Development of a test bench for proprietary WiFi 7 (802.11be) modules: specification, revision and validation

Abstract

[ES] Wi-Fi 7 constituye la nueva generación de Wi-Fi cuyas principales características son una mayor rapidez, con una velocidad máxima superior a 30 Gbps, y una latencia muy baja. Este estándar está especialmente destinado a dispositivos de comunicaciones inalámbricas de próxima generación para aplicaciones exigentes como realidad aumentada, realidad virtual de inmersión total, juegos o computación en la nube. Teniendo en cuenta el elevado nivel de exigencia de estas aplicaciones, se están introduciendo nuevas características en la norma IEEE 802.11be que harán realidad esta generación de dispositivos de rendimiento extremadamente alto (EHT): funcionamiento tri-banda (2.4, 5 y 6 GHz), canales extra anchos de 320 MHz, modulación 4096-QAM, tecnología MIMO 16x16 y funcionamiento multienlace (MLO). En el marco del desarrollo y validación de esta nueva generación de chips de WiFi cumpliendo el estándar 802.11be, se requieren herramientas que permitan el control y evaluación de todas sus interfaces tanto de radiofrecuencia (puertos de transmisión y recepción en todas las bandas soportadas) como electrónicas (SPI, I2C y PCIe entre otros).

El objetivo del presente TFM es por una parte la especificación de los requisitos (conexiones, alimentación, etc¿) para la creación de un módulo independiente (Hostless Board) para fines de testeo y validación de la nueva generación de chips de Wi-Fi 7 (WAV700), que además pueda ser utilizado entre diferentes generaciones. De este modo el módulo debe mantener la compatibilidad con los chips WAV600 y WAV600-2 (Wi-Fi 6) con el fin de poder realizar una comparación de los resultados obtenidos empleando el mismo banco de pruebas.

El módulo debe reducir el número de hosts necesarios en el proyecto del chip WAV700, pudiendo ser utilizada para la puesta en marcha y la depuración, no sólo por parte de los equipos de diseño IP (Intellectual Property), sino también por los desarrolladores de firmware.

La realización del TFM implicará cuatro tareas fundamentales:

Tarea 1: Análisis de requerimientos y especificación del Hostless Board Tarea 2: Revisión del diseño a nivel de esquemático para comprobar el cumplimiento de las especificaciones. Tarea 3: Validación en el laboratorio del módulo desarrollado (i.e. revisión de conexiones, señales generadas, etc.). Tarea 4: Puesta en marcha del banco de pruebas empleando el módulo desarrollado y obtención de resultados experimentales.

[EN] Wi-Fi 7 is the next generation of Wi-Fi and its main features are faster speeds, with a maximum speed of more than 30 Gbps, and very low latency. This standard is especially targeted at next generation wireless communications devices for demanding applications such as augmented reality, full immersive virtual reality, gaming or cloud computing. Considering the high level of demand of these applications, new features are being introduced in the IEEE 802.11be standard that will make this generation of extremely high throughput (EHT) devices a reality: tri-band operation (2.4, 5 and 6 GHz), extra wide 320 MHz channels, 4096-QAM modulation, 16x16 MIMO technology and multi-link operation (MLO). In the framework of the development and validation of this new generation of WiFi chips complying with the 802.11be standard, tools are required that allow the control and evaluation of all its interfaces, both radio frequency (transmission and reception ports in all supported bands) and electronic (SPI, I2C and PCIe among others). The objective of this TFM is on the one hand the specification of the requirements (connections, power supply, etc..) for the creation of an independent module (Hostless Board) for testing and validation purposes of the new generation of Wi-Fi 7 chips (WAV700), which can also be used between different generations. In this way, the module must maintain compatibility with the WAV600 and WAV600-2 chips (Wi-Fi 6) in order to be able to compare the results obtained using the same test bench. The module should reduce the number of hosts needed in the WAV700 chip project and can be used for commissioning and debugging, not only by IP (Intellectual Property) design teams, but also by firmware developers.