Nordic nRF51/nRF52开发流程说明

时间:2021-08-14 15:41:05

Nordic nRF51系列包括nRF51822/nRF51422/nRF51802等芯片,nRF52系列包括nRF52832/nRF52840/nRF52810等芯片,硬件工程师可以按照如下流程去评估和开发nRF51/52应用解决方案(虽然本文更多的是站在硬件工程师角度来阐述,但是很多章节对软件开发者也是适用的)

  1. 第1步:选型评估。这个主要通过查阅nRF51/52 spec来实现的。nRF52只有一份spec,spec包含了芯片外设模块功能概述,电气特性参数,应用参考电路,封装和订购信息等内容,nRF52 spec每一个外设模块章节前面是其功能概述,最后一节则是电气特性参数展示。nRF51参考手册和 spec是分开的,其中参考手册主要描述各外设模块的功能及原理,spec则用来描述电气特性参数,应用参考电路,封装和订购信息等。
  2. 第2步:申请nRF51/52开发板(Development Kit,DK)。Nordic绝大多数例子都是在nRF51/52开发板上开发和测试的,手上有nRF51/52开发板将大大方便软件工程师的开发。nRF51/52开发板也可以作为参考板来排查用户板问题。在生产测试的时候,nRF51/52开发板还可以作为gold sample去测试用户板的射频性能是否合格。最后,nRF51/52开发板还带一块正版Jlink芯片,也就是说nRF51/52开发板本身就是一个Jlink烧写器,不仅可以用来烧写板子上的nRF51/52芯片,还可以用来烧写其他用户板上的Jlink芯片。一个正版Jlink烧写器在淘宝上售价为1000人民币左右,而Nordic nRF51/52开发板官方售价才39美金,正可谓“价格厚道,感动人心”。(PS:如果你拿到Nordic nRF51/52官方DK的话,你会发现Nordic DK做工是业界最好的,没有之一!)
  3. 第3步:电路设计。推荐按照nRF51/52参考电路来设计自己的电路,当然你也可以按照nRF51/52 DK(开发板)来设计自己的电路。这两种参考电路是等价的,而且都提供了完整的BOM表,原理图以及layout,供大家参考。
  4. 第4步:蓝牙射频性能调试。蓝牙射频性能最关键的三个影响因子:匹配电路调试,天线设计调试以及晶振选择,Nordic都有相应的指导文件。
    1. 匹配电路调试:http://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.whitepapers%2Fdita%2Fwhitepapers%2Fpdflinks%2Fnwp_013.html
    2. 天线设计:http://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.whitepapers%2Fdita%2Fwhitepapers%2Fpdflinks%2Fnwp_017.html
    3. 晶振选择:http://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.whitepapers%2Fdita%2Fwhitepapers%2Fpdflinks%2Fnwp_015.html&cp=11_11
  5. 第5步:电路图和layout review。Nordic或其代理商免费提供原理图和layout review服务,我们可以将原理图和layout提交到Nordic Devzone进行审核,一般1到2个工作日,Nordic工程师就能给予答复。电路图提交流程请参考文章(第3节:Nordic Devzone):Nordic官网/Infocenter/Devzone/Github简介。Devzone提交电路图review的界面是长下面这个样子的:Nordic nRF51/nRF52开发流程说明
  6. 第6步:打板。如何贴片,Nordic也有相应的指导文件,目前Nordic芯片只有QFN,WLCSP和aQFN三种封装,相关贴片指导说明如下所示:
  7. 第7步:RF测试。如果自己有专门的BLE测试设备,那么你可以自己来测试板子RF性能。如果你没有BLE测试设备,也没有关系,Nordic或其代理商免费提供BLE测试服务。只要把板子寄给Nordic代理商实验室,或者Nordic实验室,或者第三方实验室,比如R&S实验室,他们就能帮你完成BLE性能和符合性测试。你可以根据实验测试结果对板子进行二次整改。
  8. 第8步:功耗测试。功耗测试可以参考如下链接:
  9. 第9步:勘误表自查。勘误表内容一般都是关于软件开发注意事项的,但不排除某些条目也跟硬件设计有关,所以正式定版之前建议自查一下勘误表,以防踩到“坑”
  10. 第10步(可选):认证。根据产品需要,你可以去做BQB认证,SRRC认证,FCC认证,ETSI认证,环保测试等。像BQB认证,Nordic产品本身已经取得了相应QDID,你的认证是可以复用Nordic QDID的。
  11. 第11步:搭建量产烧写环境。Nordic不提供量产烧写器,不过Nordic代理商或者淘宝网(推荐希尔特的编程器)都有相关量产用的烧写工具。其实,支持SWD接口的Jlink烧写器都可以用来烧写Nordic产品。虽然Nordic不提供量产烧写器,但是Nordic提供了一个量产烧写软件nrfjprog,nrfjprog有可执行文件,DLL库,Python接口等多种形式。
  12. 第12步:搭建生产测试环境。一般来说,有2种生产测试方法:一是使用昂贵的专业设备来进行生产测试,比如Litepoint,Anritsu等,二是使用Nordic的nRF51/52 DK作为gold sample去测试DUT,成本低廉效果也不错。具体请参考Nordic application note:http://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.appnotes%2Fdita%2Fappnotes%2Fpdflinks%2Fnan_34.html&cp=10_3(注:生产测试使用的固件还是前面提到的DTM固件!)
  13. 第13步:小批量试生产。重点观察产品一致性,良率和产能。
  14. 第14步:大批量生产。产品上市!