แนะนำชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ของบริษัท Nordic Semiconductor - nRF SoCs#

▷ Nordic nRF SoCs#

Nordic Semiconductor เป็นบริษัทผู้พัฒนาชิป SoC ที่มีซีพียูตามสถาปัตยกรรม Arm Cortex-M อยู่ภายใน และมีอยู่หลายตระกูลให้เลือกใช้ เช่น nRF51xx / nRF52xx / nRF53xx ตามข้อมูลในตารางต่อไปนี้

ตาราง: การเปรียบเทียบข้อมูลของชิป SoC ของบริษัท Nordic Semiconductor ข้อมูลในปีค.ศ. 2022 (Source: Nordic Semiconductor)

 

ตัวอย่างบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ของ Nordic ที่ได้รับความนิยมและใช้งานสำหรับการสื่อสารไร้สายด้วยโพรโทคอล 2.4GHz Bluetooth / BLE เช่น

จากรายการตัวอย่างบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ จะเห็นได้ว่า ชิป nRF52840 (เปิดตัวครั้งแรกในราวปีค.ศ. 2017) ได้รับความนิยมมากกว่ารุ่นอื่น และมีจุดเด่นคือ รองรับการสื่อสารข้อมูลไร้สายและใช้ได้หลายโพรโทคอล (Multi-protocol Wireless Communication) เช่น

  • Bluetooth 5.1 / Bluetooth Low Energy (BLE) / Bluetooth Mesh
  • ZigBee
  • Thread
  • Matter
  • ANT / 2.4 GHz proprietary stacks

nRF52833 และ nRF5340 เป็นชิปรุ่นที่ใหม่กว่า และคาดว่า จะมีบอร์ดหรือฮาร์ดแวร์ที่ใช้ชิปดังกล่าวทยอยออกสู่ตลาด

 

ข้อมูลเชิงเทคนิคของชิป nRF52840 Multi-Protocol SoC

  • CPU: 32-bit ARM Cortex-M4 with FPU, up to 64 MHz
  • On-chip Memory:
    • 1MB Flash
    • 256KB SRAM
  • On-chip ARM TrustZone CryptoCell cryptographic unit
  • Wireless Transceivers (2.4GHz)
    • Bluetooth 5.3
    • IEEE 802.15.4-2006 (Data rate: up to 250 kbps)
    • 2.4 GHz Nordic Proprietary Wireless Protocl (up to 2Mbps)
  • On-chip Interfaces
    • 48 GPIO pins
    • 8-channel, 12-bit, 200 ksps ADC
    • 4x 4-channel PWM unit
    • Audio: I2S (Inter-IC Sound) / PDM (Pulse Density Modulation)
    • 5x 32-bit Timer with counter mode
    • Up to 4x SPI Master / 3x SPI Slave
    • Up to 2x I2C 2-wire (Master/Slave)
    • 2x UART (CTS/RTS)
    • Quadrature Decoder (QDEC)
    • 3x Real-Time Counter
    • USB 2.0 full speed (12 Mbps) Controller
    • QSPI (32MHz)
    • Integrated NFC-A Tag
    • Programmable Peripheral Interconnect (PPI)
    • EasyDMA Data Transfer

ตาราง: การเปรียบเทียบระหว่างชิป nRF52xx / nRF53xx (Source: Nordic Semiconductor)

การสื่อสารด้วย Bluetooth สำหรับชิป nRF5xx จะต้องใช้เฟิร์มแวร์ของบริษัท Nordic ซึ่งมีชื่อว่า SoftDevice ทำหน้าที่เป็น Wireless Protocol Stack สำหรับโพรโทคอล Bluetooth Low Energy (BLE) และ ANT และจะต้องเขียนเฟิร์มแวร์ดังกล่าวลงในหน่วยความจำแฟลชภายในชิป เฟิร์มแวร์ SoftDevices มีหลายเวอร์ชัน ซึ่งมีการจำแนกตามโพรโทคอล Bluetooth LE และรูปแบบของอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน เช่น BLE Peripheral, BLE Central และ BLE Central & Peripheral

สำหรับการใช้งาน BLE (Central & Peripheral) ก็มีเวอร์ชันของ SoftDevice ให้ใช้งานดังนี้

  • nRF51822: S130
  • nRF52832: S132
  • nRF52840: S140
  • nRF52833: S140

 

▷ ตัวเลือกสำหรับการเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C/C++#

การเขียนโค้ดด้วยภาษา C/C++ สำหรับชิป nRF SoC มีซอฟต์แวร์มากกว่าหนึ่งตัวเลือก เช่น

ตัวเลือกสำหรับ Arduino Core สำหรับชิป nRF51 / 52 SoCs ที่สามารถเลือกใช้ได้ (ขึ้นอยู่กับบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ที่จะนำมาใช้งานด้วย)

ถ้าจะเขียนโปรแกรมด้วย Arduino Sketch ชิป nRF5xx จะต้องมีการติดตั้ง Arduino Bootloader เพื่อจะทำให้ผู้ใช้สามารถอัปโหลดโค้ดผ่านทาง USB-Serial (USB-CDC) ได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า SWD Programmer / Debugger เช่น SEGGER J-Link หรือ CMSIS-DAP Debug Probe

 

▷ สรุป#

บทความนี้ได้นำเสนอชิป nRFxx SoC ของบริษัท Nordic Semiconductor ในเบื้องต้น ได้นำเสนอตัวอย่างบอร์ดที่สามารถนำมาใช้ทดลองเขียนโค้ดได้ แม้ว่าชิปในซีรีย์ nRF52 / nRF53 จะไม่รองรับการใช้งาน WiFi แต่ก็ถือว่าเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับผู้ที่ต้องการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวที่สามารถสื่อสารไร้สายด้วยหลายโพรโทคอล ด้วยคลื่นความถี่ในย่าน 2.4GHz และเหมาะสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้งานในระบบสมาร์ทโฮม เช่น ZigBee / Thread / Matter

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Created: 2023-09-05 | Last Updated: 2023-09-08