专访 Marvell 黄正强:物联网中的 Wi-Fi

  • 徐川

2015 年 11 月 2 日

话题:语言 & 开发架构物联网

国内外巨头纷纷布局物联网,更有众多物联网相关的创业公司不断涌现,我们已经能够听到物联网向我们走来的脚步声。连接模块是物联网硬件最重要的模块之一,随着物联网兴起,各种连接协议层出不穷,Wi-Fi 在其中占据什么样的地位呢?带着这样的问题,我们采访了国际知名芯片厂商 Marvell 的 Wi-Fi 软件研发部门总监黄正强。

受访嘉宾介绍:

黄正强,Wi-Fi 软件研发部门总监,在无线和 IOT 方面有超过 10 年的研发经验。在 IEEE 802.11 和 Wi-Fi 标准,开发方面拥有丰富的经验。其技术方案成功地应用于 Apple 的第一代 iPhone/iPad,Sony PlayStation/PSP,Microsoft XBOX/Surface,Google Chromebook/Chromecast 以及众多小米 IOT 产品之中。另外,他还在 Wi-Fi 和 IOT 方面拥有 10 多项被美国专利管理局批准的专利。他还将受邀参加 12 月 18-19 日在北京举办的 ArchSummit 全球架构师峰会,分享Wi-Fi SoC 芯片在 IoT 智能设备中的应用话题。

InfoQ:请介绍一下您自己,在 Marvell 这边负责哪些工作?

黄正强:我是 2003 年加入 Marvell Semiconductor Inc. 。现任 Wi-Fi 软件研发部门总监。

主要工作是带领软件研发团队开发 Wi-Fi SoC 芯片的软件,包括 SoC Firmware 以及在 Linux、Android、Chrome OS 和 Windows 等平台上运行的 Device Driver。同时根据需求,为 Wi-Fi 芯片使用客户提供技术支持,协助其完成最终产品的系统集成。

开发的软件技术提供 Wi-Fi 连接方案,用于包括 IOT 在内的诸多基于 Wi-Fi 技术的网络设备。

此外,代表 Marvell 同 Microsoft、HP、Google、小米等世界顶级高科技公司的研发团队进行深层次的技术讨论和交流,共同制定多项技术标准并在相应产品中予以实现。

InfoQ:目前 Marvell 在物联网芯片方面有哪些进展?

黄正强:Marvell 在无线方案上有多年的经验积累,提供整套的 IOT 技术方案。

其 IOT 核心的芯片包括基于 Wi-Fi 的 88MW300,基于 Bluetooth 的 88MB300 以及基于 Zigbee 的 88MZ100 等。这些芯片均有内置的 Micro Controller。除此之外,Marvell 还提供多种 Wi-Fi/BT/BLE 芯片。这些芯片可以和外置的 Micro Controller 连接使用,形成组合的 IOT 技术方案。以上所有芯片均已量产。

近期又推出增强版的 Marvell® EZ-Connect Micro Controller SoC 产品系列。主要内容包括扩展的软件,以及更多合作伙伴提供的补充产品和服务。Marvell EZ-Connect 产品为客户提供了一个完整的平台解决方案,提供所需的工具和专业的技术,可帮助客户开发更高性价的 IOT 解决方案,加速产品上市。

Marvell 及其合作伙伴生态系统也正在日益扩大。该生态系统包括 IoT 云平台提供商、无线模块供应商和工程设计公司。Marvell 的 IoT 生态系统合作伙伴进一步简化了 IoT 产品的开发,为设备制造商提供了众多可信、互补的产品及服务选择,为 IoT 产品的开发提供了便利。

InfoQ:WiFi 和其它几种常见的物联网通讯协议相比有哪些优缺点?

黄正强:IOT 常用的连接技术协议主要有 Wi-Fi,BLE (Bluetooth Smart),Z-Wave,ZigBee 以及近期刚推出的 Thread 等等。其中 Wi-Fi 技术是现今主要使用的连接方式。由于 Wi-Fi 协议的普遍性和特殊性,令其在 IOT 中占有非常重要的地位。现今市场上外接 AC 供电的 IOT 设备几乎全部使用 Wi-Fi 协议来提供网络连接。

Wi-Fi 之所以是主流,主要是因为其技术的高成熟度及其高普及率。究其根本,应归功于近年来 iPhone 以及 Android 智能手机的飞速发展以及 Wi-Fi 技术同 Internet 无缝连接的优越性。

Wi-Fi 经过十几年的高速发展,在众多芯片厂商,设备厂商和运营商的积极参与及支持下,其技术已非常成熟,并且大量地使用在 PC,智能手机, 智能平板等诸多设备之中。特别是 Wi-Fi 家用网关的普及,提供了设备同 Internet 的无缝连接,为 Wi-Fi 在 IOT 的应用奠定了扎实的基础。

利用 Wi-Fi 构成的网络连接,使用者可以通过智能手机,智能平板,非常便捷地对基于 Wi-Fi 的 IOT 设备进行配置。配置之后的 IOT 设备经由同样基于 Wi-Fi 技术的家庭网关直接接入 Internet,最终汇入 Cloud 服务网络。使用者可以在任何有 Internet 服务的地方进行远程监控和使用。极其方便快捷。

当然,同其它几项技术协议比较,Wi-Fi 技术对其在 IOT 设备中的使用,也有需待改进之处。这主要集中在硬件成本和电能消耗方面。

因其技术的复杂度,比起其它几项技术,Wi-Fi 芯片的硬件成本相对较高,电能消耗也相对较大。这对于开发那些低成本,电池驱动类的 IOT 设备来看,无异是较大的障碍。在降低成本及电能消耗之后,Wi-Fi 将更具可能广泛地使用在这些类的 IOT 设备之上。

InfoQ:目前 Marvell 和哪些公司合作生产 WiFi 模块?

黄正强:Marvell 和世界知名的 Wi-Fi/BT/BLE/ZigBee 模块厂家均有合作。包括小米,Broadlink, MXCHIP 以及 AzureWare 等。其模块已成功地应用于众多的 IOT 设备之中。

特别是在智能家居领域,Marvell 是业界首家在 SDK 中全面支持 Apple Homekit 的芯片厂商。第一个支持 Homekit 的智能插座产品, 就是基于 Marvell SDK 的技术方案。

在中国, Marvell 更与整个智能家居产业都有广泛深入的合作,包括炙手可热的互联网公司如小米、京东、阿里、腾讯等;家电巨头美的,海信、长虹等。同时 Marvell 也在积极支持 Startup 团队和个人开发者打造创新的产品和应用。

小米先后推出了基于 Marvell Wi-Fi 技术方案的智能插座、空气净化器、智能网关和净水器等 IOT 产品。与此同时, 采用该平台的小米智能模块也为传统家电厂商实现产品智能化升级提供了可能。

Broadlink 在与 Marvell 的长期合作中已陆续推出了一系列 Broadlink DNA 的智能设备和智能家电的方案和产品,广泛应用于智能空调、净水器、灯、热水器、油烟机、消毒柜、烤箱等等,全面覆盖智能家居的各个角落。

InfoQ:目前 WiFi 芯片的研发存在哪些挑战?它的发展方向是什么?

黄正强:Wi-Fi 技术不断更新发展,速度已从最初的每秒几兆比特上升到几千兆比特。可称为突飞猛进。

Wi-Fi 技术在发展过程中,也面临一些挑战。主要有以下几个方面: 

1)技术复杂度高,导致开发周期过长,开发成本过高; 

2)使用设备过多,导致频带过于拥塞; 

3)生产厂商的增加以及新的标准的出现,促使其对兼容性的要求提高; 

4)电能消耗相对较高,因而对电池驱动类设备的适应度不够。

IEEE 协会在协议产品化方面得到 Wi-Fi 联盟的大力支持。其在发布 802.11b/g/a/n/ac 标准协议之后,继续积极地推进新的 Wi-Fi 技术协议研究。主要包括 802.11ad,802.11af,802.11ah 以及 802.11ax 等等。其中 802.11ah 的主要应用就是 IOT 类的智能设备。这些新标准的主要目标集中在 1)提高传输速率;2)拓展频率使用范围及其带宽;3)增进实际传输距离;4)增强相互兼容性能;5)降低电能消耗;6)缩短开发周期,减少开发成本。

随着这些新技术标准的推广,Wi-Fi 技术一定会更加先进。在以上问题解决之后,其在 IOT 领域的使用也一定会更加广泛。

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