使用基于最新 Wi-Fi 标准的无线 SoC 设计 Wi-Fi 前端模块可能既复杂又昂贵，因此选择预认证模块是快速推向市场的最简便方法。
在设计包含高性能微型无线 SoC 的印刷电路板时，每个细节都至关重要，从将数据传输到收发器的高速数字 I/O 总线上的信号完整性，到射频输出引脚和天线之间的阻抗匹配，无一例外。需要专业的射频技术才能及早发现问题并避免后续的麻烦。此外，Wi-Fi 开发还需要昂贵的测试设备。相比之下，模块中的无线电设计已经过优化，这也有助于消除开发周期中的潜在问题，从而显著节省成本。
认证成本高昂。
所有配备发射器的产品都必须保证在共享环境中与其他设备兼容运行。这种兼容性是通过产品认证实现的，认证过程需经过严格的无线电测试，并符合适用的当地法规。当然，这也适用于包含 Wi-Fi 收发器的产品。事实上，鉴于 Wi-Fi 技术的特性，其全面认证的成本往往更高。Wi-Fi 产品必须能够与其他产品在同一 Wi-Fi 网络或位于不同但位置相近的 Wi-Fi 网络上协同工作，并展现出最佳的无线电性能。此外，Wi-Fi 设备还必须确保不会干扰其他 ISM 频段技术，例如蓝牙、Zigbee、Thread 或其他专有无线协议栈。另外，设计不佳的 Wi-Fi 设备极易受到 LTE 移动无线电或雷达（用于民用或军用领域）的干扰，或对其造成干扰。
全球对于如何在Wi-Fi和蓝牙等ISM频段技术中使用6GHz频段存在分歧，这使得情况更加复杂。例如，美国已允许将整个1200MHz带宽用于ISM应用，而欧盟仅开放了6GHz频段中的480MHz。克服全球监管障碍往往成为硬件设计中最大的隐性成本。与测试实验室合作通过监管测试也增加了工作量。所有这些都增加了整体开发成本。使用预认证的无线模块可以消除许多困难。系统设计人员只需重复使用模块制造商获得的许可证即可安全地集成无线功能。.
选择合适的 Wi-Fi 模块
Wi-Fi 模块的选择取决于多种因素，包括：
- 架构
模块可能采用开放式应用处理器，用于运行网络协议栈和嵌入式物联网应用，所有这些都在受限的实时操作系统 (RTOS) 环境下运行。或者，模块可能作为网络协处理器 (NCP) 来管理 Wi-Fi 通信，但需要主机处理器进行网络管理。后者通常需要完整的操作系统（Windows 或 Linux）。然而，越来越多的设备制造商也能够将 NCP 与运行在某种实时操作系统（例如 FreeRTOS）之上的 TCP/IP 协议栈连接起来。
- 多种无线协议
一个项目可能需要多种连接选项。根据要执行的任务，您可以选择仅支持 Wi-Fi 的单协议模块，也可以选择支持基于蓝牙和 802.15.4 的网状网络连接的多协议解决方案。多协议解决方案只需少量额外成本，即可提供与独立多SoC/模块解决方案相比更紧密的集成和更好的共存管理。
图 1 PAN9019：一款经过认证的无线电模块，包含双频 WiFi 6 和蓝牙 5.4 子系统。.
- 通信接口：
每种设备和应用都有其独特的无线连接能力和需求。有的设备可能需要通过无线链路传输数千兆比特的数据来传输 4K 视频，而有的设备可能只需要几千比特的数据来报告传感器数据或远程控制执行器。可用的选项反映了这种应用的多样性。因此，一些无线模块支持高速通信接口，例如 SDIO 和 PCIe，适用于高性能数据传输应用；而另一些解决方案则针对功耗受限的应用进行了优化，使用 SPI、I2C 和 UART 等接口来连接传感器。-
天线选项：
天线是无线设计中的关键元件。它充当传感器，将从收发器接收到的电流和电压转换为无线技术辐射的电磁能量，反之亦然。不合适的天线会导致产品完全无法使用。因此，天线的选择通常取决于最终产品设计。一些设计人员倾向于将紧凑型天线集成到 PCB 中，而另一些设计人员则使用外部安装的天线来改善覆盖范围。务必记住，天线是发射器配置不可或缺的一部分，因此与无线模块的监管认证直接相关。教训：选择天线时务必注意细节！模块可能自带天线，也可能提供经过认证的参考设计，用户可以复制该设计并重复使用认证。最终目标始终是针对特定设计实现最佳无线电覆盖范围，这可能需要修改天线及其相关的认证。
物联网中，Wi-Fi 的实现至关重要。因此，Wi-Fi 模块供应商应提供以下核心价值：
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硬件设计支持
射频设计常常会在意想不到的时候出现问题。此时，拥有丰富 Wi-Fi 模块设计经验的工程师的支持对于加快设计周期至关重要。模块供应商可以从多个方面提供帮助：例如，审核 PCB 设计、匹配天线输入阻抗、推荐模块或天线位置以获得更佳覆盖范围等等。
- 新增监管领域和天线
如前所述，使用 Wi-Fi 模块的主要优势之一是易于获得无线电功能相关的监管认证。因此，供应商应制定全面的监管策略，以确保设计的灵活性，包括覆盖多个领域以覆盖更多市场以及多种天线类型。
在某些情况下，模块上已认证的天线可能无法满足所需的无线电性能，因此需要使用不同的天线。在其他情况下，产品可能面向新的市场，而模块供应商可能缺乏针对该市场的认证和/或测试报告。在这种情况下，需要模块供应商的支持，才能在现有认证列表中添加新的监管范围，或认证一种全新的天线类型。模块供应商可以通过进行新法规测试并发布针对原始认证的授权变更通知来提供支持。-
软件故障排除：
将 Wi-Fi 驱动程序集成到嵌入式平台是整个项目软件生命周期中最关键的问题之一。例如，考虑基于 Linux 的嵌入式设备的网络通信协议 (NCP)。无线半导体供应商通常会定期发布使用最新稳定版 Linux 内核测试过的驱动程序版本。此外，无线驱动程序需要补丁程序来解决安全漏洞。升级到新版本，特别是对于采用“外部”控制器的无线设备，有时会导致产品出现意外行为。此时，模块供应商的支持——无论是通过沟通漏洞发现和安全补丁的可用性，还是在控制器集成期间进行主动故障排除和根本原因分析——都能极大地促进项目的顺利管理。这同样适用于围绕嵌入式无线微控制器设计的无线模块。
确保供应链的全面支持。
糟糕的供应链评估可能会毁掉一个优秀的PCB设计。即使是像电阻器这样看似微不足道的小元件的缺失，也可能导致生产延误，但必须有替代方案。然而，经过认证的无线电模块是最关键的元件之一，因为它与制造商向监管机构提交的最终产品声明密切相关。因此，重新设计产品可能行不通，而且无疑会耗费巨资。此时，一个能力强、尽职尽责的模块供应商的全面支持就显得尤为重要。支持内容可能包括：技术咨询，以了解最佳平台设计；产品生命周期管理；以及生产预测。此外，可能还需要进行工厂审核，以提高供应链的透明度。
松下工业
欧洲公司是公认的短距离无线连接解决方案供应商，其产品组合涵盖Wi-Fi、蓝牙及其他网络技术。其无线模块和网卡已获得包括美国、欧洲、加拿大、日本及其他亚太地区国家在内的多个监管机构的认证。这些认证还涵盖多种天线类型，并提供来自多家知名天线供应商的认证参考天线。此外，该公司还通过其合作伙伴生态系统，为物联网项目提供支持，这些合作伙伴负责天线、嵌入式固件和专有无线协议栈的开发。
松下工业的无线模块产品组合涵盖多代Wi-Fi技术，从Wi-Fi 4到Wi-Fi 6/6E解决方案。Wi-Fi 7模块也在其未来发展路线图中。其模块均在欧洲松下全资工厂设计和制造。
* 计划待定 = 待定
表 1：适用于新设计的最新松下工业级 Wi-Fi 模块
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