WLAN-Baustein Stromsparkünstler für batteriebetriebene Geräte

Die beiden Bausteine CC3100 und CC3200 bringen spezielle Stromsparmodi mit.
Die beiden Bausteine CC3100 und CC3200 bringen spezielle Stromsparmodi mit.

WLAN zeichnet sich nicht gerade durch Energieeffizienz aus. Mit zwei neuen Bausteinen soll es jetzt aber immerhin möglich sein, dass Geräte mit zwei AA-Batterien ein Jahr durchhalten.

Texas Instruments stellt zwei Chips vor, die WLAN dazu verhelfen könnten, auch in Kleingeräte und Sensoren des Internet of Things vorzudringen. Sie helfen außerdem dabei, die aufwendige WLAN-Einrichtung und -Absicherung zu automatisieren, indem Passwörter und Konfigurationsdaten per Smartphone-App übertragen werden. Der erste Baustein, der CC3100, ist ein WLAN-SoC, das MAC-Prozessor, Basisband-Einheit und Funkschnittstelle auf einem Chip enthält. Für das TCP/IP-Protokoll und andere Steuerfunktionen ist ein ARM Cortex-M3-Kern integriert. Über das Serial Peripheral Interface oder UART wird das Bauteil mit einem Anwendungs-Mikrocontroller verbunden.

Dieser ist beim zweiten Baustein, dem CC3200, bereits in Form eines zusätzlichen Cortex-M4-Cores integriert. Hier ist auch diverse Peripherie mit dabei, die nötig ist, um externe Einheiten anzuschließen oder zu steuern: A/D-Wandler und PWM, Parallel-Schnittstelle, SPI, UART, I2C, I2S sowie ein SD-Karteninterface. Damit kann ein externer Low-cost-Mikrocontroller entfallen.

Beide Chips unterstützen auch die inzwischen nicht mehr ganz neuen WLAN-Erweiterungen 802.11g und n, beherrschen also auch schnellen Funk und das 2,4-GHz-Band. Viel wichtiger sind aber die Power-Management-Funktionen, die TI eingebaut hat und die nicht auf Kosten der WLAN-Kompatibilität gehen. Es gibt zwei Betriebsmodi: ständig und gelegentlich verbunden.

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So sparen TIs neue WLAN-Chips Strom

Es gibt zwei Stromsparmodi, die der Entwickler konfigurieren kann.

Mit den beiden Power-Management-Modi ist der Entwickler frei, sich zwischen den Polen »dauernd senden« und »maximal Energie sparen« ein eigenes Schema zu einzustellen, das optimal an die Anwendungssituation des Geräts und die Menge der zu übertragenden Daten angepasst ist.

Texas Instruments zeigte ein Sensor-Anwendungsbeispiel, bei dem die Batterielebensdauer zwei AA-Zellen im Modus »immer verbunden« zwischen 350 und 450 Tagen beträgt. Mit »gelegentlich verbunden« kann das Batterieleben z.B. verdoppelt werden, wenn nur einmal pro Minute gesendet wird.

Mit den beiden neuen SoCs könnte WLAN in neue Bereiche vordringen: etwa für Heizungsventile, Strom- und Wasserzähler oder industrielles M2M-Equipment. Die Zielrichtung: bei einer Stromversorgung mit zwei Mignon-Zellen sollen die Geräte etwa ein Jahr laufen. Damit können die neuen Chips einen echten Niedrigenergie-Funk nicht ersetzen, bei dem dieselbe Batterielebenszeit mit einer Knopfzelle erreicht wird, aber erschließen neue Anwendungsgebiete für WLAN, die bisher wegen des hohen Energiekonsums nicht praktikabel realisierbar waren.