Un bucle de retroalimentación positiva entre la tecnología y los avances de los productos funciona así: los avances tecnológicos aumentan la demanda de productos en el mercado, mientras que esta demanda impulsa nuevos avances. Este ciclo se repite, y los componentes y productos costosos e inusuales se convierten rápidamente en mercancía económica. Piense en las computadoras personales, los teléfonos inteligentes y los televisores de pantalla plana.
Esto también se ve en la conectividad inalámbrica del Internet de las cosas (IoT). El diseño y la fabricación de funciones inalámbricas, incluso para aplicaciones de bajo volumen, tienden a ser dominio de unos pocos “magos” de radiofrecuencia (RF). Se incluyen especialistas que pueden diseñar circuitos que funcionen a unos pocos cientos de megahercios y las empresas que los fabrican, a menudo a un costo relativamente alto. Últimamente, me ha sorprendido la fácil disponibilidad de circuitos integrados (IC) de RF de rango completo de gigahercios (GHz) que pueden ayudar a implementar rápidamente una conectividad inalámbrica muy sofisticada a bajo costo, en un espacio reducido y con una funcionalidad extraordinaria.
Por supuesto, el proveedor y el usuario suelen interpretar “completo” de forma diferente. Si bien cada dispositivo activo necesita una fuente de energía y, muy probablemente, algunos capacitores de derivación, es posible que los diseñadores también tengan que agregar más componentes activos y pasivos para un funcionamiento correcto. Por lo tanto, “completo” se basa en qué componentes y cuántos.
Los módulos completos simplifican el cumplimiento normativo.
Para las funciones relacionadas con RF, que el dispositivo esté completo es más que una simple conveniencia. Una solución de RF completa puede eliminar dos de los mayores desafíos del diseño de RF:
• Garantizar el cumplimiento de los complejos requisitos funcionales de los estándares inalámbricos que admite el circuito
• Cumplir con las numerosas y estrictas regulaciones sobre emisiones fuera de banda (OOB), interferencia electromagnética (EMI) e interferencia de radiofrecuencia (RFI) para agilizar el proceso de certificación de productos
Estos problemas de diseño se vuelven más complicados cuando el circuito y la función del enlace inalámbrico deben admitir varias versiones de un único estándar, como la enorme cantidad de variantes de Wi-Fi (IEEE 802.11xx). Es más desafiante cuando deben admitir diferentes estándares, como Bluetooth. Incluso los diseñadores experimentados son cautelosos a la hora de desarrollar un enlace de RF con todas las funciones necesarias para cumplir con un único estándar de la industria. Cumplir varios estándares inalámbricos en un solo chip es una propuesta aún más arriesgada.
Los módulos ofrecen la solución completa
La mejor solución para todo esto es optar por el tipo 2BZ (LBEE5XV2BZ-883) de Murata Electronics, una red de área local inalámbrica (WLAN) Wi-Fi de doble banda de 2.4 GHz y 5 GHz y un módulo transceptor Bluetooth. Esta solución combinada admite Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac con entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) 2 × 2, así como velocidad básica (BR) de Bluetooth 5.2 velocidad de datos mejorada (EDR) y bajo consumo (LE). Su velocidad de datos de (PHY) capa física es de hasta 866 megabits por segundo (Mbps) para Wi-Fi y 3 Mbps para Bluetooth.
Las aplicaciones de destino incluyen dispositivos sensibles al tamaño y la potencia, como nodos de IoT, sistemas inalámbricos portátiles, domótica, puertas de enlace y otros que deben cumplir con los estándares de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC)/el Marcado (CE)/la Industria Canadá (IC)/el Centro de Ingeniería de Telecomunicaciones (TELEC). El módulo de montaje en superficie totalmente protegido pesa solo 0.36 gramos (g), ocupa un espacio de solo 11.4 × 8.9 milímetros (mm) y tiene una altura de 1.4 mm (Figura 1).
Figura 1: El LBEE5XV2BZ-883 totalmente protegido es un módulo transceptor combinado para Wi-Fi y Bluetooth que simplifica la implementación de la conectividad inalámbrica. (Fuente de la imagen: Murata Electronics)
El LBEE5XV2BZ se basa en el sistema en chip (SoC) AIROC CYW54590 de Infineon Technologies. El CYW54590 incluye los amplificadores de potencia (PA) de RF del transmisor y los amplificadores de bajo ruido (LNA) del receptor (Figura 2). El módulo aborda problemas críticos de coincidencia de RF, filtrado e interfaz de antena. Como tal, elimina los numerosos desafíos asociados con la creación y certificación de un circuito de RF y el software relacionado.
Figura 2: El módulo de tipo 2BZ se basa en el SoC combinado CYW54590 Wi-Fi 5 y Bluetooth 5.1 con PA y LNA integrados. (Fuente de la imagen: Infineon Technologies)
El módulo admite hasta tres antenas: una para Bluetooth y dos para Wi-Fi. Además, la ruta compartida de señal de recepción de Bluetooth y WLAN elimina la necesidad de un divisor de energía externo y al mismo tiempo mantiene una excelente sensibilidad tanto para Bluetooth como para Wi-Fi.
El CYW54590 incorpora algo más que solo una función de RF completa. Su sección WLAN admite una interfaz de entrada/salida de Secure Digital (SDIO) estándar y la sección Bluetooth admite una interfaz de controlador de host (HCI) de cuatro cables de alta velocidad, transmisor receptor asíncrono universal (UART) y modulación de código de pulso (PCM) para datos de audio (Figura 3).
Figura 3: El módulo de tipo 2BZ implementa la interfaz completa entre el procesador host y hasta tres antenas para la funcionalidad Wi-Fi y Bluetooth. (Fuente de la imagen: Murata Electronics)
Igual de crítico es el firmware operativo integrado. El CYW54590 implementa algoritmos y mecanismos de hardware de coexistencia colaborativos y altamente sofisticados para optimizar la conectividad Wi-Fi y Bluetooth simultánea.
Tenga en cuenta que otro módulo, el Murata LBEE5XV1XA-540, agrega capacidades de doble banda simultánea real (RSDB) para admitir dos redes Wi-Fi simultáneas, una en la banda de 2.4 GHz y otra en la de 5 GHz. Basado en el SoC AIROC CYW54591RKUBGT de Infineon, el LBEE5XV1XA-540 reduce la latencia en la transmisión de video/audio o en las aplicaciones de puerta de enlace.
El hecho de que estos módulos estén completos se demuestra mediante la cantidad mínima de componentes externos requeridos: algunos capacitores de derivación/desacople estándar y algunas resistencias de flexión para las líneas de datos SDIO. El requisito de solo dos rieles de suministro de energía, uno con un suministro de 3.3 voltios (nominal) para el funcionamiento y el otro con un suministro de 1.8 voltios o 3.3 voltios para las líneas de E/S (entrada/salida) también simplifica el diseño.
Conclusión
Los diseñadores ya no necesitan conocimientos avanzados de circuitos y sistemas de RF para incorporar una interfaz Wi-Fi y Bluetooth sofisticada, multibanda y multiformato. El módulo transceptor Wi-Fi/Bluetooth tipo 2BZ de Murata Electronics, con su SoC combinado CYW54590, coincidencia de RF, filtrado e interfaces de antena, proporciona una solución directa que cumple con los requisitos reglamentarios y funcionales.
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Figura 1: El LBEE5XV2BZ-883 totalmente protegido es un módulo transceptor combinado para Wi-Fi y Bluetooth que simplifica la implementación de la conectividad inalámbrica. (Fuente de la imagen: Murata Electronics)
Figura 2: El módulo de tipo 2BZ se basa en el SoC combinado CYW54590 Wi-Fi 5 y Bluetooth 5.1 con PA y LNA integrados. (Fuente de la imagen: Infineon Technologies)
Figura 3: El módulo de tipo 2BZ implementa la interfaz completa entre el procesador host y hasta tres antenas para la funcionalidad Wi-Fi y Bluetooth. (Fuente de la imagen: Murata Electronics)
