在IOT领域,BLE占据了不可替代的位置,其影响力非常大,而NORDIC也凭借着一系列的蓝牙芯片,坐稳了全球蓝牙芯片一哥的位置。 nRF52832是NORDIC发布的BLE 5.0的旗舰型蓝牙芯片,芯片一出,它将BLE SoC带到了一个新的高度,它带来了更高的性能、更低的功耗以及更多的功能,当即引爆全球,众多蓝牙产品用户为之欢欣雀跃,而今天,笔者就为大家剖析其中一二。 从nRF51822/nRF51422升级而来,nRF52832是Cortex-M4F内核,并且拥有非常大的RAM和Flash,还有更多的功能以及更好的RF性能。 nRF52832性能参数: 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) 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威廉希尔官方网站
。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。 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。 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提供了更快的传输速度、更高的安全性以及更低的功耗。 RF效率 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。 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。 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威廉希尔官方网站
,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威廉希尔官方网站
,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网络威廉希尔官方网站
能够解决这个问题。 Nordic同时引进了NFC威廉希尔官方网站
,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。
nRF52832适合我们的产品吗? 回答这个问题比较复杂,不过有以下几个关键点可供参考: Only part with 512kB flash and 64kB RAM
64MHz processor with Floating point support
Very low power – 5.5mA
Mature stack with Central and peripheral Mode
Concurrent Multiprotocol Timeslot support
A slew of peripherals for many applications 还有其他几个事情: 更多的Flash和RAM而价格不变
没有ZigBee或Thread的支持
开启BLE之后有些功能会受限(比如系统的实时性) 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。 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。 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。
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