CC3200和CC3100电路板设计重点V1.0剖析.docx

SimpleLinkTM Wi-Fi 芯片CC3200 和CC3100 的电路板设计重点 贺鹏，张信伟 (Albin) 目录 产品综述 电源部分的设计 芯片内部DC-DC Vbat DC-DC输入电容 电源部分地的处理 对Wi-Fi 性能的影响 射频链路 带通滤波器(BPF) 射频走线的阻抗控制 2.4 GHz 天线 天线阻抗匹配 射频测试接口 晶振电路设计 晶体选型 晶体的布板设计 总结 概要 德州仪器(TI) 产品线的SimpleLink Wi-Fi CC3200 和 CC3100是一颗针对广大物联网 (IoT) 市场的嵌入式 Wi-Fi 芯片。TI SimpleLink Wi-Fi 拥有简单易用的软件构架和实例程序，芯片采用 0.5mm 间距的 64管脚QFN 封装，支持单端射频链路，大大降低了射频电路板设计的门槛。对终端用户来说，既可以选择采用射频模块方案，也可以选择投入更多的研发资源，开发BOM成本更低的芯片贴板（COB, Chip on Board）的方案。即使没有Wi-Fi或射频经验的硬件工程师来说，只要严格遵循TI开放的参考设计和设计规则， 也可以开发出性能合格的嵌入式WiFi电路板。 本应用文档针对CC3200和CC3100自2014年7月投放市场以来，广大用户在电路板设计开发中遇到的常见问题，重点讲解电路板的设计重点，以及这些设计细节对最终产品Wi-Fi 性能的影响。 产品综述 CC3200 和 CC3100都是TI SimpleLinkTM 系列的嵌入式Wi-Fi芯片。 CC3200 是一个支持Wi-Fi 的片上系统 (SoC, System on Chip)，包含一个Wi-Fi 网络处理器 (NWP, Network Processor)， 电源管理子系统外，和一颗ARM Cortex M4核的应用处理器。CC3200 的应用处理器最高可达 80 MHz 主频，内置 256KB内存，为应用开发提供了丰富的接口和内部资源。CC3200的系统设计以安全、快速和超低功耗的Wi-Fi 和 Internet连接为主旨，使得Wi-Fi智能设备可以实现电池供电和超长待机。这些特点使得CC3200是非常理想的需要连接到云端的智能产品的单芯片解决方案。 CC3100 是一个Wi-Fi 控制器，包含和电源管理子系统，适用于和支持 SPI或 UART的8位，16位，或32位单片机或运行操作系统的微处理器配合使用。这主要是给对单片机或处理器有特殊要求的客户提供了设计上的灵活性。因为CC3100集成了TCP, UDP网络传输层，还集成了DNS 和 HTTP应用层服务，这些客户可以在不增加主控芯片软件负荷的情况下简易地给系统加上Wi-Fi 功能连接到云端。 CC3100 跟 CC3200是完全管脚兼容（Pin to Pin）的。CC3100 的电源和射频部分跟CC3200完全相同，在功能上可以视为 CC3200的子集。为简明起见，在以下关于CC3200和CC3100电路板设计的阐述中，将只按 CC3200 的设计来说明，所有内容同样适用于 CC3100。 电源部分的设计 芯片内部 DC-DC CC3200 的电源管理子系统包含三个直流电压 变换器 (DC-DC)，分别为 给数字部分电路供电的Digital DC-DC， 给模拟部分电路供电的 ANA1 DC-DC, 给射频部分 PA 供电的 PA DC-DC。CC3200常用的供电模式是2.1 V 至 3.6 V的宽电压供电，电压源输入到芯片内部的三个 DC-DC，三个DC-DC进行电压变换后分别给芯片内部的数字、模拟、和射频模块供电。低功耗Wi-Fi智能设备经常是用两节1.5 V的AA或AAA干电池串联供电，或者是把板上5V转成3.3V后供电，所以宽电压供电模式适用于普遍的应用场景