芯科科技SiWx917 Wi-Fi 6 SoC的功耗測試

電池壽命是購買者在比較無線物聯(lián)網(wǎng)設備時首先考慮的特性之一，設備越省電其市場競爭力就越強。根據(jù)NovusLabs進行的互操作性和功耗測試，SiWx917 Wi-Fi 6 SoC在極端網(wǎng)絡擁堵情況下仍能提供穩(wěn)定且高效的連接。測試結果表明，SiWx917可為智能門鎖提供長達5年的電池壽命，為設備制造商帶來了極大的競爭優(yōu)勢。閱讀本博客，了解SiWx917在不同網(wǎng)絡擁堵環(huán)境下的功耗、吞吐量和電池壽命表現(xiàn)。

Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)設備與連接休眠模式

Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)設備(如智能門鎖、安全攝像頭和傳感器)大部分時間處于休眠狀態(tài)，但仍保持與Wi-Fi接入點(AP)的連接，并與云端保持關聯(lián)。這種狀態(tài)稱為連接休眠模式(也稱為WLAN關聯(lián)模式)，它可以降低物聯(lián)網(wǎng)設備的功耗，延長電池壽命，同時確保設備隨時可以通過Wi-Fi網(wǎng)絡訪問。例如，云應用或用戶可隨時與設備建立數(shù)據(jù)通信。通常情況下，設備的活躍通信時間僅持續(xù)幾秒到幾分鐘，然后又回到連接休眠模式。

由于物聯(lián)網(wǎng)設備的工作周期“極度休眠”，設備在連接休眠模式下維持低功耗并保持Wi-Fi AP連接的能力成為決定其電池壽命的關鍵因素。

SiWx917 Wi-Fi 6 SoC

芯科科技的SiWx917 Wi-Fi 6 SoC以卓越的能效著稱。在Wi-Fi 6連接休眠模式(TWT 60s)下，其功耗僅為22μA，是行業(yè)內最低之一。其Wi-Fi 6連接休眠模式與MCU結合后的系統(tǒng)總功耗僅為37μA，在同類Wi-Fi產(chǎn)品中保持領先。

然而，在理想環(huán)境(單一Wi-Fi AP)下的測量結果無法全面反映能效表現(xiàn)，因為Wi-Fi頻道擁堵程度和AP型號都會影響互操作性和功耗。

為了全面評估SiWx917在不同網(wǎng)絡擁堵環(huán)境下的性能、與不同AP型號的互操作性，以及這些因素如何影響電池壽命，我們邀請了全球知名的無線工程測試機構NovusLabs，對SiWx917進行嚴格的無線測試。

Wi-Fi互操作性與功耗測試

本次測試的目標是評估SiWx917在100種全球廣泛使用的Wi-Fi AP上的連接穩(wěn)定性、功耗和吞吐量表現(xiàn)。

該測試在每款AP進行了25分鐘的測試，以測量其在不同網(wǎng)絡擁堵水平(0%、20%、40%、70%、90%)下的穩(wěn)定性和功耗，每種擁堵環(huán)境測試5分鐘。Novus Labs整理了測試結果，設備制造商可以參考這些數(shù)據(jù)，評估SiWx917在實際使用場景下的電池壽命，并預測不同AP之間的功耗差異。

測試1：SiWx917在待機關聯(lián)模式下的功耗表現(xiàn)

NovusLabs的測試1主要測量了SiWx917在待機關聯(lián)模式(即連接休眠模式)下的功耗。測試持續(xù)數(shù)周，涵蓋100種Wi-Fi AP，使用1秒監(jiān)聽間隔(DTIM10)和55秒MTTQ保持連接(無TWT)。結果顯示，即使在最嚴苛的Wi-Fi頻道擁堵環(huán)境下，SiWx917依然保持卓越的能效。

下圖展示了在所有Wi-Fi 4(802.11n)和Wi-Fi 6(802.11ax)AP上進行測試時，不同擁堵水平(0% ~ 90%)下的平均電流消耗情況：在無擁堵的環(huán)境下，平均功耗僅~90μA。在接近飽和的流量場景下，功耗約217μA，即便在極端網(wǎng)絡擁堵情況下，仍然保持高效能效，且所有測試均通過，且無掉線(0斷連)。

這些測試結果表明，SiWx917在現(xiàn)實網(wǎng)絡環(huán)境中具備極高的穩(wěn)定性和能效優(yōu)勢，為物聯(lián)網(wǎng)設備制造商提供了更優(yōu)的低功耗Wi-Fi解決方案。

測試2：SiWx917在待機關聯(lián)模式下的功耗表現(xiàn)(啟用TWT)

SiWx917是一款支持Wi-Fi 6(802.11ax)的無線MCU，集成了多種先進的節(jié)能技術，例如目標喚醒時間(TWT)。TWT允許設備智能確定何時以及多頻繁喚醒進行數(shù)據(jù)傳輸和接收，從而降低功耗，延長電池壽命。

在測試2中，Novus Labs評估了SiWx917在不同網(wǎng)絡擁堵場景下的連接休眠功耗。本次測試選用了10款AP，使用30秒TWT延遲和55秒MQTT保持連接間隔，并分別在0%、20%、40%、70%、90%擁堵環(huán)境下進行測量。

測試結果清晰地展現(xiàn)了SiWx917啟用TWT后的高效能效優(yōu)勢：在無擁堵(clean channel)環(huán)境下，平均功耗僅49μA;在接近飽和的網(wǎng)絡流量場景下，功耗僅74μA。與測試1(DTIM10模式)相比，TWT在無擁堵環(huán)境下降低了45%的功耗，而在極端網(wǎng)絡擁堵情況下，TWT模式下的功耗僅為DTIM10的1/3。

SiWx917結合TWT技術，能夠顯著降低功耗并大幅延長物聯(lián)網(wǎng)設備的電池壽命，特別是在高網(wǎng)絡擁堵的使用環(huán)境下。

測試3：SiWx917吞吐量表現(xiàn)

在測試3中，Novus Labs評估了SiWx917在Wi-Fi TCP發(fā)送(TX)吞吐量上的表現(xiàn)，同時測試了其與低功耗藍牙(Bluetooth LE)共存時的性能。SiWx917還集成了Bluetooth LE射頻功能。

本次測試在SiWx917 Wi-Fi和Bluetooth LE共同工作的情況下進行，其中Bluetooth LE處于已配對但空閑連接狀態(tài)。

測試結果表明：在無擁堵環(huán)境下，SiWx917 Wi-Fi最大吞吐量達到36Mbps;在接近飽和的網(wǎng)絡流量場景下，吞吐量依然保持6Mbps的穩(wěn)定水平。

SiWx917在Wi-Fi和Bluetooth LE共享無線資源的情況下，仍能提供穩(wěn)定的高吞吐量，即使在極端網(wǎng)絡擁堵環(huán)境中依然具備強大的連接性能。

基于SiWx917的智能門鎖電池壽命估算

SiWx917是一款專為物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化的Wi-Fi解決方案，在連接休眠模式下提供超低功耗，以延長物聯(lián)網(wǎng)設備的電池壽命。為了量化網(wǎng)絡擁堵對電池壽命的影響，NovusLabs針對兩種不同場景進行了電池壽命估算：

低擁堵場景：模擬單戶住宅，無線流量主要由電視、智能手機和筆記本電腦產(chǎn)生。

高擁堵場景：模擬多用戶環(huán)境(如公寓、酒店、企業(yè)、辦公室和零售空間)，無線網(wǎng)絡流量密集。

電池壽命估算基于4個Energizer鋰AA電池(6V，3000mAh)。

NovusLabs估算SiWx917可為智能門鎖提供超長電池壽命：在高擁堵場景(1秒延遲+ 55秒應用握手間隔)下，電池壽命約3年。在低擁堵場景(TWT 30秒)下，電池壽命最高可達5年。

SiWx917 Wi-Fi 6 SoC經(jīng)NovusLabs測試總結

電池壽命是物聯(lián)網(wǎng)設備最關鍵的購買決策因素之一。對于消費者而言，更長的電池壽命意味著更少的更換電池、更少的充電、更少的浪費，并且降低了使用成本。對于工業(yè)和企業(yè)應用而言，更長的電池壽命可以降低運營成本(OPEX)，減少因電池耗盡導致的設備故障、維護成本和現(xiàn)場更換次數(shù)。

本次Novus Labs測試明確證明了SiWx917具備無可匹敵的超低功耗優(yōu)勢，在不影響無線性能、計算能力、安全性及其他關鍵物聯(lián)網(wǎng)功能的前提下，智能門鎖的電池壽命可長達5年。