Nordic Semiconductor nRF52840 2,4-GHz-Multiprotokoll-SoC

Das Nordic Semiconductor nRF52840 Multiprotokoll-SoC ist eine hochflexible Einzelchip-Lösung mit extrem geringem Stromverbrauch, die sich hervorragend für drahtlose Applikationen mit kurzer Reichweite eignet. Der integrierte 2,4GHz-Transceiver unterstützt Bluetooth^® 5 / Bluetooth Low Energy (BLE), 802.15.4 / Thread, ANT/ANT+ und proprietäre 2,4-GHz-Protokolle. Es ist mit den bestehenden Produkten der nRF52-Baureihe, nRF51-Baureihe und nRF24-Baureihe von Nordic Semiconductor On-Air-kompatibel. Die dynamische Multiprotokollfunktion des nRF52840 ermöglicht eine gleichzeitige Bluetooth-5- und Thread-Drahtlos-Konnektivität. Das dynamische, Multiprotokoll stellt sicher, dass die Betriebszeit der Funkgerät-Hardware zwischen den Protokollen geteilt wird, so dass beide verbunden bleiben. Das Senden und Empfangen von Daten mit einem Protokoll hat bei gleichzeitigem Support keine Auswirkungen auf den anderen Link.

Das nRF52840-SoC basiert auf einem ARM^® Cortex^™-M4F-32-Bit-64MHz-CPU mit 1 MB Flash und 256 KB RAM-on-Chip. Diese CPU-Konfiguration unterstützt HW-beschleunigte Fließkommaeinheit-Berechnungen (FPU) mit DSP-Anweisungen, Einzelzyklus-Vervielfältigung und -Akkumulation sowie Hardware-Teilungen für eine energieeffiziente Verarbeitung von komplizierten Aufgaben.

Das nRF52840-SoC setzt ein Leistungs- und Ressourcenmanagement zur Maximierung der Energieeffizienz und der Batterielaufzeit von Applikationen ein. Der Versorgungsbereich zwischen 1,7 V und 5,5 V unterstützt Primär- und Sekundärzellen-Batterietechnologien und eine direkte USB-Versorgung, ohne dass externe Regler erforderlich sind. Alle Peripheriegeräte haben ein unabhängiges und automatisiertes Takt- und Energiemanagement, um sicherzustellen, dass diese abgeschaltet werden, wenn sie nicht für die Durchführung von Aufgaben erforderlich sind. Dadurch kann der Stromverbrauch auf einem Minimum gehalten werden, ohne dass die Applikation komplizierte Energiemanagementsysteme implementieren und testen muss. Das nRF52840 verfügt über ein umfassendes System für die automatisierten und adaptiven Energiemanagementfunktionen. Diese Merkmale sind in alle Aspekte des Gerätebetriebs integriert, von Netzteilschaltungen zur Peripherie-Bus-/EasyDMA-Speicherverwaltung bis hin zur automatischen Abschaltung von allen Peripheriegeräten, außer denjenigen, die für die Durchführung einer Aufgabe absolut notwendig sind.

Die erstklassige Sicherheit wird durch die On-Chip-ARM-TrustZone^® CryptoCell bereitgestellt. Ein Vollgeschwindigkeits-USB-2.0-Controller (12 MBit/s) ist ebenfalls auf dem Chip enthalten. Ein große Auswahl von Peripheriegeräten stehen mit mehreren Hochleistungs-Digitalschnittstellen wie z. B. Hochgeschwindigkeits-SPI (32 MHz) und Quad-SPI (32 MHz) zur Verfügung, um eine direkte Schnittstelle zu Displays und externen Speicherquellen zu ermöglichen. Das nRF52840-SoC verfügt außerdem über ein Over-the-Air-Bauteil-Firmware-Upgrade-Support (OTA-DFU). Dies ermöglicht Feldaktualisierungen der Applikation und/oder des Protokoll-Stapels.

NFC^™-A Tag-Support ist auf dem Chip enthalten. NFC-Typ-2- und Typ-4-Tag-Emulations-Protokollstapel werden durch Nordic zur Verfügung gestellt und eröffnen eine Reihe neuer Applikationen, wie NFC-Zahlung und ein verbessertes Nutzererlebnis für bestehende BLE-Applikationen mit Out-of-Band-Paarung (OOB). Durch den Austausch von Authentifizierungs-Daten über einen NFC-Link vereinfacht die OOB-Paarung mit NFC den Prozess der Authentifizierungspaarung zwischen zwei Bluetooth-Geräten.

Das nRF52840-SoC ist in einem kompakten AQFN73-Gehäuse von 7 mm x 7 mm mit 48 verfügbaren GPIOs erhältlich.

Merkmale

Dynamischer Multiprotokoll-Transceiver
- Bluetooth 5 / Bluetooth Low Energy
- IEEE 802.15.4/Thread
- ANT/ANT+
- Proprietäre 2,4 GHz
ARM Cortex-M4-32-Bit-Prozessor mit FPU, 64 MHz
Bis zu 111 dB Link-Budget für Bluetooth-Long-Range-Modus
12Mbs-Vollgeschwindigkeits-USB-Controller
On-Chip-NFC-Tag für Out-of-Band-Kopplung (OOB)
Software-Stacks als Download verfügbar
Applikationsentwicklung unabhängig vom Protokollstapel
Programmierbare Ausgangsleistung von +8 dBm bis -20 dBm
-96 dBm Empfindlichkeit für Bluetooth Low Energy
On-Air-kompatibel mit nRF52, nRF51, nRF24
ARM-Cryptocell CC310 Verschlüsselungsbeschleuniger

Breiter Versorgungsspannungsbereich von 1,7 V bis 5,5 V
Vollständige Auswahl an Schnittstellen SPI/UART/PWM
Programmierbare Peripherieschnittstelle (PPI)
32-MHz-Hochgeschwindigkeits-SPI-Schnittstelle
32-MHz-Quad-SPI-Schnittstelle
RSSI (1 dB Auflösung)
EasyDMA für alle digitalen Schnittstellen
RAM-zugeordnetes FIFO mit EasyDMA
12-Bit/200K SPS-ADC
128-Bit-AES-ECB/CCM/EAR-Coprozessor
Einendiger Antennenausgang (On-Chip-Balun)
On-Chip-DC-DC-Abwärtswandler
Quadratur-Demodulator
Regulierte Versorgung für externe Komponenten bis zu 25 mA
AQFN73-Gehäuse von 7 mm x 7 mm

Applikationen

Fortschrittliche Wearables
- Vernetzte Uhren
- Fortschrittliche persönliche Fitnessgeräte
- Wearables mit drahtloser Zahlung
- Vernetzte Gesundheit
- Virtuelle/Erweiterte Realitäts-Applikationen

IoT
- Intelligente Heimsensoren und -Controller
- Industrielle IoT-Sensoren und -Controller
Interaktive Unterhaltungselektronik
- Fortschrittliche Fernbedienungen
- Gamecontroller