Nordic Semiconductor 量产级 nRF52810 SoC 器件 为成本最敏感的大众市场无线设备带来蓝牙5 功能

2017-10-23
除了蓝牙5 之外,nRF52810 SoC 还具有先前 Nordic 高端 nRF52 系列 SoC 器件的空中无线 升级 (OTA) 功能,再结合经优化的 Nordic S112 协议栈 (RF协议栈),以及最新 Nordic nRF5 SDK,可让设计人员在低成本的大众市场消费者产品中提供最新蓝牙规范的全部关键特性。


Nordic Semiconductor 宣布为全球客户批量提供 nRF52810 低功耗蓝牙 (Bluetooth® Low Energy / Bluetooth LE) 系统级芯片 (SoC),为 nRF52 行业领先的高性能蓝牙5 认证 SoC 器件系列增加了优化储存器的版本。nRF52810 完善了 Nordic Semiconductor nRF52 系列芯片,这个系列包括成熟的 nRF52832 (与 nRF52810 引脚兼容) 和高端 nRF52840 SoC 器件。

Nordic 宣布全面批量生产 nRF52810 SoC 器件之际,同时推出 S112 协议栈 (Nordic 最新 RF 蓝牙5 协议软件或“协议栈”),以及 Nordic 全新版本 nRF5 软件开发工具套件 (SDK),这个产品级的开发工具支持全部的 nRF52810 SoC 外设驱动。

nRF52810 SoC 基于 Nordic 成熟的 nRF52 系列架构,是 nRF52 系列中功耗最低的产品,并且带来 2Mbps 以上吞吐量、更好的共存性和更大的广播容量,为成本最敏感的大批量应用带来蓝牙5 的广播包扩展特性。nRF52810 SoC 与 nRF52 系列中的其它 SoC 一样拥有 64MHz、32位 ARM® Cortex® M4 MCU,维持了部署 LE 安全连接和 2Mbps 数据处理的功能。此外,nRF52810 SoC 基于 Flash 的软件架构还带来了空中无线升级 (OTA) 功能,这个特性在先前的产品中由于成本限制而被移除。

示例目标应用程序包含了用于物联网 (IoT) 的网络连接传感器和信标模块、低成本可穿戴产品、面向电脑和平板电脑的低成本无线鼠标和键盘、玩具、一次性医疗监护装置,以及配合大型 MCU 的连接控制器。

S112 协议栈是一个通过严格测试并且经过优化的轻量级协议栈,用以配合 nRF52810 SoC 的 196kB Flash/24kB RAM 配置。S112 协议栈仅占据 100kB Flash,确保可留出充足的存储器容量来配合广泛的大众市场低功耗蓝牙应用,并且为 OTA 应用软件更新提供可靠的支持。

为了优化 nRF52810 SoC 的性能,S112 协议栈是只提供双外设/广播器的功能,但保留了蓝牙5 / BLE的多项特性,包括 2Mbps 吞吐量、Privacy 1.2、LE 安全连接、LE Ping、长 ATT MTU、实现与与蓝牙 Mesh 或其它专有协议共用的 Timeslot API,以及 PA / LNA 控制功能。

为了符合 Nordic 确保同一天提供开发工具与量产 SoC 的策略,工程师现在可以使用 Nordic 最新版本 nRF5 SDK,立即展开针对 nRF52810 SoC 和 S112 协议栈的设计。nRF5 SDK v14.1 是量产级的开发工具,具有面向 nRF52810 SoC 的外设驱动程序的完整支持。此外,nRF5 SDK 现在加入了早前用于 IoT 应用的 nRF5 SDK 的功能,包括 6LoWPAN 适应层和完整的互联网协议 (IP) 套件。这项功能为 nRF52810 SoC 蓝牙应用带来原生 IPv6 支持,可让它们在 IP 网络上直接与连接的“物品”通话。RF5 SDK 还包括 SEGGER 微控制器的 Embedded Studio,这是用于管理、构建、测试和部署嵌入式应用的完整多功能解决方案。

nRF52810 是基础款蓝牙5 SoC,通过较小的存储器配置和适量减少的外设集来获得性价比优势。它的外设集包括 ADC 和模拟比较器、PDM 数字微控制器输入(x 1)、4通路 PWM (x 1)、SPI (x 1)、I2C (x 1)、UART (x 1),以及正交解码器 (x 1)。这款 SoC 器件集成了一个 ARM M4 MCU,提供不下于其它 nRF52 系列 SoC 的嵌入式处理器计算性能和 DSP 功能。nRF52810 SoC 具有与 nRF52832 SoC 相同的 100dBm 链路预算 2.4GHz 多协议无线电 (蓝牙 5 / ANT / 专有 2.4 GHz),其 RF 性能与 nRF52832 SoC 相似,且具有更低的无线电功耗,在 0dBm 下的 Tx 和 1Mbps 下的 Rx 均为 4.6mA。无线电输出可以提升至最大 +4dBm。这款 SoC 器件使用 6x6mm QFN32 和 5x5mm QFN16 两种封装供货,后续将会提供 2.5x2.5mm WLCSP 封装。

蓝牙5 相比先前版本的主要优势包括:与蓝牙4.2 的 BLE 实现方案相比,具有 2x 空中数据带宽 (2Mbps),以及 8x 广播能力,具有广播包扩展功能,将广播包有效载荷提升至 251 字节,从而实现更高效的数据传送,特别是在信标应用中。

Nordic Semiconductor 产品营销经理 John Leonard 表示:“nRF52810 SoC 和 S112 协议栈与 nRF52 系列产品中的其它产品相辅相成,最明显的优点是把蓝牙5无线连接带给任何产品,无论产品对成本有何要求。”

Leonard 称:“由于同时提供产品级 SDK,使得无数新兴开发者即便在最简单的应用中也能够提供以前难以实现的无线性能和功能。在 nRF52810 之前,这些开发者一直局限于蓝牙5 以外的器件,这些器件最多只能够具备非常有限的 Flash,更可能是只有少量 ROM,因此限制了应用的复杂性,从而影响了吞吐量和共存性能,并且无法通过 OTA 应用升级来改进安全性和用户友好性。