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Nordic nRF52系列包括nRF52832/nRF52840/nRF52810/nRF52811等芯片，nRF51系列包括nRF51822/nRF51422/nRF51802等芯片,，開發(fā)者可以按照如下流程去評估和開發(fā)nRF52/51應(yīng)用解決方案 如果你英文比較好的話,，建議直接閱讀Nordic官方的“nRF5 Getting Started”：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fug_getting_started%2FUG%2Fgs%2Fproduct_development.html&cp=1_0，介紹得非常詳細(xì),，我下面的文章也是在該文基礎(chǔ)上加工整理而得,。 1. 第1步：芯片選型評估，選擇適合你的芯片型號。 1.1 粗略選型 首先大家可以快速瀏覽如下網(wǎng)頁內(nèi)容：https://www./Products/Low-power-short-range-wireless/Bluetooth-low-energy,，以對Nordic每個芯片的最主要特性有個大致了解,，下面為頁面部分截圖：
上面是Nordic低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品橫向?qū)Ρ软撁妫绻阈枰碞ordic其他解決方案,，比如Zigbee或者蜂窩網(wǎng)IoT,，請參考如下頁面：
1.2仔細(xì)查看芯片具體參數(shù) 這個主要通過查閱nRF51/52 spec來實現(xiàn)的。nRF52系列芯片都只有一份spec,，spec包含了芯片外設(shè)模塊功能概述,，電氣特性參數(shù),，應(yīng)用參考電路,，封裝和訂購信息等內(nèi)容，請注意電氣特性放在每一個外設(shè)模塊章節(jié)的最后面,。nRF51系列芯片共用同一份參考手冊,，同時不同的型號還有各自的一份獨(dú)立數(shù)據(jù)spec。參考手冊主要描述各外設(shè)模塊的功能及原理,，spec則具體羅列本型號的電氣特性參數(shù),，應(yīng)用參考電路，封裝和訂購信息等,。Nordic有一個Infocenter,，你需要的任何文檔都可以在這里找到，Infocenter鏈接為：https://infocenter./index.jsp,，界面如下所示,。nRF52/51芯片spec就可以在infocenter下載。
2. 第2步：選擇SDK版本號以及相應(yīng)的協(xié)議棧類型和版本,。 推薦使用最新版的SDK以及SDK自帶的協(xié)議棧,，nRF52系列產(chǎn)品開發(fā)推薦使用nRF5 SDK 15.3.0，nRF51系列產(chǎn)品開發(fā)推薦使用nRF5 SDK 12.3.0,。SDK官網(wǎng)下載地址為：https://www./Software-and-Tools/Software/nRF5-SDK/Download#infotabs,。至于協(xié)議棧，一般推薦SDK安裝目錄里面自帶的協(xié)議棧,，這個兼容性好,，開發(fā)最簡單。不過有時在Nordic官網(wǎng)下載SDK的時候,，比如SDK15.2.0,，官網(wǎng)會自動綁定一個比SDK安裝目錄里面自帶的協(xié)議棧版本更高版本的協(xié)議棧，那么這個時候推薦使用該綁定的高版本協(xié)議棧,，原因如下： 再完美的協(xié)議棧難免也會有bug,，此時Nordic會把bug修復(fù)的協(xié)議棧單獨(dú)發(fā)布出來，比如nRF5 SDK 15.2.0自帶的S140協(xié)議棧版本為6.1.0，一般來說,，直接用這個版本的協(xié)議棧就可以了,，但是這個版本的協(xié)議棧的主機(jī)模式有一個小bug，為此Nordic單獨(dú)發(fā)布了6.1.1版S140協(xié)議棧,，此時用戶就需要去官網(wǎng)單獨(dú)下載這個最新版的協(xié)議棧了,。記住，大家只需要下載版本號數(shù)字最后一位有變化的即可,，比如6.1.1相比6.1.0,，最后一個數(shù)字有升級，那么推薦大家直接下載下來,，然后覆蓋原來老的協(xié)議棧即可,。如果版本號第1個數(shù)字就有變化，意味著兩個版本的協(xié)議棧是不兼容的,，此時一般SDK也會跟著升級的,，比如7.0.0相比6.1.0，這個就屬于大升級了,，此時建議直接使用與之配套的最新版本SDK來進(jìn)行開發(fā),，而不是把協(xié)議棧進(jìn)行簡單覆蓋。（當(dāng)然,，你也可以自己把7.0.0的協(xié)議棧移植到老SDK中,，這個稍微麻煩一些，不過Nordic也有相關(guān)移植文檔供大家參考）,。如下列出了常用協(xié)議棧的發(fā)布頁面：
大部分用戶使用Nordic產(chǎn)品的時候都會使用Nordic協(xié)議棧,，而協(xié)議棧是會占用一定的Flash,，RAM以及某些外設(shè)模塊的，大家評估的時候一定要把協(xié)議棧占用的資源扣除,，然后再評估剩下的資源夠不夠用,。而且開發(fā)Nordic產(chǎn)品的時候，經(jīng)常需要跟協(xié)議棧打交道,，因此強(qiáng)烈建議大家讀一下協(xié)議棧spec,，以大致了解Nordic協(xié)議棧的原理以及一些關(guān)鍵性能參數(shù)，如下為Nordic nRF52系列使用到的各種協(xié)議棧spec下載頁面：
欲進(jìn)一步了解SDK和softdevice請參考：Nordic nRF5 SDK和softdevice介紹 3. 第3步：申請Nordic nRF52/51官方開發(fā)板（Development Kit,，DK） Nordic絕大多數(shù)例子都是在nRF51/52官方開發(fā)板上開發(fā)和測試的,，手上有nRF51/52開發(fā)板將大大方便軟件工程師的開發(fā),。nRF51/52開發(fā)板也可以作為參考板來排查用戶板問題。在生產(chǎn)測試的時候,，nRF51/52開發(fā)板還可以作為gold sample去測試用戶板的射頻性能是否合格,。最后，nRF51/52開發(fā)板還帶一塊正版Jlink芯片,，也就是說nRF51/52開發(fā)板本身就是一個Jlink燒寫器,，不僅可以用來燒寫板子上的nRF51/52芯片，還可以用來燒寫其他用戶板上的Jlink芯片,。一個正版Jlink燒寫器在淘寶上售價為1000人民幣左右,，而Nordic nRF51/52開發(fā)板官方售價才39美金，正可謂“價格厚道,，感動人心”,。（PS：如果你拿到Nordic nRF51/52官方DK的話，你會發(fā)現(xiàn)Nordic DK做工是業(yè)界最好的,，沒有之一?。?/p>
4. 第4步：電路設(shè)計 推薦直接按照nRF51/52 spec中的參考電路原理圖和layout來設(shè)計自己的電路和布板,，同時Nordic提供了實際的電路圖和Gerber file，大家可以直接查看BOM清單,，以及沿用里面的nRF5器件封裝,。
如果大家想深入理解藍(lán)牙應(yīng)用電路設(shè)計和布板的一些知識，可以參考Nordic提供的這個教程：https://devzone./tutorials/25/,。 第5步：藍(lán)牙射頻性能調(diào)試 藍(lán)牙射頻性能最關(guān)鍵的三個影響因子：匹配電路調(diào)試,，天線設(shè)計調(diào)試以及晶振選擇,，Nordic都有相應(yīng)的指導(dǎo)文件。 5.1 匹配電路調(diào)試 請參考Nordic white paper 013：https://infocenter./pdf/nwp_013.pdf?cp=12_14 5.2 天線設(shè)計 請參考Nordic white paper 017：https://infocenter./pdf/nwp_017.pdf?cp=12_11 5.3 晶振選擇 請參考Nordic white paper 015：https://infocenter./pdf/nwp_015.pdf?cp=12_12 所有white paper和application note都放在Infocenter如下地方：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fstruct_appnotes%2Fstruct%2Fappnotes.html&cp=11以及https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fstruct_whitepapers%2Fstruct%2Fwhitepapers.html&cp=12
第6步：電路圖和layout review Nordic或其代理商免費(fèi)提供原理圖和layout review服務(wù),，我們可以將原理圖和layout提交給Nordic代理商或者Nordic Devzone進(jìn)行審核,。Devzone一般1到2個工作日就會給予你答復(fù)。電路圖提交流程請參考文章：Nordic官方網(wǎng)絡(luò)資源介紹（官網(wǎng)/devzone/GitHub）（第2節(jié)：Nordic Devzone（開發(fā)者論壇））,。Devzone提交電路圖review的界面是長下面這個樣子的：
7. 第7步：打板 如何貼片,，Nordic也有相應(yīng)的指導(dǎo)文件，目前Nordic芯片只有QFN,，WLCSP和aQFN三種封裝,，相關(guān)貼片指導(dǎo)說明都放在application note中：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fstruct_appnotes%2Fstruct%2Fappnotes.html&cp=11
8. 第8步：射頻性能測試 如果自己有專門的BLE測試設(shè)備，那么你可以自己來測試板子RF性能,。如果你沒有BLE測試設(shè)備,，也沒有關(guān)系，Nordic或其代理商免費(fèi)提供BLE測試服務(wù),。只要把板子寄給Nordic代理商實驗室,，或者Nordic實驗室，或者第三方實驗室,，比如R&S實驗室,，他們就能幫你完成BLE性能和符合性測試。你可以根據(jù)實驗測試結(jié)果對板子進(jìn)行二次整改,。一般而言,，專業(yè)的藍(lán)牙測試設(shè)備都遵守DTM（Direct Test Mode）規(guī)范，所以設(shè)備端（nRF5端）只需下載DTM固件就可以與之通信并完成相關(guān)測試,。Nordic每一版SDK都包含每顆芯片的DTM固件,，建議大家使用SDK15.3.0里面的DTM程序，測試說明請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fble_sdk_app_dtm_serial.html&cp=5_1_4_5,。 另外,，在這里推薦一種簡單RF測試方法，即跟Nordic官方 DK進(jìn)行通信距離比對測試,?？梢园裇DK中的HRS（Heart Rate application）程序分別下載到Nordic DK和你的用戶板中，然后分別連上手機(jī),，看看手機(jī)跟DK的通信距離有多遠(yuǎn),？再看看你的用戶板跟手機(jī)通信距離有多遠(yuǎn)？如果兩者差不多,，說明你的用戶板RF性能不錯,。HRS程序放在SDK目錄：<InstallFolder>\examples\ble_peripheral\ble_app_hrs，測試說明見：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fble_sdk_app_hrs.html&cp=5_1_4_2_2_13,。 第9步：功耗測試 低功耗藍(lán)牙應(yīng)用一般都是用電池供電的,，所以對功耗要求非常高,。如何有效快速的測試nRF5的功耗，尤其是BLE各種應(yīng)用場景下的功耗,，就顯得尤為重要,。Nordic提供了一個在線的理論功耗計算工具：https://devzone./power/，你只需輸入你的藍(lán)牙應(yīng)用場景,，該在線工具就可以自動算出這種場景下nRF5芯片的功耗大概為多少,，網(wǎng)頁截圖如下所示：
該工具的使用說明請參考：https://devzone./b/blog/posts/nrf52-online-power-profiler。 除了這個在線的理論功耗計算工具,，Nordic還提供了一塊電流測試板：PPK（Power Profiler Kit）,，PPK可以用來實時測試用戶板的VDD功耗，就像專業(yè)的電源測試工具或者示波器一樣,，PPK購買鏈接為：https://www./About-us/BuyOnline?search_token=nRF6707,， 使用說明請參考：https://www./Software-and-Tools/Development-Kits/Power-Profiler-Kit/Download#infotabs。 如果對BLE功耗測試原理感興趣的話,，可以參考如下兩篇貼子：https://devzone./tutorials/b/hardware-and-layout/posts/current-measurement-guide-introduction和https://devzone./tutorials/b/hardware-and-layout/posts/nrf51-current-consumption-guide 一般來說,，測試BLE功耗時，nRF5可以下載HRS程序（關(guān)掉UART日志功能）或者power profiling程序,，這2個程序都可以準(zhǔn)確反應(yīng)nRF5芯片的藍(lán)牙功耗情況,。Power profiling程序放在SDK目錄：<InstallFolder>\examples\ble_peripheral\ble_app_pwr_profiling，測試說明見：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fble_sdk_app_pwr_mgmt.html&cp=5_1_4_2_2_20,。HRS程序放在SDK目錄：<InstallFolder>\examples\ble_peripheral\ble_app_hrs,，測試說明見：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fble_sdk_app_hrs.html&cp=5_1_4_2_2_13。 10. 第10步：勘誤表自查 勘誤表（Errata或者PAN）內(nèi)容一般都是關(guān)于軟件開發(fā)注意事項的,，軟件出問題的時候或者正式量產(chǎn)之前，建議自查一下勘誤表,，以防踩到“坑”,。請注意，雖然勘誤表里面的條目很多,，但真正跟你有關(guān)系的其實很少,，原因有二：一勘誤表里面的workaround已經(jīng)集成到SDK里面，二錯誤出現(xiàn)的條件非常極端,，你的應(yīng)用不會有這種情況,，所以不要被勘誤表長長的列表給嚇倒了。如果你使用的是最新版本的SDK和最新版本的芯片,，一般而言,，勘誤表跟你無關(guān)，但如果你使用的是老版本SDK或者老版本芯片,，那么就一定要自查勘誤表了,。
11. 第11步（可選）：認(rèn)證 根據(jù)產(chǎn)品需要,，你可以去做BQB認(rèn)證，SRRC認(rèn)證,，F(xiàn)CC認(rèn)證,，ETSI認(rèn)證，環(huán)保測試等,。Nordic產(chǎn)品本身已經(jīng)通過了上述所有測試和認(rèn)證,，對用戶來說，這些認(rèn)證工作,，更多的是一些文檔工作,。一般來說，推薦用戶去選擇一家專業(yè)的實驗室或者第三方機(jī)構(gòu)去做這些認(rèn)證,，這樣可以保證通過而且不耽誤項目進(jìn)度,。 Nordic提供了兩套射頻測試固件，一套是DTM測試代碼,，符合藍(lán)牙DTM標(biāo)準(zhǔn),，位于目錄：SDK安裝目錄\examples\dtm\direct_test_mode，具體說明請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fble_sdk_app_dtm_serial.html&cp=5_1_4_5,；一套是Radio test測試代碼,，用于直接測試各個射頻通道物理性能，比如頻偏等,，位于目錄：SDK安裝目錄\examples\peripheral\radio_test,，具體說明請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v15.3.0%2Fnrf_radio_test_example.html&cp=5_1_4_6_29。BQB認(rèn)證或者SRRC認(rèn)證,，一般推薦使用DTM代碼,。另外如果你需要測試2.4G丟包率，也推薦使用DTM代碼,，這個在量產(chǎn)測試的時候非常有用,。當(dāng)然，SRRC認(rèn)證也可以使用radio test代碼,，radio test代碼除了可以測試藍(lán)牙和2.4G,，還可以用來測試802.15.4的物理層，比較適合用來進(jìn)行定頻測試以及頻偏測試等,。 BQB認(rèn)證分終端產(chǎn)品和底層component兩種認(rèn)證,，做終端產(chǎn)品認(rèn)證需要用到component認(rèn)證證書，即QDID,，大家可以到如下的藍(lán)牙聯(lián)盟官網(wǎng)查詢Nordic所有認(rèn)證產(chǎn)品的 QDID：https://launchstudio./Listings/Search,，在搜索框輸入“Nordic Semiconductor”，即可搜出Nordic所有QDID,。
除了上述認(rèn)證,，Nordic還提供如下報告：
12. 第12步：搭建量產(chǎn)燒寫環(huán)境 Nordic不提供量產(chǎn)燒寫器,，不過有很多第三方機(jī)構(gòu)，比如希爾特,，以及Nordic代理商都有相關(guān)量產(chǎn)用的燒寫工具,。其實，支持SWD接口的Jlink燒寫器都可以用來燒寫Nordic產(chǎn)品（淘寶上有很多）,。雖然Nordic不提供量產(chǎn)燒寫器,，但是Nordic提供了一個量產(chǎn)燒寫軟件nrfjprog，而且nrfjprog有可執(zhí)行文件,，DLL庫,，Python接口等多種存在形式，同時支持Windows,，Linux和Mac系統(tǒng),。nrfjprog的可執(zhí)行文件和動態(tài)庫在安裝nRF5x Command Line Tools時就會自動安裝好，可執(zhí)行文件nrfjprog放置在如下目錄：
在Windows環(huán)境變量中添加上述目錄后,，在CMD中輸入nrfjprog,，你將會看到：
可執(zhí)行文件的nrfjprog的使用說明請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fug_nrf5x_cltools%2FUG%2Fcltools%2Fnrf5x_nrfjprogexe.html&cp=6_1_3。 如果你想基于nrfjprog DLL來開發(fā)自己的量產(chǎn)燒寫工具,，請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fug_nrf5x_cltools%2FUG%2Fcltools%2Fnrf5x_nrfjprogdll.html&cp=6_1_4,。 現(xiàn)在Python非常流行，如果你想開發(fā)Python版的量產(chǎn)燒寫工具,，nrfjprog也提供了相關(guān)庫：pynrfjprog,，相關(guān)使用說明請參考：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fug_pynrfjprog%2FUG%2Fpynrfjprog%2Fpynrfjprog_lpage.html&cp=6_2。 如果你不想使用nrfjprog,，而想使用標(biāo)準(zhǔn)的SWD指令去直接操作nRF5芯片,，那么請參考white pager 027：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fnwp_027%2FWP%2Fnwp_027%2Fintro.html&cp=12_4。 方法多種多樣,，選擇適合你的就好。 13. 第13步：搭建生產(chǎn)測試環(huán)境 一般來說,，有2種生產(chǎn)測試方法：一是使用昂貴的專業(yè)設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)測試,，比如Litepoint，Anritsu等,，二是使用Nordic的nRF51/52 DK作為gold sample去測試DUT,，成本低廉效果也不錯。具體請參考Nordic application note 034：https://infocenter./index.jsp?topic=%2Fstruct_appnotes%2Fstruct%2Fappnotes_nan34.html&cp=11_3 14. 第14步：小批量試生產(chǎn) 重點(diǎn)觀察產(chǎn)品一致性,，良率和產(chǎn)能,。 15. 第15步：大批量生產(chǎn) 產(chǎn)品上市,！
上面更多的是站在一個硬件工程師角度去評估，選型和開發(fā)一個產(chǎn)品,，除此之外,，軟件選型也是非常重要的。軟件開發(fā)的便捷性將直接影響產(chǎn)品的上市時間,，SDK的穩(wěn)定性和可維護(hù)性將直接影響后期人力資源的再投入,，對很多公司來說，“軟”投入已經(jīng)大大超過“硬”投入了,，所以軟件選型也變得越來越重要了,。很多人都覺得Nordic產(chǎn)品的功耗做得非常低，很了不起,，不過個人感覺,，Nordic真正的殺手锏優(yōu)勢不是低功耗，而是其提供的SDK開發(fā)起來非常方便,，運(yùn)行也非常穩(wěn)定,，開發(fā)者不需要把自己的精力花在幫Nordic找bug和解bug上，而只需專注在自己的業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)上,。關(guān)于Nordic SDK開發(fā)環(huán)境搭建,，請參考： Nordic nRF51/nRF52開發(fā)環(huán)境搭建 |
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