)間而縮短工作周期的時(shí)間。這需要設計者根據系統性能的需求精確的設定響應條件，較少系統錯誤的將待機模式激活到工作模式的可能性，并且確保系統在完成所有任務(wù)后回到待機模式。
低功耗技術(shù)能夠極大的延長(cháng)電池壽命，而良好的設計方案則是實(shí)現這一目標的關(guān)鍵。
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