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BLE 5遇見96Boards——BLE Nitrogen評測

BLE5 96Boards Nitrogen Linux Nordic nRF52832

2022-08-03
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作者：SATURN
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[導(dǎo)讀]
雖然是一個(gè)小板子，但是受到了我們的關(guān)注，有幾個(gè)重要的點(diǎn)：1-這是一款96boards, 2-搭載了Nordic nRF52832實(shí)現(xiàn)BLE5的功能，3-使用Zephyr做為開發(fā)環(huán)境。不過BLE Nitrogen的GPIO口采用1.8V輸出，這是我們的一個(gè)黑點(diǎn)。。。

什么是96Boards?

96的意思就是32+64，即32位和64位的統(tǒng)稱，96Boards起源于Arm的Linaro開源系統(tǒng)，通過Linux操作系統(tǒng)(Linux86framework)，GCC編譯系統(tǒng)，電池管理和多媒體接口等軟件加速ARM軟件開發(fā) 。2015年推出96Boards，提供了一系列的軟件、硬件規(guī)范，旨在將不同類型的SoC統(tǒng)一在96Boards規(guī)范之下，提高開發(fā)效率，消除各SoC各自為政的狀態(tài)。

96Boards目前制定了三種類型的產(chǎn)品，即

• ConSumer Edition，面向手機(jī)、家庭數(shù)字類產(chǎn)品

• Enterprise Edition，主要面向網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器等產(chǎn)品

• IoT Edition，主要面向物聯(lián)網(wǎng)類產(chǎn)品

今天的BLE Nitrogen是IoT Edtion的一員，采用Nordic的nRF52832微控制器，64kb RAM和512kb板載閃存。易于訪問的40針低速擴(kuò)展連接器和板載天線，標(biāo)準(zhǔn)96Board IoT外形尺寸上提供各種了引出的GPIO接口。

Nitrogen開發(fā)板的尺寸大小為60x30mm，標(biāo)準(zhǔn)大小，可以參考96板IE的規(guī)格，如下

事實(shí)上，所有IE版本的96Board都要遵循這一規(guī)范，這樣，不管是什么類型的IE開發(fā)板，在外觀和接口上都是一致的。

背面的96Boards標(biāo)志，很是醒目，這個(gè)可是需要認(rèn)證的，不是想刷就能刷!

主角當(dāng)然是nRF52832，nRF52832 SoC是一款功能強(qiáng)大，高度靈活的超低功耗多協(xié)議SoC，非常適合藍(lán)牙低功耗，ANT和2.4GHz超低功耗無線應(yīng)用。nRF52832 SoC采用32位ARM®Cortex™-M4F CPU構(gòu)建，具有512kB + 64kB RAM。內(nèi)置2.4GHz收發(fā)器支持藍(lán)牙低功耗，ANT和專有的2.4 GHz協(xié)議棧。它與Nordic Semiconductor的nRF51系列，nRF24L和nRF24AP系列產(chǎn)品兼容。 nRF52832具有用于藍(lán)牙5的片上硬件支持。這包括高吞吐量和廣告擴(kuò)展。 nRF52832采用6x6mm 48引腳QFN封裝和3.0x3.2mm超緊湊晶圓級芯片級封裝(WL-CSP)。

nRF52832采用功能強(qiáng)大的Cortex-M4F處理器，工作主頻為64MHz，可在單芯片解決方案中實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜算術(shù)要求的最苛刻應(yīng)用。該IC支持DSP指令，浮點(diǎn)單元(FPU)，單周期乘法和累加，以及用于計(jì)算復(fù)雜操作的節(jié)能過程的硬件劃分。

最后一點(diǎn)特別重要，96Boards使用1.8V作為接口電壓，Nitrogen當(dāng)然也是，如果要連接常用的3.3V/5V外設(shè)的話，需要level shifter來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

Nitrogen使用時(shí)下風(fēng)頭正勁的Zephyr做為開發(fā)環(huán)境。

Zephyr項(xiàng)目是一個(gè)可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)，支持多種硬件架構(gòu)，針對資源受限的設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，并在構(gòu)建時(shí)考慮了安全性。Zephyr OS使用極小的內(nèi)核尺寸，專為資源受限的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，從簡單的嵌入式環(huán)境傳感器到復(fù)雜的智能手表和物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)均可使用。

Zephyr內(nèi)核支持多種體系結(jié)構(gòu)，包括ARM Cortex-M，Intel x86，ARC，NIOS II，Tensilica Xtensa和RISC V，以及大量的開發(fā)板，因?yàn)殚_源和良好的社區(qū)支持，目前有更多的開發(fā)板廠商正投入到Zephyr的懷抱當(dāng)中。

Zephyr的開發(fā)環(huán)境搭建需要一個(gè)Linux系統(tǒng)，無論是物理的還是虛擬的，都可以勝任。只是在虛擬環(huán)境下，有些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)不一定能支持，所以最好的選擇還是準(zhǔn)備一臺(tái)真正的Linux系統(tǒng)，本次測試使用Ubuntu 18來做為測試環(huán)境。

首先，Zephyr有自己專用的工具鏈，不過也可以使用arm-none-eabi來編譯代碼

# On Debian or Ubuntu

sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

# On Linux

unset GCCARMEMB_TOOLCHAIN_PATH

export ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT=cross-compile

export CROSS_COMPILE=/usr/bin/arm-none-eabi-

后面的代碼是配置GCC的使用環(huán)境，即使用交叉編譯模式來編譯代碼，宿主機(jī)大多都是X86。

其實(shí)需要安裝相關(guān)的依賴，如下

sudo apt-get install --no-install-recommends git cmake ninja-build gperf \

ccache doxygen dfu-util device-tree-compiler \

python3-ply python3-pip python3-setuptools python3-wheel xz-utils file \