设计wifi硬件的第一步是选择合适的芯片。对于普通的wifi硬件,可以选择一款成本较低的市场通用芯片,如Mediatek MT7688、Realtek RTL8189、Broadcom BCM2837等。对于要求更高的应用场景,需要选择性能更强、功耗更低、芯片维护支持更好的芯片,如高通Qualcomm系列、Marvell Avastar系列等。选择好芯片之后,需要进行芯片的功能评估、接口布局及引脚分配等工作。
天线作为wifi硬件的关键部件之一,其设计直接影响到产品的性能表现。常见的天线形式包括贴片天线、PCB天线、IPEX(螺纹口)插座天线等。贴片天线适用于较小的封装,PCB天线适用于外置天线;IPEX天线支持更换天线,方便用户更灵活地选择不同增益、不同方向的天线。天线的设计需要考虑天线的工作频段、天线阻抗与芯片匹配、天线增益等因素。同时,天线要与其他电路分隔布局,避免相互干扰。
天线性能优化可以通过增加天线数量、选用合适的天线,优化地放置天线来达到。其次可以借助软件手段如beamforming和MU-MIMO these技术, 合理地处理天线信号,优化无线传输效果。
电气布局主要包括电源电路、信号线路和其他电路的布局。电源电路需要保证稳定性和电源的过滤,防止电源噪声干扰;信号线路则需要考虑信号走线的规划,避免信号干扰、串扰和越线问题;其他电路的布局则需要保证其与芯片之间的良好连接和数据传输的质量。总之,电气布局需要考虑信噪比、干扰等因素。
选择合适的传输协议对wifi硬件的性能表现至关重要。常见的传输协议包括802.11a/b/g/n/ac等,在选择协议时需要考虑实际应用场景和对速率、距离、容量等方面的要求,以及网络的安全性。对于需要实现低功耗和长距离传输的应用场合,可以采用BLE、NB-IoT、LoRa等低功耗无线传输标准。
在传输协议中,通信协议以及无线射频部分的协议栈对wifi硬件的配合,也非常关键,需要需选择合适的方案。例如,在市场通用芯片的情况下,可以借助MT7688的OpenWrt操作系统快速搭建路由器;在高端芯片的情况,可以根据操作系统的种类需求,自行或者引入适配的操作系统对协议栈进行搭建。