0 引 言
跟着物联网技能的开展，很多的嵌入式体系均有添加Wi-Fi特性的需求，比方使用智能手机内建的Wi-Fi来遥控各种嵌入式设备，使支撑机器对机器的通讯（M2M）具有物联网通讯功用的嵌入式网络解决方案，而这些都将成为未来的干流需求。而在进行产品规划时，考虑到本钱等要素，能够选用ASIX电子的单芯片TCP/IP处理器AX22001/11来进行Wi-Fi体系的规划。AX22001/11处理器可供给具有本钱优势的嵌入式网络解决方案，以用于需求简略、易用、低本钱接入有线/无线局域网或互联网的各类嵌入式使用领域。
1 单芯片TCP/IP微处理器AX22001/11
1.1 AX22001/11的根本功用
AX22001和AX22011的结构及特性根本相同，差异只是在于AX22001不具备外部存储器接口、二者的GPIO 数量不同（AX22001 和AX22011 的GPIO数量分别是32 和64）以及封装方法不同（AX22001和AX22011的封装方法分别是128引脚LQFP封装和180 引脚LFBGA 封装），本文以AX22011为例来阐明其根本特性。
AX22011归于内置802.11无线网MAC/基带的单芯片TCP/IP微处理器，可供给高功用双CPU内核及用于代码存储的1MB同享闪存，一起内嵌用于主处理器（MCPU）的64KB数据存储器及用于Wi-Fi处理器（WCPU）的32KB数据存储器，而内置的TCP/IP 加快器兼容802.11a/b/g 的无线网MAC/基带，快速以太网MAC及丰厚的通讯外设，可用于各类需求接入有线/无线以太网、局域网/互联网的设备。
AX22011选用双CPU架构，并选用MCPU运转使用程序及TCP/IP协议，WCPU则用于处理WLAN协议及以太网至WLAN 封包格局的转化。内建的WLAN MAC及基带处理器兼容IEEE 802.11a/b/g标准，可支撑802.11安全特性及802.11eQoS功用，一起支撑根据AP的网络（Infrastructure）或对等网络（Ad-Hoc/IBSS）。
AX22011既可作为中心芯片建立使用体系，也能经过芯片上运转的TCP/IP协议以及各种并行/串行接口（如Local Bus、高速UART及高速SPI），作为网络协处理器来调配其他嵌入式CPU,以减轻其处理TCP/IP及WLAN协议的负荷。
1.2 AX22001/11的独立特性
（1）双CPU架构。
AX22001/11的双CPU架构可分别用于使用程序及WLAN协议处理。
CPU选用8位流水线和精简指令集RISC,单指令周期，最高80MHz主频，指令集100%兼容标准8051/80390;芯片内置电源办理单元和可编程看门狗守时器以及3个16位守时/计数器，毫秒守时器及实时时钟（RTC）操控器，可支撑经过在线仿真接口（ICE）进行CPU调试。
（2）主处理器。
主处理器（MCPU）用于使用程序及TCP/IP处理。AX22001/11供给有DMA 引擎（7DMA 通道）及专门的内存架构，以用于网络及外设的快速数据传输一起支撑TCP/IP硬件加快，以用于提高网络传输带宽，并可经过硬件完成IP/TCP/UDP/ICMP/IGMP校验和核算以及ARP协议处理。
经过软件供给的TCP,UDP,ICMP,IGMP,IPv4,DHCP,BOOTP,ARP,DNS,SMTP,SNTP,uPnP,PPPoE和HTTP等协议可支撑经过Wi-Fi或以太网、BOOTP和TFTP协议等进行网络发动；一起支撑2个外部中止源，并支撑2个优先级。
（3）程序和数据存储器。
AX22001/11内置16KB SRAM 用于程序镜像，还有1MB的闪存用于MCPU和WCPU同享程序代码空间；芯片支撑在体系编程（ISP），可透过UART或在线调试器（ICE）来进行闪存的烧写；一起支撑经过Wi-Fi、以太网或串口烧写使用程序及更新发动代码，即使用中可编程（IAP）。
发动时，可选择仿制MCPU 使用程序代码到外部SRAM 中运转，以提高体系功用。
此外，AX22001/11还内置用于MCPU的64KB数据存储器可经过外部内存接口扩展到最大2MB,一起内置用于WCPU的32KB数据存储器。
（4）Wi-Fi处理器和基带操控器。
AX22001/11 中的Wi-Fi 处理器和其兼容802.11a/b/g的无线网MAC/基带操控器可支撑Infrastructure根底架构形式或Ad-Hoc对等网络形式（IBSS）；一起支撑DSSS及CCK:1、2、5.5和11Mb/s;也支撑OFDM:6、9、12、18、24、36、48和54Mb/s;支撑802.11i安全特性如下：64/128 WEP,TKIP,AES;此外，还支撑802.11eQoS及1TX行列，但可选AC为用户的使用数据；芯片集成有RXIQ ADC,TXIQ DAC 及TSSIADC,可用于衔接RF收发器；一起支撑MCPU数据存储器与WCPU 数据存储器之间以及WCPU 数据存储器与WLAN MAC之间经过DMA进行以太网与Wi-Fi封包格局的转化；也支撑系列Wi-Fi办理帧及硬件加快，如：MIC、SHA-1/MD-5改换、AES key打开、伪随机数发生（PRNG）及32位算法的硬件完成等；此外，还支撑3种Wi-Fi节电形式，并可经过接纳Beacon帧主动唤醒；此外，AX22001/11还供给有1个用于WCPU调试的串口，1个外部中止引脚和一个I2C总线接口。
（5）10/100M 快速以太网MAC
AX22001/11兼容IEEE 802.3 10Base-T/100Base-TX快速以太网标准，内置用于封包缓存的专用12KBSRAM;可支撑全双工流控及半双工背压流控（backpressure）；并供给有MII,RMII,Rev-MII和Rev-RMII接口；别的，它也支撑以太网长途唤醒。
（6）外设通讯接口。
AX22001/11芯片有4个串口，其间2个支撑DMA.调制解调器操控引脚可援助长途唤醒及最高921.6Kb/s波特率；该芯片支撑DMA的快速SPI接口（包含3个主形式接口或1个从形式接口）和一个支撑DMA 的I2S或PCM 接口，也支撑DMA 的局域总线接口（主/从形式）和一个I2C接口（主/从形式）；芯片具有5通道可编程计数器组和一个1-Wire总线接口，可供给4组GPIO,每组8位；一起集成有32.768kHz振荡电路（具有独立的电源供给引脚），可用于实时时钟和Wi-Fi节电形式的主动唤醒守时器；此外，芯片内部集成有80MHz锁相环，可外接40MHz晶振；一起集成了上电复位电路；AX22001/11芯片选用128引脚LQFP封装，且契合RoHS标准；工作温度规模为：0℃~+70℃。
1.3 AX22001/11的组成结构
图1所示为AX22001/11的内部结构组成框图。
该芯片由主处理器（MCPU）、Wi-Fi协处理器（WCPU）、64KB数据RAM、16 KB 程序RAM、1MB共用内存、时钟及守时器、TCP/IP加快引擎、DMA 引擎、以太网MAC、802.11a/b/g 的无线网MAC/基带及ADC/DAC、SPI串行总线、串口、I2C总线和局域总线等组成。
图1 AX22001/11的结构框图
2 根据AX22001/11的使用体系规划
图2所示为选用AX22001/11及多种传感器规划的无线环境监测/网络传感器及遥控体系的结构框图，图中，AX22001/11经过I2C总线与温度传感器相连，湿度传感器、雨量丈量传感器、大气压力传感器、风向传感器、太阳辐射传感器及热电偶传感器则经过单总线与AX22001/11相连，AX22001/11再经过通用输入输出GPIO与LED及继电器相连，从而在LED上显现传感器测得的数据，一起也能够经过Wi-Fi网络操控继电器对电路参数进行调整。
图2 根据Wi-Fi的无线环境监测/网络传感器及遥控体系
图3是选用AX22001/11规划的串行接口与Wi-Fi转化电路的体系框图，该电路可支撑多种串行通讯形式，包含点对点的RS 232及点对多点的RS485和RS 422总线。
图3 串行接口与Wi-Fi转化电路
图4是选用AX22001/11规划的ZigBee/蓝牙与Wi-Fi转化电路。ZigBee/蓝牙体系可经过高速同步串行口SPI或通用异步串行口UART 与AX22001/11相连。
图4 ZigBee/蓝牙与Wi-Fi转化电路
图5是经过Wi-Fi传输音频信号的电路框图，音频信号与AX22001/11相连可选用高速同步串行口SPI或I2C方法。
图5 根据Wi-Fi的音频信号传输框图
3 结 语
跟着Wi-Fi根底设施日益遍及，支撑多种扩展接口的AX22001/11Wi-Fi单芯片即可供给具有本钱优势的嵌入式网络解决方案，以用于需求简略、易用、低本钱接入有线/无线局域网或互联网的各类嵌入式使用，如消费电子、网络智能型家电、Wi-Fi无线音箱、工业设备、保安体系、长途数据收集、长途操控、长途监测及长途办理等。
