羅姆集團擁有各種無線通信技術，包括以無線LAN為首的Bluetooth、ZigBee，以及針對2012年7月份日本開放的920MHz頻段的特定小功率無線等技術。
羅姆通過與集團旗下公司LAPIS Semiconductor的技術融合，具備從無線通信用IC到模塊的產品優勢，配合客戶需求，為客戶提供充分發揮各種通信規格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無線通信用IC，利用LAPIS Semiconductor引以為豪的低功耗RF-CMOS注1技術和高性能MODEM注2技術，實現了業界最高水平的低功耗和無線性能，這也是該類產品的一大特征。
此次“高頻元器件和模塊技術系列”分為兩期，本期為第二期。繼上一期推出的“920MHz頻段特定小功率無線模塊”之后，本期將為您重點介紹“無線LAN模塊技術”。
背景介紹
如今，伴隨全球各個領域對無線通信需求的日益增長，對技術高規格、高性能的要求也隨之水漲船高。特別是在向工控、車載等領域擴展時，由于環境的嚴苛，要實現普及還需要解決諸多課題。對此，羅姆憑借自身從IC開始的“一條龍”生產體制的優勢，迎合市場的各種需求，并結合了創新技術，呈現出更完備、更高標準的無線LAN模塊，在模塊技術上取得全新的突破。
羅姆新推無線LAN模塊“BP3580/BP3591”
此次，羅姆全新推出了支持IEEE802.11b/g/n標準的無線LAN模塊“BP3580/BP3591”（如右圖所示）。羅姆的無線LAN模塊“BP3580/BP3591”包括RF部分在內已完全調整好，不僅具備基本的無線LAN通信功能，而且還配置了通常內置于主機側的認證和加密用的Supplicant（客戶端認證軟件）和WPS（Wi-Fi Protected Setup、無線LAN設備之間進行加密設置的規格）。
不僅如此，還在模塊側內置TCP/IP協議棧，使所有網絡處理都可以由模塊完成，因此，即使因主機資源不足很難配置無線LAN的白色家電和健康器械等也可輕松搭載無線LAN。在表面貼裝型“BP3580”之外，產品陣容中又新增了通過連接器進行連接的天線內置型“BP3591（與主機的接口UART為對象）”。
通過內置天線，完全無需原本需要高度技術訣竅的高頻設計，而且該產品已經通過了日本國內電波法認證，只要組裝到配套設備中立即可作為無線設備使用。
“BP3580/BP3591”融合創新技術，獨具優勢
“BP3580/BP3591”的最大的特征是內置羅姆自產的基帶IC（BU1805GU）。通過使用自產基帶IC，可實現更加完善的開發支持與長期穩定供應。
[圖1] “BP3580/BP3591”的特征
如圖1所示，“BP3580/BP3591”產品的基帶IC和模塊以及軟件、硬件均由羅姆開發，因此，內部絕對沒有黑盒（BLACK BOX），這使開發支持更加完備。同樣，從IC開始的“一條龍”生產體制不會因外部因素而導致停產等，因此長期穩定供應也是該產品的強項。另外，實施了充分的連接試驗，實現了非常高質量的連接穩定性。關于電波法的認證，“BP3591（天線內置型）”模塊整體已經獲得了日本和美國（FCC）的電波法認證。“BP3580（表面貼裝型）”也已經做好了可輕松獲得日本國內電波法認證的準備。3.3V單個電源即可工作，工作溫度也覆蓋了‐40℃～+85℃的范圍。
表1為“BP3580/BP3591”的規格概要。SDIO通用型和USB通用型設想用于TCP/IP協議棧搭載于主機微控制器側的系統中。TCP/IP協議棧內置型設想用于RS-232C接口設備連接無線LAN的系統或主機微控制器側沒有搭載TCP/IP協議棧的系統中。羅姆為客戶預備了SDIO通用型和USB通用型以及TCP/IP協議棧內置型的固件，“BP3580/BP3591”的硬件是共通的，通過改變下載的固件來選擇型號。
[表1] “BP3580/BP3591”規格概要
圖2為“BP3580/BP3591”的框圖。“BP3580”為表面貼裝型，“BP3591”為天線內置型。另外，如前所述，在使用這些模塊時，每次啟動需要從HOST CPU或閃存下載固件進行使用。HOST CPU中沒有儲存固件的存儲區時，模塊具備閃存啟動功能，只要通過外置的方式準備好閃存，接通電源的同時即可進行自動讀取固件并運行的工作。
[圖2] “BP3580/BP3591”框圖
羅姆的固件產品陣容如表2所示，客戶可根據用途自由選擇固件。羅姆定位為“標準”的固件（接口為USB、SDIO）的STA(station)型①與AP(Access Point)型③、TCP/IP內置固件（接口為UART）的STA(station)型②與AP(Access Point)型④已經公布，而且，支持Wi-Fi Direct的標準固件⑤以及TCP/IP內置固件⑥的開發也在進行。
[表2] “BP3580/BP3591”用固件產品陣容
接下來使用圖3的軟件協議棧構成圖對固件進行說明。左側為采用標準固件①、③時的軟件協議棧構成圖，右側為采用TCP/IP內置固件②、④時的軟件協議棧構成圖。上半部分為HOST side Software（需要客戶準備的軟件），下半部分為存儲于無線模塊側的軟件。
左側標準固件的特征之一是，虛線圈圍部分的處理WPS，WPA/WPA2等無線LAN認證與安全的軟件（Supplicant）存儲于無線模塊側。
因此，這些無需客戶準備。另外，HOST側需要Wireless LAN Device Driver模塊，這對于客戶來說是開發負擔非常大的一部分，但羅姆預備了開發的Device Driver，可以向客戶無償提供OS Linux版驅動參考源代碼。
關于右側的TCP/IP內置固件，是在標準固件的Supplicant基礎上將TCP/IP協議棧存儲于無線模塊側的固件。而且，備有羅姆獨家的WID指令，可從主機側使用WID指令來命令、控制模塊。也就是說，TCP/IP協議棧存儲于模塊側并通過命令進行控制，使“無需驅動”即可安裝無線LAN成為可能。
由于“無需驅動”，與以往的無線LAN相比，可大大縮短客戶的開發期間。另外同時對HOST CPU的規格要求也較低，僅需8bit的CPU即可控制。
另外，STA固件安裝了“DHCP Client”、”WPS Enrollee”功能，AP固件安裝了“DHCP Server”、”WPS Registrar”功能。
[圖3] “BP3580/BP3591”軟件協議棧構成
TCP/IP協議棧內置型有兩種模式。第一種是用RS-232C連接的終端之間插入“BP3580/BP3591”即可輕松實現無線連接的“終端模式”；第二種是通過在主機側進行簡單的Socket編程來實現更復雜的工作的“通訊模式”。
表3是TCP/IP協議棧部分的規格概要。例如，只要使用TCP端口將SMTP和POP3的協議安裝在主機微控制器側，即可實現收發信息功能。
[表3] TCP/IP協議棧部分的規格概要
今后：羅姆將積極推進無線LAN模塊的發展
面向無線LAN模塊的發展，羅姆以“使用簡便（即使沒有經驗）”，“提供全力支持”為開發理念，不僅在當下，今后也會一如既往，不斷完善全球的支持體制，充分利用自產IC的優勢，隨時推進新商品的開發，為用戶呈現更全方位的技術體驗。
<專業術語>
注1：CMOS
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補金屬氧化物半導體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數字集成電路的基本單元。
注2：MODEM
調制解調器的英文名稱。調制器和解調器合在一起的總稱。