通过小华半导体MCU的SPI接口实现高速WIFI无线通信的方案分享

只看该作者 · 2021-12-9 15:41

本帖最后由 charleydeng 于 2022-8-3 10:25 编辑

【前言】

在国产替代大战略下，小华半导体的HC32系列单片机在各个领域获得了越来越多的认可。支持国产，继在STM32系列单片机上基于普通的单片机SPI接口，拓展实现了高速WIFI的集成和通信验证与批量部署后，我们在HC32系列单片机上，也成功地实现了这一点，并在同主频或架构下进行了对比，发现HC32系列单片机支持实现的SPI通信效率和所获得的高速WIFI有效吞吐速度及其稳定性，与STM32系列单片机效果完全相当，完全可以放心替代，实现高速高可靠通信。

采用SPI接口的好处是，（1）既可以象SDIO/USB接口那样通过提升主机接口的速度来提高了整个系统的通信速度，（2）又可以象UART串口那样集成简单、占用资源少（不必象USB/SDIO/PCI等接口，需要集成复杂的协议栈或操作系统），(3)SPI接口在单片机上比SDIO和USB接口更常见更标配，选型范围更方便。 -- SPI接口的WIFI模组可以理解成是“类似几十倍提速后的UART串口型WIFI模块"。

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ALK8266高速WIFI模组，实测有效吞吐速度超过兆字节每秒！

抖音视频 : https://v.douyin.com/Ftj8vMD/

[url=]使用特权[/url]

[url=]更多操作[/url]

只看该作者 · 2021-12-9 15:45

本帖最后由 charleydeng 于 2022-8-3 10:28 编辑

ALK8266高速WIFI模组 SPI接口带WEB网页高速采集音视频传输产品化验证（在某宝搜索 “SPI 高速多链接” 里面有更进一步的详细介绍，比较技术化）

1. 有效通信速度快，效率高，通信实时性好
1.1 “实测的”“有效”吞吐速度高，超过M字节每秒(MBytes/s)，所以可用来传输音视频或大量数据
1.2 准实时性收发，连续发包之间的间隔可在ms级或us级，可适应一些对传输性实时性有要求的场合。
2. 稳定可靠不丢包，长时间通信不掉线
2.1 测试条件：普通办公室环境实测
2.2 测试速度：速度稳定在兆字节每秒(MBytes/s)以上
2.3 长时间运行测试：持续运行30天，不掉线、传输不停止/不卡死
2.4 丢包测试：TCP通信持续测试过5小时以上，不丢包、不多包，不丢字节、不多多字节，收发方数据完全一样。
   测试场景包括：(1)TCPUDP抓包软件单纯发送, 模块单纯接收
                           (2)TCPUDP抓包软件单纯接收, 模块单纯发送
                           (3)TCPUDP抓包软件同时发收, 模块同时收发
                           (4)两个WIFI模块之间互相对发对收
3. 功能全面，使用灵活，使用场合适应面广
3.1 灵活实用的无线通信
   3.1.1 模块支持工作站STA, 热点AP 以及 STA+AP 混合模式，无论是否存在第三方热点，都可实现通信
   3.1.2 支持UDP，TCP客户端，TCP服务器，灵活方便
   3.1.3 UDP通信支持广播、组播以及单播，灵活高效
   3.1.4 支持多链接，每个链接独立随意配置，实用的多通道高速通信
   3.1.5 支持多客户端，模组作为TCP服务器可以同时和多个客户端通信
   3.1.6 支持大块数据阵发发送，适合一些文件等大块数据传输需求的场合
   3.1.7 支持SSL通信，适合对数据通信安全有要求的场合，包括不限于HTTPS/MQTT等场合
3.2 内嵌WEB服务器，操作更灵活和便捷
   3.2.1 无需安装APP，直接通过常见的浏览器操作
   3.2.2 普通智能手机或电脑均可直接操作
   3.2.3 支持“自动弹出网页”功能
   3.2.4 可通过网页直接配网、配置热点、建立和查询链接通道信息等操作
3.3 配网方式灵活多样方便
   3.3.1 WEB网页配网：勿需安装APP，直接输入，简单方便，受限条件少
   3.3.2 智能配网：SmartConfig/SmartLink, 微信Airkiss扫一扫；
         -特色提供配网进展灯闪烁样式，提高智能配网操作方便性。
   3.3.3 直接配网：串口AT指令、SPI接口API函数直接输入
3.4 内嵌RSA加密和签名算法
   3.4.1 可作为加密芯片使用，支持单片机固件的防复制
3.5 支持有意义的低功耗
   3.5.1 确保有用发射功耗足够强传输距离足够远的前提下的低功耗机制
   3.5.2 支持休眠，自动唤醒或手动唤醒
   3.5.3 深度休眠电流低于1mA
4. 封装灵活、尺寸小巧
4.1 整孔和半孔(邮票孔)一体化设计
4.2 兼容插件方式或贴片装配方式
4.3 大小和一枚1角硬币相当
5. 常见通用的SPI单片机主机接口，集成简单，占用单片机资源少
5.1 主机接口为标准的SPI从，适配绝大多数的常见单片机，单片机选型范围广
   - 硬件接线简单，只需要标准的SPI总线管脚，无需额外的UART串口
   - 按照普通的SPI从机方式对模块进行读写，实现单片机与模块的配置查询以及传输通信
5.2 模块上已集成了TCPIP协议栈，
   - 单片机无需再集成相关协议栈或操作系统，
   - 因此集成简单，占用单片机资源少，且通信效率也更高
6. 提供单片机例程包、集成说明等资料文档，和技术支持
6.1 单片机例程包都经过实际测试和验证
6.2 集成说明文档和开发使用技巧，都是基于开发经验和客户反馈总结编写，非简单的协议复制
6.3 可提供目前市场上主流的单片机例程包，包括但不限于：
   - STM32系列（如F1/F2/F3/F4/F7 H7 L1/L4）
   - Nuvoton新塘 NUC123xx系列、M45x系列、等等
   - NXP LPC17xx系列、LPC55Sxx系列、i.MX RT10xx系列、原Freescale K60, K27/28系列、
   - C8051系列、
   - TI MSP430系列、C2000/C5000(如TMS320F28335）
   - Nordic nRF52x系列
   - 小华半导体HC32系列<<<<<-----
   - 雅特力AT32系列
   - 国民技术N32系列
   - 灵动MM32系列
   - 兆易GD32系列
   - 乐升半导体LT768系列
   - 等
在某宝搜索 “SPI 高速多链接” 里面有更进一步的详细介绍，很技术化。
这里有一个STM32单片机通过ALK8266WIFI的测速视频，演示了通过ALK8266WIFI模组发送和接收的实测速度和不丢包情况，供您参考。总时长大约9分钟，总流量大约100多兆字节，所以观看时注意相关流量：
   抖音 : https://v.douyin.com/Ftj8vMD/

只看该作者 · 2021-12-9 16:15

感谢分享

只看该作者 · 2021-12-10 00:30

找时间去看看

只看该作者 · 2022-2-5 16:59

谢谢大家关注

只看该作者 · 2022-2-11 10:13

有时间去看看

只看该作者 · 2022-3-5 22:06

做的真是不错，学习一下。

只看该作者 · 2022-3-5 23:18

ALK8266高速WIFI模组？

1万 · 2022-3-6 13:08

带WEB网页是怎么嵌入的？

只看该作者 · 2022-3-6 13:37

这个是串口开发的吗

只看该作者 · 2022-3-6 14:14

这个是华大的产品吗

只看该作者 · 2022-3-7 08:04

看看，这个SPI接口的比串口的速度是要快很多。

只看该作者 · 2022-3-7 11:24

还是不错的案例的

只看该作者 · 2023-9-4 08:49

本帖最后由 charleydeng 于 2023-9-11 13:57 编辑

isseed 发表于 2022-3-6 13:08
带WEB网页是怎么嵌入的？

原理并不复杂。就是将HTTP的一些格式化的（文本字符串形式的）数据，作为TCP包的数据域的填充，进行发送。而在接收端，也会按照HTTP的格式进行（字符串形式的）数据解析，根据解析结果进行后续的处理。

1万 · 2023-9-5 22:51

无需再集成相关协议栈或操作系统

只看该作者 · 2023-9-6 21:30

SPI接口的WIFI带宽还是低了点

只看该作者 · 2023-9-7 08:22

SPI接口通信速率上不去哇，在需要高速传输带宽的时候有点鸡肋。

只看该作者 · 2023-9-8 20:49

本帖最后由 charleydeng 于 2023-9-8 20:54 编辑

chenqianqian 发表于 2023-9-7 08:22
SPI接口通信速率上不去哇，在需要高速传输带宽的时候有点鸡肋。

那么你需要要多快呀？在一个中低端单片机上，1兆字节每秒的有效吞吐速度，还不够呀？换句话说，就是一个100兆字节的数据，再100秒内传输完毕。
这里有一个实测的抖音视频体验 : https://v.douyin.com/Ftj8vMD/ https://v.douyin.com/Ftj8vMD/

只看该作者 · 2023-11-28 21:15

欢迎选型参考

只看该作者 · 2024-4-26 10:18

看看吧

通过小华半导体MCU的SPI接口实现高速WIFI无线通信的方案分享

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