远程信息处理控制单元（TCU或T-BOX）是一种嵌入式车载系统，可应用于车辆的无线跟踪与通信等领域。
在本系列的文章中会依次对以下主要模块进行详细介绍：
第五节：无线连接单元；
第五节：无线连接单元
在T-BOX中，无线连接单元主要包括以下四个模块，GSM/GPRS/LTE，GPS，Wi-Fi以及Bluetooth。
图- 1
1） GSM/GPRS/LTE
GSM/GPRS/LTE都属于移动通信技术。GSM（Global System for Mobile Communications）是第二代移动通信系统，也就是我们常说的2G；GPRS（General Packet Radio Service）是基于GSM 基础上开发的通用分组无线业务，俗称2.5G；LTE（Long Term Evolution）则是第四代移动通信系统，也就是3.9G，LTE-A为4G。
它们的速度等级如下式所示：GSM < GPRS < LTE。通常情况下，这些通信系统不单独存在，例如高通处理器集成了4G通信模块。正如前面的紧急呼叫单元提及，当遇到紧急状况时，呼叫中心通过这些通信模块与车主通话取得联系。
2）GPS
GPS（Global Positioning System）主要为跟踪或导航提供车辆的位置坐标。正如前面的紧急呼叫单元提及，当遇到紧急状况时，呼叫中心可以通过GPS模块获取车辆的具体定位，从而及时展开救援工作。
3） Wi-Fi
在T-BOX的应用中，Wi-Fi主要以无线热点的形式连接车上的电子设备，如手机、平板、电脑等。TI的解决方案包括SimpleLink™ Wi-Fi® solutions以及WiLink™ 8 solutions。
SimpleLink™ Wi-Fi® solutions依赖于微控制器系统，微控制器只是想添加以太网功能，以便发送简单的状态信息或接收控制命令，用户无需精通射频/Wi-Fi理论即可迅速开启设计，缩短开发周期；WiLink™ 8 solutions应用于对吞吐量、性能和集成度要求较高的典型微处理器系统，如硬盘驱动、电子书等。它们的区别可总结如下表-1所示：
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Wireless MCU (SoC) |
Network Processor |
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主处理器 |
MCU （内部集成） |
MCU（外部） |
MPU（外部） |
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操作系统 |
RTOS /None |
Linux/Android/RTOS |
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数据吞吐量(MBPS) |
<20 |
100 |
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支持带宽(GHz) |
2.4 |
2.4/5 |
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集成网络协议 TCP/IP |
√ |
− |
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物联网端到端安全 |
√ |
− |
− |
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低功耗优化 |
√ |
− |
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监控认证 |
√ |
− |
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Wi-Fi+BLE共存 |
√（BLE外置） |
√（BLE+BT集成） |
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SimpleLink MCU平台支持 |
√ |
− |
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云物联网支持 |
HomeKit, AWS, Azure, IBM and more |
HomeKit |
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相关产品 |
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表- 1
在T-BOX的应用中可使用WiLink系列，如WL1831。该系列的6款芯片主要区别在于是否带有低功耗蓝牙、TX电流大小以及工作温度范围等。主要区别如表-2所示。
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处理器 |
External MPU |
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技术支持 |
Wi-Fi |
Bluetooth low energy/Wi-Fi |
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数据吞吐量(MBPS) |
100 |
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RX灵敏度(dBm) |
-96 |
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TX电流(mA) |
247 |
247 |
238 |
247 |
247 |
238 |
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工作温度范围 (℃) |
-20 to 70 |
-20 to 70 |
-40 to 85 |
-20 to 70 |
-20 to 70 |
-40 to 85 |
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封装 |
MOC (100 pin LGA Module) |
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表- 2
该系列特点列举如下：
- 设计简捷：集成了射频以及电源管理部分，即使不需具备射频/Wi-Fi的专业知识也能随时开启设计；
- 性能优越：优化了实时在线配置文件功能；在使用电池供电的场合可采用低功耗模式；高吞吐量；覆盖范围广。
关于WiLink系列的详细介绍、入门指南、校正与测试、认证信息等可点击以下链接：
TI有也提供相应的评估板：
4） Bluetooth
将蓝牙技术应用于汽车领域的原因有很多：与智能手机和可穿戴设备有良好的互操作性；低功耗，在电池供电场合下可延长使用时间；模块小巧，不会占用太多汽车空间；为许多新出现的应用程序提供高性价比的解决方案，例如汽车门禁、汽车共享、遥控泊车等，这引发了智能手机等互联设备的新一轮创新。
TI的车规级低功耗蓝牙芯片包括CC2640R2F-Q1以及CC2541-Q1，它们的区别如下表所示：
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参数 |
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温度范围 |
-40°C to 105°C (Grade 2) |
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蓝牙规范 |
Bluetooth v4.2 + |
Bluetooth v4.0 |
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SW升级可用于将来的BLE规格更新 |
√ |
− |
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供电电压范围 |
1.8 – 3.8 V |
2.0 – 3.6 V |
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电流消耗@ 最大RX 灵敏度 电流消耗@ TX输出功率为0dBm |
6.2 mA 6.9 mA |
18.3 mA 18.6 mA |
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操作系统 |
√(TI-RTOS) |
− |
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片上DC-DC |
√ |
− |
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关机电流 |
150 nA |
500 nA |
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待机电流 |
1 µA |
1 µA |
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MCU |
32-bit ARM Cortex-M3 (48 MHz) |
8-bit 8051 (32 MHz) |
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嵌入式Flash / RAM |
128 KB + 8 KB cache / 20 KB + On Chip ROM |
256 KB / 8 KB |
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输出功耗 |
+5 dBm |
0 dBm |
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接收灵敏度 |
-97 dBm |
-94 dBm |
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链路预算 |
102dB |
94dB |
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封装 |
车规级RGZ QFN48-7x7 w |
RHA QFN40-6x6 w |
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同步连接 |
Up to 8 (Multi-Role) |
Up to 3 (Central to Peripheral) |
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GPIO |
31 |
23 |
表- 3
TI主推CC2640R2F-Q1，其特点列举如下：
- 超低功耗：待机电流为1 µA，可在汽车模块上实现长久电池寿命和较低空间占有率；
- 射频性能优异，超长传输距离：灵敏度达97dBm，链路预算达102dB；
- 可靠性高：通过AEC-Q100 认证，温度范围为 -40°C 到105°C (Grade 2)，采用可湿侧面封装；
- 灵活的平台支持：具有独立应用和无线领域的多核SoC，支持蓝牙 4.2 和蓝牙 5。
TI有相应的评估板以及软件支持：
- SimpleLink 低功耗 Bluetooth® CC2640R2F 无线 MCU LaunchPad 开发套件
- SimpleLink™ CC2640R2 SDK - Bluetooth® low energy
更多技术支持以及学习资料如下：
- TI Cloud Tools (dev.ti.com)
- E2E Support Community (www.ti.com/ble-forum)
- GitHub SW Repository (github.com/ti-simplelink)
- BLE Wiki (www.ti.com/ble-wiki)
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