2014年是 WiFi運營的新時代，運營商不再繼續投資WLAN建設，但出現了越來越多的商業 WiFi運營公司，團隊。新時代的 WiFi運營也不再單純只做無線覆蓋，而是結合了更多的增值服務，如廣告推送，竊取用戶隱私，用戶行為分析，大數據等。在這樣的形勢下，對于 WiFi產品的軟件開發提出了很高的要求，反觀硬件，倒是沒有更多的需求，唯一發生變化的就是增加板載大容量存儲。

當前廣泛使用的 WiFi SoC，普遍不具備合適的大容量存儲接口，只有獨立的網絡處理器才會具備，如Freescale QorIQ系列，AMCC APM8018x系列，Broadcom BCM470x系列，Qualcomm IPQ806x等。而這些獨立的網絡處理器的價格往往比較高，如何為廉價的 WiFi SoC增加板載大容量存儲以實現較高的性價比，是一個值得討論的課題。值得慶幸的是，廣泛使用的 WiFi SoC通常具有USB 2.0 Host接口，這就使得為這些 WiFi SoC增加板載大容量存儲成為了可能。

本文面向有一定技術實力的工程師，因此會有部分英文，請讀者諒解。

USB Hub

WiFi產品對于存儲的需求，不僅僅是板載存儲，往往還需要同時支持U盤，那么，USB Hub就成為了必不可少的器件。Google一下USB Hub芯片，有大量的器件可供選擇，這種情況下，我主要向讀者介紹Microchip的USB Hub芯片（收購了SMSC）。

Microchip的USB251xB是一系列低成本，高效率的USB 2.0 Hub控制器。USB251xB引入了Microchip的MultiTRAK?技術，具有業界領先的數據吞吐量，是擴展USB接口的理想選擇。USB251xB非常適用于消費類與移動電子產品，采用了較小尺寸的QFN36 6x6mm封裝，并且2/3/4口的Hub芯片可以pin-to-pin。其主要特征如下：

• High performance, ultra low-power, small footprint hub controller IC with 2, 3, or 4 downstream ports (indicated by the “x” in the part number)
• Fully compliant with the USB 2.0 specification
• Enhanced OEM configuration options available through either a single serial I2C? EEPROM, or SMBus slave port
• MultiTRAK - High-performance multiple transaction translator which provides one transaction translator per port
• PortMap - Flexible port mapping and disable sequencing
• PortSwap - Programmable USB differential-pair pin locations ease PCB design by aligning USB signal lines directly to connectors
• PHYBoost - Programmable USB signal drive strength for recovering signal integrity using 4-level driving strength resolution

USB251xB設計要點

USB251xB的參考設計等資料可以在這里找到：http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=USB2514B。不同于常規的USB Hub芯片，板載USB Hub屬于自供電，并且不需要EEPROM，有以下幾點需要注意：

• VBUS_DET連接至3.3V
• SDA/SMBDATA/NON_REM1設置為高電平
• SCL/SMBCLK/CFG_SEL0設置為低電平
• HS_IND/CFG_SEL1設置為低電平

板載NAND Flash

這里所指的板載NAND Flash實際就是板載U盤，是通過USB接口進行擴展的，最早為 WiFi產品增加板載NAND Flash的就是極路由設備，如下圖。為 WiFi產品增加板載NAND Flash的思路與設計一款U盤的思路是一致的。

圖中的Skymedi的SK6226就是一款NAND控制器，據我所知，Skymedi現在主推一款SK6238，與SK6226 pin-to-pin兼容。

SK6238是一個功能加強版的U盤控制器，并且將震蕩器內建在控制器內，降低了客戶的開發成本。它能符合USB2.0的規格并能以極低功率來滿足 USB bus-power的需求。SK6238在USB2.0規范下，提供了480Mbps的傳輸速率。透過先進的電源管理控制方式電路設計，SK6238能提 供非常小的功耗，并且支持Bus power規范，無需外接電源供應器。

SK6238控制芯片可支持1y/2x/3x nm MLC and TLC 閃存。同時也可支持多種世界級最新閃存，包含三星 (Samsung) 、英特爾(Intel)、美光(Micron)、東芝 (Toshiba) 、海力士(Hynix)、ONFI2.0以及三星Toggle NAND閃存，提供客戶最彈性及最適時的變化。

SK6238設計要點

第一次設計U盤的工程師一定想不到U盤，需要量產工具，類似于Atheros的ART，類似于Ralink的ATE。關于U盤量產工具，介紹如下：

當主控板焊接上空白FLASH后插入電腦，因為沒有相應的數據， 電腦只能識別到主控板，而無法識別到FLASH，所以這時候電腦上顯示出U盤盤符，但是雙擊盤符卻顯示沒有插入U盤，就像是插入一個空白的讀卡器。事實上這時候的U盤幾乎就是讀卡器。所以要讓電腦識別出空白FLASH這張“卡”就要向FLASH內寫入對應的數據，這些數據包括U盤的容量大小，采用的芯片（芯片不同，數據保留的方式也不同），壞塊地址（和硬盤一樣，FLASH也有壞塊，必須屏蔽）等等，有了這些數據，電腦就能正確識別出U盤了。而當這些數據損壞的時候，電腦是無法正確識別U盤的。

重點來了，需要在板上留出可供U盤量產的測試點或者插針，極路由上就可以看到這樣的測試點。

目測測試點直接連在了SK6226芯片上，個人認為這種方法不是最專業的，建議采用USB Switch的方式，提高產測的可靠性。

TF卡控制器

為 WiFi產品增加TF卡是一種不錯的選擇，可以減少量產的環節，也可以隨意更換不同容量的TF卡。為為 WiFi產品增加TF卡與設計一款讀卡器的設計思路是一致的。

Microchip的USB224x系列USB 2.0閃存控制器提供了USB接口與高速閃存設備之間的橋梁，這系列芯片為廣大工程師提供了豐富的選擇，可以使用不同的芯片連接不同的存儲介質。USB224x系列芯片內置USB 2.0收發器，一個8051內核的微控制器，以及Memory Stick（MS），Smart Media（SM），Secure Digital（SD）控制器，非常適合 WiFi產品擴展大容量存儲。USB224x主要特征如下：

• Optimized for Hi-Speed performance and versatility
• Supports Smart Media?/xD-Picture Card?, Memory Stick?/Memory Stick PRO?/Memory Stick PRO-HG? and MultiMediaCard?/Secure Digital interfaces
• Capable of high-performance throughput > 35MB/s with new Hi-Speed formats – MS PRO-HG
• Well-suited for PC applications utilizing Microsoft? ReadyBoost? to improve system performance
• Secure memory format options supported via internal memory
• Supports individual or any combination of sockets
• Industrial-temp option - designed to meet -40° to 85°C requirements
• Optional, small footprint, 36-pin QFN package for single or fully-multiplexed card interface designs or space-constrained applications

USB2240設計要點

本文以USB2240為例，簡要介紹TF卡控制器設計要點。USB2240的參考設計資料可以在這里獲得：http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=USB2240。

• 無需配置，USB2240就可以支持1/4/8 bit SD/TF卡
• GPIO1可用來連接LED指示狀態，當操作TF卡時，會閃爍
• GPIO2可懸空
• GPIO4下拉
• GPIO7懸空
• GPIO10可為TF卡供電
• GPIO12，14上拉
• GPIO15用于判斷是否有TF卡插入，視情況而定

SATA控制器

如果以上提到的方法所帶來的大容量存儲無法滿足容量要求，那么就可以想辦法擴展SATA硬件，速度快，容量大，對于有下載需求的產品來說，是不錯的選擇。為 WiFi產品增加SATA控制器的思路與設計一款移動硬盤盒的思路是一致的。

JM20329是智微(JMicron)公司推出的一款高速USB to SATA Bridge芯片，該芯片高集成的高速USB和SATA Phys技術為USB to SATA外圍設備提供了性價比優良的解決方案，該芯片采用0.18μmCMOS技術，制造工藝優良。

JM20329的主要功能特征如下：

• Compliance with Gen1i/Gen1m of Serial ATA II Electrical Specification 2.5   
• Support SATA II Asynchronous Signal Recovery (Hot Plug) feature             
• Compliance with USB 2.0 electrical specification                            
• Support USB High-Speed and Full-Speed Operation                             
• Compliance with USB Mass Storage Class, Bulk-Only Transport Specification   
• Support ATA/ATAPI PACKET command set                                        
• Support ATA/ATAPI LBA48 addressing mode                                     
• Support 12MHz external crystal                                              
• Support external NVRAM for Vender Specific VID/PID of USB Device Controller 
• Embedded 3.3V to 1.8V voltage regulator                                    
• Single power 3.3V power supply                                             
• 0.18um CMOS technology                                                     
• 48 LQFP package                                                            
• 8 GPIO

JM20329的參考設計，點擊查看。

本文介紹了為 WiFi產品， WiFi SoC增加大容量存儲的三種方法，應該可以滿足很多中應用場合。在這樣的一個 WiFi產品應用越來越多的時代，對于存儲的需求將會越來越多。