Nordic Semiconductor 量產 nRF52810 SoC 元件 即使成本最敏感的大眾市場無線設備也可增添藍牙5 功能

2017-10-23
除了藍牙5 之外,nRF52810 SoC 還具有先前 Nordic 高階 nRF52 系列 SoC 元件的無線下載 (OTA) 應用程式更新功能,再結合經最佳化的 Nordic S112 疊構 (RF協定堆疊),以及最新 Nordic nRF5 SDK,可讓設計人員在較低成本的大眾市場消費者產品中提供最新藍牙規範的全部主要優勢。


Nordic Semiconductor 宣佈量產其 nRF52810 低功耗藍牙 (Bluetooth® Low Energy / Bluetooth LE) 系統單晶片 (SoC),為其 nRF52 同級領先的高性能藍牙5 認證 SoC 元件系列增添最佳化記憶體的新型款,並提供給世界各地的客戶。nRF52810 增強了 Nordic nRF52 系列的陣容,這個系列包括經過驗證的 nRF52832 (與nRF52810接腳相容) 和高階 nRF52840 SoC 元件。

Nordic 宣佈全面投入量產 nRF52810 SoC 元件的同時,還推出 S112 疊構 (Nordic 最新 RF 藍牙5 協定軟體或稱「堆疊」),以及 Nordic 全新版本nRF5軟體開發工具套件 (SDK),這個即可生產的開發工具提供完整的 nRF52810 SoC 週邊驅動支援。

nRF52810 SoC 以 Nordic 經過驗證的 nRF52 系列架構為基礎,是 nRF52 系列中功耗最低的產品,並為成本最敏感的高產量應用帶來 2Mbps 以上傳輸量、更出色的共存性和更大的廣播容量,以及藍牙5 的廣播擴展 (advertising extension) 優勢。nRF52810 SoC 與 nRF52 系列中的其他 SoC 元件同樣配備 64MHz、32 位元 ARM Cortex-M4 MCU,維持了具備 LE 安全連接和 2Mbps 資料處理所需的性能。此外,nRF52810 SoC 以 Flash 為基礎的軟體架構還能夠執行空中下載 (OTA) 應用程式更新功能,這是先前一些產品由於成本限制而排除了的特性。

它的目標應用實例包括了組成物聯網的連網感測器和信標的組件、低成本穿戴式裝置、適用於電腦和平板電腦的低成本無線滑鼠和鍵盤、玩具、拋棄式醫療監控器材,以及做為更大型 MCU 的連接控制器。

S112 疊構是通過嚴格測試並經過最佳化的輕量級堆疊,以配合 nRF52810 系統單晶片的 196kB Flash/24kB RAM 配置。S112 疊構僅佔用 100kB,確保為廣泛的大眾市場低功耗藍牙應用留下充足的記憶體容量,並為 OTA 應用軟體更新提供強大的支援。

為了最佳化 nRF52810 SoC 的性能,S112 疊構只提供雙重週邊 / 廣播器的堆疊,但保留了藍牙5 及低功耗藍牙的多項特性,包括 2Mbps 輸送量、Privacy 1.2、LE 安全連接、LE Ping、長 ATT MTU、實現與藍牙 Mesh 網狀網路或其他私有協定共用的 Timeslot API,以及 PA / LNA 控制功能。

為了符合 Nordic 的策略,開發工具在 SoC 推出的同一天準備就緒;工程師現在可以使用 Nordic 最新版本的 nRF5 SDK,立即展開針對 nRF52810 SoC 和 S112 疊構進行設計。nRF5 SDK v14.1 是一套生產就緒的開發工具,具有用於 nRF52810 SoC 的週邊驅動程式的全面支援。此外,nRF5 SDK 現在加入了較早前用於物聯網應用的 nRF5 SDK 的功能,包括 6LoWPAN 適應層和完整的網際網路協定 (IP) 套件。這項功能為 nRF52810 SoC 藍牙應用帶來原生 IPv6 支援,可讓它們在 IP 網路上直接與連接的「物品」通話。nRF5 SDK 還包括 SEGGER 微控制器的 Embedded Studio 在內,是一款用於管理、構建、測試和部署嵌入式應用的完整多功能解決方案。

nRF52810 是藍牙5 SoC 的解決方案,利用較小的記憶體配置和略為減少的週邊功能來獲得性價比優勢。它的週邊功能包括 ADC 和類比比較器、PDM 數位微控制器輸入 (x1)、4 通路 PWM (x1)、SPI (x1)、I2C (x1)、UART (x1),以及正交解碼器 (x1)。這款 SoC 元件整合了一個 ARM M4 MCU,提供了類似其他 nRF52 系列 SoC 中的嵌入式處理器的運算性能和 DSP 功能。nRF52810 具有與 nRF52832 相同的 100dBm 鏈路預算、2.4GHz 多協定無線電 (藍牙5 / ANT / 私有 2.4 GHz),它的射頻性能與 nRF52832 SoC 不相上下,但具有更低的無線電功耗,在 0dBm 下的 Tx 和 1Mbps 條件下的 Rx 均為 4.6mA。無線電輸出可以提升至最大 +4dBm。這款 SoC 元件有兩種封裝型式:6x6mm 32 接腳 QFN 封裝和 5x5mm 16 接腳 QFN 封裝,之後還將提供 2.5x2.5mm WLCSP 封裝。

跟以前的版本相比,藍牙5 的主要優勢包括:與藍牙4.2 的藍牙LE 實施方案比較,具有 2 倍的空中資料頻寬 (2Mbps),以及 8 倍的廣播性能和廣播擴展功能,將廣播封包承載量提升至 251 位元組,從而實現更高效的資料傳輸,特別是在信標應用方面。

Nordic Semiconductor 產品行銷經理 John Leonard 表示:「nRF52810 SoC 和 S112 疊構與 nRF52 系列產品中的其他產品相輔相成,最明顯的優勢是把藍牙5 無線連接帶給任何產品,包括十分經濟實惠的應用。」

Leonard 另外表示:「由於同時提供生產級的 SDK,使得無數新興開發者即使在最簡單的應用中也能夠提供先前難以實現的無線性能和功能。在 nRF52810 之前,這些開發者一直局限於藍牙5 以外的元件,這些元件最多只具備非常有限的 Flash,更可能只有少量的 ROM,因此限制了應用的複雜性,從而影響了輸送量和共存性能,並且無法利用 OTA 應用升級來改進安全性和用戶友好性。」