[讨论] 选择nRF52832的理由

[复制链接]

技术员

发表于 2018-1-13 10:02:03   162 查看 0 回复 显示全部楼层 倒序浏览
分享
目前蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy)SoC不断推陈出新,现在市面上已经有多款该类芯片。首先我来分析下为什么要选择nRF52832这款芯片作为主控,接下来会介绍目前市面上流行的5款芯片进行对比。相信大家就能明白我选择它是相对明智的;更好的功耗表现几年前,市面上能够找到的蓝牙低功耗SoC芯片的功耗(发射或接收时电流)都在15mA-20mA。现在大部分的芯片都可以做到5mA-8mA的水平。下表是几个代表性的芯片的功耗对比:注意:在NORDIC最新发布的资料中显示,他的功耗数据进一步优化。目前是这几款中最好的。通常来讲,如果功耗数据降低40%至60%,实际应用中的待机时间就会翻倍(客观算下来)。更低的峰值电流也意味着电池的瞬时压力更小,某种程度上会增加放电能力。
  我没有列出Dialog的DA14580的3.9mA的功耗,是因为它没有内部的Flash。如果你的应用代码超过32KB时(超出它内部ROM的体积)就需要外置Flash,所以功耗也会增加。更好的RF表现更好的RF表现意味着更远的距离,在大多数的应用中这个数据非常重要。其中重要的两点是发射功率和接收敏感度。好的RF性能能够让不可能变成可能,有时即使因为各种限制使接收的数据经常出错,但如果加以算法优化,传输距离会更远。下表是一些最新芯片的数据:TI和NORDIC都将发射功率提升到3-4db,通常发射功率都在+5dBm以下。Silicon 的芯片是个例外,它们有多年的无线集成经验可以达到10dBm。更高的发射功率在远距离传输的应用中更有优势。
  另外,可以通过增加外置的RF功放芯片来提高通讯距离,不过这样做的同时也会消耗更多的电流。
  如果这两个参数都足够好的话,通讯距离会更远。但是使用更高的输出功率(或接收灵敏度)意味着更高的电流消耗。官方给出的功耗数据一般都是0dBm时的数据。注意:+10dBm是ETSI ( 欧洲电信标准协会)允许的最大发射功率。更强的处理能力集成MCU的单芯片BLE通常MCU都比较弱,而且这颗MCU同时运行着BLE协议栈和应用程序;大多数初代芯片用的是ARM Cortex内核。见下表:M4F 是 Cortex-M4 增加一个(浮点运算单元) Floating Point unit.
  有一些老的芯片使用的是8051或者其他内核,更多的则是Cortex-M0内核,因为用户更喜欢用这些已经是业界标准的内核。
  Cortex-M0内核是低功耗的内核,它适合采集传感器数据,但是在运行算法方面就不太好了。当你需要在Cortex-M0或者8051内核中运行BLE协议栈时,它就没有太多的剩余性能来做其他的事情,一些复杂的外设也就没办法接了。
  越来越多的芯片原厂希望拓展穿戴设备市场,这就需要更高的性能和更小的体积。解决办法看来就是使用性能更强的BLE SoC。上表中以及可以看到,TI和NORDIC都从8051或者Cortex-M0转移到了Cortex-M3或者Cortex-M4内核。其中浮点运算单元可以用来应付更多的运算要求。
  同时,还有其他的一些需求是内置更多的通讯外设,低功耗传感器和更多的模拟外设。更多RAM、Flash通常芯片会提供128KB或256KB的Flash容量,真实的协议栈一般是70KB至90KB的大小,所以留给应用程序的空间就不会太大。BLE应用不断的发展,需要处理的事物越来越多,所以就需要更大的RAM和更大的Flash。
  最近,NORDIC发布了他们的nRF52832 ,它带有512KB的Flash。同时它也是目前拥有最大内存的BLE SoC。
  通常BLE SoC的RAM只有16KB,去掉蓝牙协议栈常用的8KB至12KB,所剩无几。nRF52832则有目前最大的64KB的RAM。
  用户应用程序越来越复杂只是导致芯片升级的其中一个原因,另外一个原因是BLE协议栈将拥有更多的功能。很多芯片提供了Peripheral + Central 角色切换的功能。或者多协议同时运行,比如 BLE 和Zigbee. IPv6 support 都需要更大的RAM。注意:提升Flash和RAM的容量会在芯片内部占更大的体积,所以趋势是使用更小的内核多协议支持Freescale发布的KW40Z 受限于处理能力和Flash/RAM,它只支持BLE。TI的CC2650支持BLE、Zigbee、6LowPAN和RF4CE。Nordic的芯片支持BLE和ANT以及2.5Ghz的自由协议。芯片所提供的无线硬件都是差不多的,区别在于使用不同的软件。
  BLE是最流行的无线连接协议,多协议的支持肯定有更广的应用空间。但是同时也要考虑共存性 “coexist”,意思就是多协议同时应用时要保证无线协议之间不能互相干扰。否则就会浪费大量的电力在重发数据上面。下表是常见的BLE SoC芯片支持的协议:NORDIC和TI显然是这方面的领导者。
高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

关闭

站长推荐 上一条 /7 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表
-

推荐专区

技术干货集中营

专家问答

用户帮助┃咨询与建议┃版主议事

工程师杂谈

工程师创意

工程师职场

论坛电子赛事

社区活动专版

发烧友活动

-

嵌入式论坛

ARM技术论坛

Android论坛

Linux论坛

单片机/MCU论坛

FPGA|CPLD|ASIC论坛

DSP论坛

嵌入式系统论坛

-

电源技术论坛

电源技术论坛

无线充电技术

-

硬件设计论坛

PCB设计论坛

电路设计论坛

电子元器件论坛

控制|传感

总线技术|接口技术

-

测试测量论坛

LabVIEW论坛

Matlab论坛

测试测量技术专区

仪器仪表技术专区

-

EDA设计论坛

multisim论坛

PADS技术论坛

Protel|AD|DXP论坛

Allegro论坛

proteus论坛|仿真论坛

EasyEDA-中国人自已的EDA工具

Orcad论坛

-

综合技术与应用

电机控制

智能电网

光电及显示

参考设计中心

汽车电子技术论坛

医疗电子论坛

-

开源硬件

-

无线通信论坛

无线通信技术专区

天线|RF射频|微波|雷达技术

-

IC设计论坛

芯片测试与失效分析

Mixed Signal/SOC[数模混合芯片设计]

Analog/RF IC设计

设计与制造封装测试

-

厂商专区

TI论坛

TI Deyisupport社区

-

检测技术与质量

电磁兼容(EMC)设计与整改

安规知识论坛

检测与认证

-

消费电子论坛

手机技术论坛

平板电脑/mid论坛

音视/视频/机顶盒论坛

-

电子论坛综合区

聚丰众筹官方社区

新人报道区

聚丰供应链

-

论坛服务区

-

供求信息发布

供需广告

招聘┃求职发布区

电子展览展会专区