先来看一张图！

图1 基于TI CC3000的Wi-Fi智能家居控制器方案

你看到了什么？一些人说是“豪宅”，确实是，但这里想说的并不是“土豪”的意思，而是把“智能”注入到了家居生活中，让人们可以过上这样一种生活：用手机或者其他便携设备上安装的APP控制着家里的家具、电器，例如，随时打开车库门，拉开窗帘，打开电视、微波炉、灯、空调等。而这也可以放在任何一个普通的房间，只要你有Wi-Fi。

智能家居的概念已经预热了很多年，为什么一直没有广泛应用呢？原因有很多，但是归根结底是使用起来太麻烦，毕竟过去设计的智能家居都是大都基于ZigBee的。随着3G、4G网络的发展，以及智能手机和Wi-Fi的普及，智能家居这下可真的来了。日前，TI无线连接解决方案业务部嵌入式连接方案总经理Amichai Ron、TI半导体事业部嵌入式产品业务拓展经理吴健鸿先生以及TI中国无线连接解决方案业务拓展经理姜辉在北京向记者展示TI重磅推出并寄予厚望的Internet-on-a-chip解决方案：SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200系列。

图2 TI无线连接解决方案业务部嵌入式连接方案总经理Amichai Ron以及TI中国无线连接解决方案业务拓展经理姜辉

看TI如何把Wi-Fi化繁为简

Amichai首先说明了为什么TI会重点推广SimpleLink Wi-Fi：“因为它把Wi-Fi互联做得非常简单，也非常便于客户开发产品，而Wi-Fi在物联网中的地位也是举足轻重的。 过去，要让设备非常智能并互联通常需要两点，一是MCU做编程，二是需要一些Wi-Fi或无线连接设备让它互联，今天我们看TI怎么把两者结合，实现真正单芯片的SoC。”

Wi-Fi确实有非常多的应用场合，也可以带来很多便利，但有几大难点使得以前Wi-Fi无法大规模推广。Amichai分析道：“首先它难以理解和编程, 而TI CC3100和CC3200是低功耗Wi-Fi可编程微控制器，是真正单芯片的SoC，方便了编程。其次，Wi-Fi是一种高功率的无线连接技术，之前大家很少会把它和电池供电系统连接在一起，因为虽然Wi-Fi吞吐量非常大，但功耗也很高，现在TI推出的是低功耗的Wi-Fi，依靠两节 AA 电池可以运行一年以上，并为电池供电式终端设备带来了Wi-Fi功能。第三，之前很多工程师和客户认为做Wi-Fi必须有射频或Wi-Fi的相关经验，而CC3100和CC3200可以让对Wi-Fi经验不足的工程师很快上手。SimpleLink Wi-Fi的使命就是让Wi-Fi的开发更简单，轻松实现以前Wi-Fi做不到或很难做的应用。”  

Wi-Fi网络处理器内核剖析

 CC3100和CC3200是两款基于相同Wi-Fi网络处理器内核的产品，其内核架构如图3所示。CC3100称为片上互联网，它实际是Wi-Fi网络处理器，它可以通过SPI、UART与外部MCU进行通信，需要外部MCU给它做一些驱动。CC3100其实只需要7 KB左右的Wi-Fi底层驱动，为它配一个非常低成本的MCU（如 MSP430）就可以了。CC3100内部集成整个TCP/IP 堆栈、RAM、ROM、DC/DC、振荡器和BAT Monitor等，还有TLS、SSL以及和安全相关的硬件加密在里面。CC3100用于采用外部低成本MCU的嵌入式TCP/IP堆栈。

CC3200是片上互联网+MCU，即80 MHz ARM Cortex-M4核与Wi-Fi网络处理器相集成。与CC3100的最大区别就是其含有Cortex-M4核以及DMA、计时器和GPIO等通常MCU有的外设。

图3  CC3100和CC3200内部架构

如何更简单？

Amichai向记者详细分析了SimpleLink Wi-Fi CC3100和CC3200怎样把“事物”连接至互联网。（1）把和Wi-Fi相关的驱动代码压缩得非常小，低至7 KB的主机代码，实现了与低成本 MCU的集成。（2）在软件层提供了业界标准的BSD套接字API，适用于 TCP/IP通信。以前要用上百行的代码写命令去控制，现在只需要发一行简单的指令就可快速构建互联网应用，并可重用业界的可用互联网代码。（3）具有硬件加密引擎，用于实现 TLS/SSL 互联网安全，能在150 ms内建立 TLS 连接，实现快速安全的用户体验。（4）具有低功耗射频和高级低功耗模式。（5）具有最灵活的Wi-Fi配置/预置选项，允许客户以最适合其应用的方式设置无监视器的设备。 

针对Wi-Fi灵活的配置优点，Amichai举例说：“我们用手机或电脑配Wi-Fi要先连Wi-Fi的热点，找到之后再输入密码。以后Wi-Fi的应用场合会很多，例如插座也会用Wi-Fi（智能插座），电梯里也会用Wi-Fi，还有Wi-Fi智能手环，没有显示屏来输密码怎么办？TI有个SmartConfig，它可以帮用户把Wi-Fi配置做得非常简单，TI也支持通过WAP去连接。”

将Wi-Fi能耗降至新低

在Wi-Fi中连接的模式大致分为始终保持连接和间歇式连接两类。TI不但在休眠时间做了很多低功耗处理，在射频发射或接收瞬间也做到了低功耗。在始终保持连接模式下，SimpleLink Wi-Fi可实现120 μA 睡眠电流 （当连接至网络时）、37 mA 收听电流 （对于信标接收）和长睡眠间隔 （长达 2 s,通常每 100 ms 唤醒一次）。在间歇式连接模式，其具有4 μA 冬眠模式电流（业界最低）和多个唤醒源，95 ms 唤醒时间（从冬眠到建立安全的 Wi-Fi 连接）以及200 ms TLS 连接时间（TI竞争对手这个值是在秒的量级）。

物联网三宝：安全、快速、云支持

在Amichai先生谈到智能家居时，记者脑中浮现出这样一个画面：有人可以看到我在家做的一切，不仅如此，还可以控制我家的空调温度，让我难受，甚至突然点燃煤气，置我于死地。虽然这只是记者被害妄想症的情节，但大家也都比较关心家里个人的信息是否会被别人截获或恶意操控。Amichai消除了记者的疑虑，他谈到物联网的几个很重要的指标，首当其冲的就是互联网的安全性。TI SimpleLink Wi-Fi提供了互联网的加密，包括Wi-Fi和因特网，其内嵌硬件加密引擎会带来两个好处，一是快速连接，硬件比软件快很多，实时性好，软件的复杂度也加大降低；二是用户体验，从不断唤醒到加密以及连接，硬件快速连接的用户体验更好。

所有的物联网真正的价值链是在云端，TI的SimpleLink Wi-Fi会支持整个云端。Amichai介绍到：“Wi-Fi要做的工作是要把整个互联网架构搭起来，要和很多云平台进行合作。TI的合作伙伴IBM等都是用CC3100和CC3200做平台架构。我们的生态链全都是开放式的，它是针对整个互联网，可以做到互联互通。总之，利用SimpleLink Wi-Fi可以轻松创建IoT解决方案所需的一切，即稳健的安全性、快速连接和云支持等。"

推动Wi-Fi成长的市场主要有：智能家居和楼宇自动化、智能能源处理、多媒体、保密和安全、M2M通信，当然不仅限于此。而且这些应用中也不可能只用到一种无线连接技术。Amichai补充到：“TI在无线连接技术领域有最宽广的产品线，并且有非常好的案例可以把这几种技术融合在一起。例如，在温控器或电表应用中会有多种技术的融合，2.4G穿墙能力会差一些，可能还需要有ZigBee做一些网络适配，当中的信息传输可以通过Wi-Fi来实现。”

前阵子看到一个新闻，MIT一个实验室室发明了一种新技术，利用Wi-Fi信号产生的回馈，可以不通过任何穿戴设备，便能探知一墙之隔的人体胸腔起降和心率，并且准确率高达99%。Wi-Fi的深入应用才刚刚开始，凭借TI的Internet-on-a-chip解决方案大胆发挥人类的想象力，天马行空的设计可能会开启Wi-Fi的崭新应用。