AMW106-3.4.1R

Zentri AMW006 / AMW106  Data Sheet AMWx06 Datasheet  Disclaimer  Contact  While  the  information  provided  in  this  document  is  believed  to  be  accurate,  it  is under  development  and  Zentri  reserves  the  right  to  make  changes  without  further  notice  to  the  product  described  herein  to  improve  reliability,  function,  or  design,  and makes  no  guarantee or warranty concerning the accuracy of said  information, nor shall it be responsible for any loss or  damage of whatever nature resulting from the use of,  or  reliance  upon,  such  information.  Zentri  makes  no  warranties  of  any  kind,  whether  express,  implied  or  arising by  custom or course  of  trade  or  performance,  and specifically disclaims the implied warranties of title,  non‐infringement,  merchantability,  or  fitness  for  a  particular purpose.  https://www.zentri.com/contact‐us/ No part of this document may be copied, reproduced,  stored in a retrieval system, or transmitted, in any form  or by any means, electronic, mechanical, photographic,  or otherwise, or used as the basis for manufacture or  sale of any items without the prior written consent of  Zentri.  About this User Guide  This  document  provides  information  on  the   AMWx06  802.11b/g/n  Wi‐Fi  networking  module  from  Zentri.   Modules covered by this datasheet include:  AMWx06 Rev 6  Further information about ZentriOS is available from:  http://docs.zentri.com  Organization  This document is organized into the following sections:  1  General Description .............................................. 1  2  Block Diagram ....................................................... 2  3  Electrical Specifications ......................................... 3  Trademarks  4  WLAN RF Specifications......................................... 5  Zentri  and  the  Zentri  logo  are  trademarks  of  Zentri.  Other  trademarks  in  this  document  belong  to  their  respective owners.  5  Pinout and Signal Descriptions .............................. 7  6  Design Guidelines .................................................. 9  7  Regulatory Certification ...................................... 15  8  Packaging, Handling and Storage, RoHS ............. 22  9  Ordering Information .......................................... 25  © 2014‐2017 Zentri.  All rights reserved.  Document Number: ADS‐MWx06‐109R  Release Date: May 18, 2017  ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  10  Revision History & Glossary ......................... 26  11  References ................................................... 27  Page |ii  May 18, 2017  AMWx06 Datasheet  Features  Self‐contained  ultra‐low  power  Wi‐Fi  module with microcontroller  and  support  for  ZentriOS‐W firmware  (AMW006/AMW106)  and  ZentriOS‐WZ firmware  (AMW106),  including  industry  standard SSL/TLS secure TCP/IP network stack. Integrated  SPI‐serial  flash  for  software  upgrades and user accessible read/write file system Wi‐Fi   single band 2.4GHz IEEE 802.11b/g/n 1x1 Wi‐Fi transceiver Includes  support  for  all  Wi‐Fi  security  modes including Open, WEP, WPA, and WPA2‐PSK Microprocessor  ARM Cortex® M4 based microprocessor AMW006: operates up to 84MHz core frequency AMW106: operates up to 100MHz core frequency RAM  AMW006: 96 KB AMW106: 128 KB Interfaces*  UART: 2 x 4‐wire up to 10.5Mbit/s SPI : SPI‐Master (42Mbit/s), SPI‐Slave (21Mbit/s) GPIO: Up to 21 GPIOs (overlaid with peripherals) A/D  converter:  9  channel  input,  12‐bit  resolution, 2.4MSPS sampling in single‐shot or scan mode PWM: Up to 14 PWM outputs Wake‐up: Wake pin for ultra‐low power operation Two  external  antennas for diversity  and  improved range * Some interfaces share module pins ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Operational & Radio  Single operating voltage : 3.3V (typical) All I/O pins are +5V tolerant Operational Temperature Range: ‐30°C to +85°C Weight : 0.07 oz (2g) Current consumption @ 3.3V, 25°C - VBAT : 0.97µA (with 32k RTC)  - Standby : 2.8µA (3.8uA with 32k RTC)  - Stop : 10µA with RAM retention (113µs wake)  - Wi‐Fi Powersave : 0.77mA (DTIM = 3)  - Active receive : 5.7mA @ 1Mbit/s UDP  Active transmit : 11.4mA @ 1Mbit/s UDP Maximum RF transmit power - 802.11b/g : +18 dBm  - 802.11n : +14 dBm  Minimum Receive sensitivity - 802.11b/g : ‐94 dBm  - 802.11n : ‐86 dBm  Sustained TCP throughput : 10 Mbit/s Applications  Industrial, M2M and Home Automation - Environmental monitoring  - Energy monitoring  - Wireless sensing, remote data logging  - HVAC, power, light, & thermostat control  - Appliance control  Security - Cameras, Doors/Window monitoring  - Alarms, Smoke Detectors  - Door and entry control  Health & Fitness - Fitness Equipment  - Home health monitoring e.g. weight scales  Consumer - Audio, Toys, Robots  Page |iii  May 18, 2017  AMWx06 Datasheet  ZentriOS­W/ZentriOS­WZ Firmware Features  The ZentriOS‐W/ZentriOS‐WZ firmware supplied with  the AMWx06 provides a wide range of features beyond  the underlying hardware, and supports application  development via its command API.   For complete documentation of ZentriOS‐W, see:  https://docs.zentri.com/zentrios/w/latest/ The AMW106 supports ZentriOS‐WZ firmware, which  adds support for developing ZentriOS apps (ZAPs).  For complete documentation of ZentriOS‐WZ, see:  https://docs.zentri.com/zentrios/wz/latest/ Software APIs  ZentriOS‐W command API  ZentriOS‐WZ command API  ZentriOS‐WZ SDK and native API  Interfaces  Serial (UART, remote terminal)  SoftAP and WLAN client (concurrent)  I2C master  SPI master  Servers  TCP/TLS, UDP, HTTP(S), DHCP, DNS  HTTP(S) Server with RESTful API and  Websockets  Fully customizable mobile responsive Web  application with JavaScript and Python libraries  Clients  Setup  Multiple Wi‐Fi setup options, including via serial  command and Web setup with SoftAP  Peripherals and Sensors  GPIOs for control, indication and monitoring  I2C‐master API for interfacing to external  peripherals  SPI‐master API for interfacing to external  peripherals  Automated broadcast and streaming of sensor  data  Local caching of sensor data  Update and Recovery  Wireless OTA (Over‐the‐Air) update to remote  manage firmware using the Zentri DMS (Device  Management Service)  System Management  System configuration and monitoring via setting  and getting a wide range of variables  Configurable power states  Sleep/wake timers  File System  Read/write file system with appendable log  files  Storage of large files  Optional additional bulk serial flash  HTTP download to file system, HTTP upload  from file system  TCP/TLS, UDP, NTP, Secure‐SMTP, DHCP, DNS  HTTP(S) client  Websocket client  ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |iv  May 18, 2017  AMWx06 Datasheet  Contents  7.1.3    Approved  External  Antenna  Types 16  1  General Description .............................................. 1  7.1.4  Further Information ..................... 16  2  Block Diagram ....................................................... 2  3  Electrical Specifications ......................................... 3  4  5  6  Canada ................................................. 17  3.1  Absolute Maximum Ratings ................... 3  7.2.1  Labeling  and  User  Information   Requirements.............................................. 17  3.2  Recommended Operating Conditions ... 3  7.2.2  External Antenna Types................ 18  7.2.3  Further Information ..................... 18  3.2.1  DC Operating Conditions ................ 3  3.2.2  Environmental Conditions .............. 4  3.3  Power Consumption .............................. 4  3.4  32kHz Crystal ......................................... 4  7.3  Europe .................................................. 18  7.3.1  Labeling  and  User  Information   Requirements.............................................. 19  WLAN RF Specifications ........................................ 5  4.1  Summary WLAN Specifications .............. 5  4.2  WLAN Receiver Specifications ............... 5  4.3  WLAN Transmitter Specifications .......... 6  7.4  5.1  Pinout ..................................................... 7  5.2  Pin Description ....................................... 7  7.5  Recommended PCB Footprint ............... 9  6.2  Routing Recommendations ................. 10  6.3  Soldering Information .......................... 11  6.4  Module Photograph ............................. 12  6.5  External Antennas ................................ 12  6.5.1  PCB Trace Antenna ....................... 12  6.5.2  Wire Antenna ............................... 12  1.1.1  Chip Antenna ................................ 12  6.5.3  Monopole Antenna ...................... 13  9  Further Information ..................... 19  7.4.1  External Antenna Requirements .. 20  7.4.2  Further Information ..................... 20  7.5.1  External Antenna Requirements .. 20  7.5.2  Further Information ..................... 21  Japan .................................................... 21  Packaging, Handling and Storage, RoHS ............. 22  8.1  Packaging ............................................. 22  8.2  Handling & Storage .............................. 22  8.3  RoHS Directive ..................................... 22  8.4  Tape and Reel Specifications ............... 23  8.5  Cut Tape and Reel Quantity ................. 24  Ordering Information .......................................... 25  an  Unspecified  ZentriOS  9.2  Ordering a Specific ZentriOS Version or a  Custom Firmware Version .................................. 25  Operation using ZentriOS ............. 14  Regulatory Certification ...................................... 15  7.3.2  9.1  Ordering  Version  25  Application Examples ........................... 14  6.6.1  7.1  7.6  8  External Antenna Requirements .. 19  New Zealand ........................................ 20  Design Guidelines .................................................. 9  6.1  7.3.1  Australia ............................................... 20  Pinout and Signal Descriptions ............................. 7  6.6  7  7.2  10  Revision History & Glossary ......................... 26  United States ....................................... 15  10.1  Revision History ................................... 26  7.1.1  Labeling  and  User  Information   Requirements ............................................. 15  10.2  Glossary ................................................ 26  7.1.2  11  References ................................................... 27  RF Exposure .................................. 16  ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |v  May 18, 2017  AMWx06 Datasheet  ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |vi  May 18, 2017  General Description  1 General Description The  AMW006  and  AMW106  modules  from  Zentri  combine  a  microcontroller  with  a  BCM43362  Wi‐Fi  device  to provide  an  advanced  stand‐alone  Wi‐Fi  and  networking solution.  The term AMWx06 refers to both modules.  An  integrated  module  avoids  difficult  RF  layout  and  enables  designers  to  rapidly  embed  Wi‐Fi  and  secure  networking functionality into virtually any device.   The  ZentriOS  serial‐to‐Wi‐Fi  application,  pre‐ programmed  into  all  modules,  may  be  used  to  fast‐ track module integration into end‐products.  With dimensions of just 20.3mm x 15.2mm and a wide  temperature  range,  the  module  is  suitable  for  integration into most embedded applications.    includes an  integrated The Wi‐Fi  device  from  RF  transmit  power  amplifier  and  provides  superior     Wi‐Fi  performance  and  full  compatibility  with  all  2.4GHz  802.11b/g/n  Wi‐Fi  networks.  Connections  for  two  external  antennas  provide  applications  with  maximum  radio  range  and  mechanical  design  flexibility.  The  microprocessor  is  based  on  a  high‐performance  ‐M4.   ARM® 32‐ The AMW006/AMW106 microcontroller core operates  at  a frequency  up  to  84/100MHz  providing  up  to  125  DMIPS or 1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1).  The  module  is  powered  by  a  3.3V  power  supply,  a  separate  WLAN  power  supply  pin  is  provided  to  minimize noise coupling into the WLAN subsystem.  Various  powersave  modes  offer  ultra‐low  power  operation.  Wake  from  low  power  sleep  mode  is  possible  using  IO  pins  or  the  internal  real‐time  clock,  and  wake  from  ultra‐low  power  standby  mode  is  achieved using the dedicated wake pin.   The  module  incorporates  a  32.768kHz  crystal  to  maintain  an  accurate  real  time  clock.  A  32kHz  clock  output is available on a dedicated module pin in both  active power save modes. The 32kHz clock output may  be used to drive the clock input of other system devices.  This avoids the  need for  an additional crystal  thereby  minimizing total system cost.  The module has FCC & IC modular approval for use in  the  United  States  and  Canada,  CE  approval  for  use  in  Europe,  TELEC/MIC  approval  for  use  in  Japan  and  related approvals for use in other countries.  The AMW006 has 96KB of RAM.  The AMW106 has 128KB of RAM.  The  AMWx06  module  offers  extensive  I/O  and  peripheral  interfaces  listed  below,  and  provides  additional  interface  combinations  by  leveraging  multiplexing and alternate function capabilities.  2 x 4‐Wire UART interfaces 2 x SPI interfaces (1 master, 1 slave) 21 x GPIOs 9 x 12‐bit A/D converters 14 x PWM outputs 1 x ultra‐low power wake input ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |1  May 18, 2017  Block Diagram    2 Block Diagram Figure 1 is a block diagram of the AMWx06 module. The  main components of the module are a microprocessor  and  BCM43362  Wi‐Fi  System‐on‐Chip  (SoC).  The  processor  and  peripherals  are  driven  by  a  26MHz  crystal. The integrated real‐time clock (RTC) is driven by  a 32.768kHz crystal.  An on‐board 1MByte serial flash  chip may be used to store user data and configuration,  additional applications, and firmware images as part of  the Zentri secure over the air (OTA) update process.  The WLAN subsystem is controlled by ZentriOS enabling  the  module  to  achieve  minimum  power  consumption  when  the  Wi‐Fi  networking  interface  is  not  required.  The module includes an antenna diversity switch. The  switch enables static or dynamic control of the external  antenna(s). Figure 1.  AMW006 / AMW106 Architecture  32kHz   26MHz VBAT  3v3 MCU 3v3 Wi‐Fi 32kHz Out ADC PWM UART  SPI Antenna Switch Antenna 1 Antenna 2 GPIO  Reset ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |2  May 18, 2017  Electrical Specifications    3 Electrical Specifications  3.1 Absolute Maximum Ratings  CAUTION! The absolute maximum ratings in Table 1 and Table 2 indicate levels where permanent damage to the device  can occur, even if these limits are exceeded for only a brief duration. Functional operation is not guaranteed under  these  conditions.  Operation  at  absolute  maximum  conditions  for  extended  periods  can  adversely  affect  long‐term  reliability of the device.  The values in Table 1 reflect absolute maximum ratings from the respective microprocessor and BCM43362 datasheets.  Table 1.  Absolute Maximum Voltage Ratings Symbol  Ratings  Min  Max  External power supply voltage to MCU VBAT pin  ‐0.3  4.0  VDD_3V3  External power supply voltage to MCU subsystem  ‐0.3  4.0  VDD_WIFI  External power supply voltage to WLAN subsystem  ‐0.5  6.0  GND ‐ 0.3  VDD_3V3 + 4.0  VBAT  Vin  Input voltage on any other MCU pin  Unit  V  Table 2.  Absolute Maximum Environmental Ratings Characteristic  Note  Storage Temperature  Relative Humidity     Min  Max  Unit  ‐40  +125  °C    65  %  Non‐condensing (storage)  3.2 Recommended Operating Conditions  Functional operation is not guaranteed outside the limits shown in Table 3 and Table 4, and operation outside these  limits for extended periods can adversely affect long‐term reliability of the device.  3.2.1 DC Operating Conditions  Table 3.  Recommended DC Operating Conditions Symbol  VBAT  VDD_3V31  1,2 VDD_WIFI   Ratings  Min  Typ  Max  External power supply voltage to MCU VBAT pin  3.0  3.3  3.6  External power supply voltage to MCU subsystem  3.0  3.3  3.6  External power supply voltage to WLAN subsystem  3.0  3.3  3.6  Unit  V  Notes: 1. VDD_3V3 and VDD_WIFI must be at the same voltage when using the Wi­Fi subsystem 2. The performance of the Wi­Fi subsystem is degraded significantly at low voltages ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |3  May 18, 2017  Electrical Specifications    3.2.2 Environmental Conditions  Table 4.  Recommended Environmental Conditions Characteristic  Note  Ambient Temperature  Limited by WLAN chip specification  Relative Humidity  Min  Max  Unit  ‐30  +85  °C    85  %  Non‐condensing (operating)  3.3 Power Consumption  Table 5.  Power consumption (VDD_3V3, VDD_WIFI, VBAT @ 3.3V) Operational State  Note  Typ1 Max1 Max1 TA =  25°C  TA =  85°C  Unit  VBAT7  MCU VBAT Mode, RTC on, Wi‐Fi powered off  0.97    3.0  µA  Standby7  MCU Standby Mode, RTC on, Wi‐Fi powered off  3.8  5.0  17.0  µA  MCU Stop Mode, Wi‐Fi powered off  10  28  230  µA  MCU Stop mode, Wi‐Fi in powersave  0.77    mA  MCU Stop mode, Wi‐Fi active receive  5.7    mA  MCU Stop mode, Wi‐Fi active transmit  11.4    mA  MCU Stop mode, Wi‐Fi active transmit      mA  3, 7 Stop   Wi‐Fi Powersave2,3  Active Receive 2,3,4   Active Transmit2,3,5  6 Wi‐Fi Tx Test Mode   Notes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 320  Total combined current consumed by all power supplies: VBAT, VDD_3V3, VDD_WIFI. 802.11 beacon Interval = 102.4ms, DTIM=3, Beacon Duration = 1ms @ 1Mbps. MCU Stop Mode with 113µs wakeup latency (flash in deep power down mode), VDD_WIFI = 0V Average current receiving 1Mbit/s UDP at 802.11n MCS7 Average current transmitting 1Mbit/s UDP at 802.11n MCS7 Wi­Fi Transmitting at +18dBm CCK 11Mbit/s with maximum duty cycle Hardware capability; minimum power consumption is dependent on ZentriOS version and external components connected to AMWx06 pins 3.4 32kHz Crystal  Table 6.  32kHz Crystal Specifications 1 Operational State  Note  Min  Typical  Max  Unit  Frequency      32768    Hz  Frequency Tolerance      20    ppm  Frequency Ageing  Measured @25°C ±3°C  ‐3    +3  ppm  Notes: ADS‐MWx06‐109R AMWx06 Datasheet  © 2014‐2017 Zentri http://www.zentri.com  Page |4  May 18, 2017  WLAN RF Specifications  1. 4 WLAN RF Specifications  The AMWx06 WLAN radio specifications are derived from the  43362 WLAN radio specifications.  Unless otherwise stated, the specifications in this section apply when the operating conditions are within the limits  specified  in  Section  3.2,  Recommended  Operating  Conditions.  Functional  operation  outside  these  limits  is  not  guaranteed.  All specifications are measured by connecting directly to either of the antenna ports via a short PCB trace with the  other antenna port terminated in 50 ohms.  4.1 Summary WLAN Specifications  Table 7.  Summary WLAN Specifications Feature Supported  Description  WLAN Standard  IEEE 802.11b/g/n 1x1 SISO  Frequency Band  2.400 GHz    2.484 GHz  WLAN Channels  Channels 1   13  Data Rates  802.11b (1, 2, 5.5, 11 Mbps)  802.11g (6, 9, 12, 24, 36, 48, 54 Mbps)  802.11n (HT20 MCS0‐MCS7)  Maximum Receive level  @ 2.4GHz  ‐2.5 dBm @ 1, 2 Mbps (8% PER, 1024 octets)  ‐8.5 dBm @ 5.5, 11 Mbps (8% PER, 1024 Octets)  ‐12 dBm @ 6‐54 Mbps (10% PER, 1000 Octets)  Maximum RF Tx Output Power  +18 dBm @ 802.11b (EVM