|
|
本次就来深入分析下Nordic的最新蓝牙芯片nRF52832。4 N% N: {/ k. s% e- s$ c) D
目前有很多的芯片原厂发布了自己的BLE SoC芯片，其中NORDIC半导体的nRF52832是知名的nRF51822的后续作品，它将BLE SoC带到了一个新的高度。这款产品有很多让人兴奋的地方，它带来了更高的性能、更低的功耗以及更多的功能。
* J# A* Q3 ~6 h9 b. h 从nRF51822/nRF51422升级而来
/ a: D8 I8 m' \ @% f 知名的nRF51822是一颗Bluetooth Low Energy的SoC，它拥有Cortex-M0内核，运行频率为16Mhz。而nRF52832则是Cortex-M4F内核，并且拥有更大的RAM和Flash，还有更多的功能以及更好的RF性能。
5 B( A2 O$ z& {2 S- T$ k! n 下表对比了nRF52832和nRF51822还有另外一个厂家的BLE芯片：8 b4 B j7 P( O% G6 S) X) U
7 i4 r0 S; p6 s8 Q8 j4 D" E 下面我们来看看这些参数中有哪些亮点。! S# V7 u0 N r' E8 p& o E
& W' M5 p& l/ z 功耗
; f* i: V1 b8 E0 E+ S$ ]. q, o0 U& `' I6 e( X- E: }" t6 E" e1 d
每一代新的BLE SoC出来，必定在功耗上面做些优化，nRF52832更是在nRF51822的基础上几乎将功耗降低了一半：
- n* O' z! N) V: K/ t1 T) K9 e5 K. ~( t/ K& @
( ]( M9 \# x0 R/ C& m) W1 ^ Active-mode RX:5.5 mA
3 E! [+ e* X8 W" t' e Active-mode TX @ 0dBm: 5.5mA: |$ |. |9 L! @" o# a
Active-mode TX @ 4dBm: 7.7mA9 M# a0 k: w: Y$ A) }
5 P, i) z' j C' w9 ] 这些功耗数据对比TI的CC26XX很有优势，即使是对比其他家的产品也是如此。
& j" g# H, g! A6 j4 F" g" W* I% T; K
真正使用时的功耗还依赖于很多其他因素，比如运行的频率或者BLE的参数(连接或者广播的间隔)
! C* F) T5 ?( u/ h
, T9 d1 t$ B, [; G, g2 [" ~% P Cortex-M4F 内核$ S. D! I) C! M
- X; r) j8 N8 ^6 X 新一代的nRF52832加入了很多新的功能。比如Cortex-M4F的内核，它能够更强大的运算能力以及浮点运算的技术。现在很多的穿戴设备或者工业化设备需要内置非常复杂的算法，所以需要MCU有更快的运行速度。这颗Cortex-M4F的内核运行期64Mhz，比其他厂家的芯片提高了很多。$ T- I* k v$ ?& w5 L1 s
0 \0 G5 l- v/ ^* `
这颗SoC有512KB的Flash和64KB的RAM，这也超出其他厂家的芯片一大截。Nordic称将会有400KB的Flash可以用于应用程序。如果你曾经开发过BLE的产品就会知道，BLE的协议栈至少要占80KB以上的Flash。如果像大多数的BLE SoC那样只提供128KB的Flash的话，应用程序只有大概40KB的空间，不过对于一般的传感器采集的任务来说是差不多的。之前的nRF51822最高提供256KB的Flash，这在当时也是比较少见的，我们很高兴看到Nordic再次提升了Flash的空间。
( s2 ~9 l5 K8 p& V4 l8 Q) |) R
* e, |( \5 ^4 L g' V 额外的Flash和RAM空间也意味着nRF52832可以支持多协议，并且在运行时自动切换。现在有很多产品已经支持了多协议这个特性(见上篇文章)，看来这似乎会变成业界标准，因为目前并不是只有BLE一个无线协议。: @8 Z8 p4 i) @/ }
& o& q; g% P& X* y. M; z) m BLE协议栈
2 I B: P' y& O) ?5 {& D7 W' V' F7 T
Nordic将Cortex-M0内核升级到Cortex-M4F内核，可以保证BLE协议栈无需更改。这就意味着开发者可以使用一个更加稳定的协议栈，并且直接运行之前的几十种例程。
- ^3 C& h# `2 ]& |4 L: v1 n8 U6 c. x; V
Nordic目前没有提到关于Bluetooth 4.2方面的事情，不过可以肯定是，既然新的硬件已经出来了，通过升级软件来做到更多的事情是肯定的。Bluetooth 4.2(见下一篇文章)提供了更快的传输速度、更高的安全性以及更低的功耗。
; W: b# I; w+ h" D3 t7 F: h
6 V! ^5 x* r4 }( R0 Q/ m) ~ f8 k RF效率; a" U6 L7 {% o. F* Q
. b" N6 C- `/ e( B/ j8 {+ ~9 {
我们必须谈一下RF的部分，毕竟所有的数据都是要通过这里的。
2 K, b; D, `2 t3 o [7 w F. r) f& Q' i3 {( i% {% X
新的nRF52832提供了-96dBm的灵敏度，这个数据非常接近于TI的-97dBm，更高的灵敏度意味着更远的传输距离。
5 n$ b+ s3 V7 _4 {' F$ o
" w' W! Q# l2 ~# z 另外一项改进就是内置了Balun芯片。在之前的nRF51822设计中，必须加入Balun匹配电路，或者分立的或者Balun芯片，来匹配天线的50欧姆阻抗。现在nRF52832集成了这个功能，既节省了空间又节约了成本。并不适合只有Nordic一家这么干，Dialog和TI都一样，都把能够集成进来的全部弄进来。
; U# h5 n# X! n1 c( n: T6 H f- n2 ?7 j4 ]
外部只需要一个额外的电感和一个电容，用来微调这些参数。总之，内置Balun大概能节约5-6个外部阻容器件。
8 [" G8 a F6 N, x) }9 a) A% j, P3 `! B& f6 ]
多协议支持和NFC: E6 F8 B3 B/ Y* l) D, r
- V0 N: g7 ~( D5 Y 现在很多的这类芯片都能提供多协议的支持，比如BLE, ANT, Zigbee这些协议。目前在物联网领域还没有绝对的王者，因为每种无线协议都有自己的优势。现在看来实际的应用中更加趋向于不同的应用场景使用不同的技术，多协议支持就解决了这个问题。因为无线的硬件是一样的，只需要更换协议栈就行了，或者把多个协议集成进一个协议栈，对用户来说就像是同时运行这几个无线协议一样。
8 F0 |7 n6 i3 @: {* f' } x. E4 z+ c9 p9 B# r) U. r
nRF52832支持Bluetooth Smart (Low Energy), ANT/ANT+ and proprietary 2.4GHz多种协议，这样就可以连接 nRF51, nRF24AP and nRF24L之类的产品。不过，它不支持Zigbee or Thread ，这两个协议在长距离传输上有更大的优势。Google正在力推Thread技术，Thread也慢慢的在智能家居的应用场景下变成BLE的对手之一。不过也许Bluetooth的Mesh网络技术能够解决这个问题。! s- u: ~# I9 T2 b8 W
3 ], H0 E1 p8 ]* T) q Nordic同时引进了NFC技术，它支持NFC-A，也就是可以作为“标签”(Tag)来使用。配合智能手机可以用于近距离的安全连接工作，毕竟有一些应用中需要这种安全的方法，集成进来之后对整体成本和体积都有好处。不过新的Bluetooth 4.2协议中已经有了新的安全规范。
- L/ Z+ X+ h! C! d( a6 s2 r7 J. C9 Z( |$ X+ U
nRF52832适合我们的产品吗?
4 f5 I" M1 C/ X8 m* u( z- r' h3 Y* b" K' Q& D
回答这个问题比较复杂，不过有以下几个关键点可供参考：
9 B' c1 f+ d( s5 W0 y4 n3 D* l' F$ e9 ]' r* W4 P( `
7 Q5 P" w1 d% Z. V1 ^2 l# ^
Only part with 512kB flash and 64kB RAM
# w+ ^/ N3 K( y& D( ]64MHz processor with Floating point support
& G( {1 H y& q# b K" N7 rVery low power – 5.5mA" P- H( k1 w) c n2 Y/ {9 h
Mature stack with Central and peripheral Mode% [! b) ?& I$ ]5 s5 x) m, F3 }' O1 o
Concurrent Multiprotocol Timeslot support
2 h4 g+ Y8 R, D+ _A slew of peripherals for many applications$ w' E; {" z, i3 w1 T5 r3 ^& C
8 b( I- P' y1 ?: K
还有其他几个事情：
! s& S5 v& R* h f; B& R+ }- r% ^6 \ S8 B9 Q( c
, e0 |- m& Z' p. [. F% C
更多的Flash和RAM而价格不变; p5 Z; C3 l7 w9 V0 }7 z1 S
没有ZigBee或Thread的支持; s, n2 S2 w1 `9 _, R- {6 V
开启BLE之后有些功能会受限(比如系统的实时性)
E2 W- ~( T+ M6 L
( N- R6 z) {% `% a' _' L Flash的容量增加会增加芯片的制造成本，不过长期看来nRF52832的价格会和现在nRF51822的价格差不多。- z7 I! t- k P6 r4 \4 U3 g
nRF52832还是一颗单核的SoC，也即是说启动BLE协议栈之后，协议栈处于最高的优先级。而应用程序优先级会比协议栈低，在如电机控制这样的实时性要求很高的应用中可能会影响性能。7 G. I q9 N7 ~8 m; F/ ?
在穿戴设备的市场中需要更强的计算能力，但是在其他应用中，比如仅仅是传感器采集和简单的处理nRF51822也是很好的选择。
; x* X& H. h. y6 J n& S" M2 S8 ~ 总结，这是一颗非常强大的BLE SoC，同时包括了非常多的功能和比nRF521822低一半的功耗，以及Nordic多年积累的蓝牙协议栈。值得推荐! TEL18025394686/QQ2355573216 郭R6 \ n6 Z& ^; e/ p6 t, x
|
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2018-9-20 11:54:01
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡