概述
Nodic nRF52832,支持BLE,ANT,NFC和2.4G RF多种无线传输协议! 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。
1、从nRF51822/nRF51422升级而来
知名的nRF51822是一颗BLE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。下表对比了nRF52832和nRF51822还有另外一个厂家的BLE芯片:
型号 | nRF51822/ nRF51422 | CC2640/ CC2650 | nRF52832 |
Manufacturer | Nodic semiconductor | Texas instruments | Nodic semiconductor |
Processor | Cortex-M0 @16MHz | Cortex-M3 @48MHz | Cortex-M4F @64MHz |
Flash | 128KB/258KB | 128KB | 512KB |
RAM | 16KB/32KB | 20KB | 64KB |
RX Sensitivity | -93dBm | -97 dBm | -96 dBm |
Protocol Support | Buletooth Smart (BLE) ANT 2.4GHz | Buletooth Smart (BLE) ANT 2.4GHz,Zigbee | Buletooth Smart (BLE) ANT 2.4GHz |
ADC | 10-bit | 12-bit 200ksps | 12-blt 200ksps |
Peripherals | SPI,I2C,UART, Quadrature Demodulator | Sensor Controller Engine,Comparators, I2C,SPI,TDC | SPI,I2C,UART,I2S,DMA, Quadrature Demodulator |
BLE Output Power | -20dBm to +4dBm | Up to 5dBm | -20dBm to +4dBm |
Power Consumption(tx/rx)@0dBm | 9.7mA/8mA | 6.1mA/5.9mA | 5.5mA/5.5mA |
Package | 6x6mm QFN 3.5x3.83mm WLCSP | 4X4mm,5X5mm 7x7mm QFN | 6X6mm QFN 3.0X3.2mm
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2、功耗
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:
Active-mode RX:5.5 mA
Active-mode TX @ 0dBm: 5.5mA
Active-mode TX @ 4dBm: 7.7mA
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。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)
3、Cortex-M4F 内核
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。
这颗SoC有512KB的Flash和64KB的RAM,这也超出其他厂家。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。
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。
4、BLE协议栈
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。
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。
5、RF效率
必须谈一下RF的部分,毕竟所有的数据都是要通过这里的。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。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,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。
6、多协议支持和NFC
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。
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。
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。
基于nRF52832在穿戴设备的市场中游刃有余,在其他应用中,比如仅仅是传感器采集和简单的处理也是很好的选择。
最后
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