แม้ว่าการพัฒนาของอุปกรณ์อินเตอร์เน็ตของสิ่งของ (IoT) จะก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง แต่การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ยังคงเป็นโจทย์ที่ต่อเนื่องสําหรับนักออกแบบการออกแบบอุปกรณ์ที่ผู้ใช้ IoT ช่วงแรกสามารถเชื่อมต่อได้อย่างง่ายดายในปัจจุบัน อุปกรณ์ IoT ไม่เพียงแต่ต้องการการเชื่อมต่อที่เรียบร้อยจากกล่อง แต่ยังต้องให้ความมั่นคงในการเชื่อมต่อข้ามเครือข่ายที่ไม่เหมือนกันในขณะที่ขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่สําหรับผู้ประกอบการที่ต้องการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อความกดดันจากการแข่งขัน, การสั้นเวลาในการจัดส่งจะยุ่งยากต่อการออกแบบ IoTมันกลายเป็นสิ่งสําคัญอย่างมากที่จะหาชุดพัฒนาที่รวยด้วยคุณสมบัติ ที่สามารถปรับตัวเข้ากับระบบนิเวศที่ครบวงจร สําหรับระบบไร้สายพลังงานต่ําบนชิป (SoC)ชุดการพัฒนาของชนิดนี้ที่ให้บริการโดย Nordic Semiconductor สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมด
nRF54L15 ของนอร์ดิกเป็นชุดพัฒนาที่ใช้บนบอร์ดการประเมิน nRF54L15-DK (รูป 1) ที่ออกแบบเพื่อเร่งการออกแบบ IoT โดยใช้ SoC แบบไร้สาย nRF54L ของนอร์ดิก (รวมกับ nRF54L15)ชุดการพัฒนานี้ยังสามารถจําลองอุปกรณ์ nRF54L10 และ nRF54L05นอกจากไฟล์การออกแบบฮาร์ดแวร์ที่สมบูรณ์แบบแล้ว ชุดยังรวมถึงบอร์ดวงจรที่ให้คุณกับแพลตฟอร์มการพัฒนาไร้สายที่สมบูรณ์แบบ พร้อมกับ SoC ไร้สาย nRF54L15 ของนอร์ดิก,แมมโมรี่แฟลชภายนอก 8 MB, IC การบริหารพลังงาน, และแอนเทนเนส 2.4 GHz และ Near Field Communication (NFC)
รูปที่ 1: บอร์ดการพัฒนา nRF54L15-DK รวม SoC แบบไร้สาย nRF54L15 ความจําแฟลช IC การบริหารพลังงาน และตัวเชื่อมสร้างแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่ครบวงจรที่รองรับการจัดจําหน่ายเร็วของอุปกรณ์ IoT ที่ปลอดภัยหลายโปรโตคอล. (แหล่งภาพ: นอร์ดิก เซมีคอนดักเตอร์)
นอกจากชุดของเครื่องเชื่อมปรับผิดพลาด และเครื่องเชื่อมวิเคราะห์พลังงาน บอร์ดการพัฒนานี้ยังให้คุณหลายองค์ประกอบของอินเตอร์เฟสผู้ใช้รวมถึง ไดโอเดสปล่อยแสง (LED) และปุ่มสําหรับการปฏิสัมพันธ์ด้วยมือระหว่างการแก้ไขปัญหาและการดําเนินงานของซอฟต์แวร์. สามชุดของพานเชื่อมนําไปยังพอร์ตการเข้า / การออก (GPIO) ของ SoC ที่มีวัตถุประสงค์ทั่วไป, ทําให้คุณสามารถควบคุม SoC แบบไร้สายที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะสําหรับแอปพลิเคชั่น IoT ที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มที่
โดยเฉพาะเจาะจงสําหรับแอพลิเคชั่น IoT ที่ใช้พลังงานต่ํา
nRF54L Wireless SoC Series ของนอร์ดิก เป็นหนึ่งใน SoC Bluetooth (BLE) ระดับพลังงานต่ํารุ่นที่สี่ของนอร์ดิกความแข็งแกร่งทางเทคโนโลยีของนอร์ดิกสะท้อนเต็มที่ในการผสมผสานรูปแบบและผลงานซึ่งเป็นสิ่งที่คุณต้องการเมื่อออกแบบการเชื่อมต่อหลายโปรโตคอลและการต่ออายุแบตเตอรี่โดยความแตกต่างคือขนาดของความจําที่ไม่ลุกล้า (NVM) และความจําการเข้าถึงสุ่ม (RAM), โดย nRF54L15 มีความจุที่ใหญ่ที่สุดคือ 1.5 MB และ 256 KB ตามลําดับ
สถาปัตยกรรมนี้ถูกสร้างขึ้นบนคู่ของโปรเซสเซอร์ (รูป 2) รวมถึงแกนหลัก Arm Cortex-M33 และโปรเซสเซอร์ RISC-V ที่ Nordic พัฒนาเองเมื่อโปรเซสเซอร์ Arm Cortex-M33 กําลังประมวลผลแอพลิเคชั่น, มันส่งมอบหน้าที่ที่สําคัญต่อเวลาให้แกน RISC-V, ให้การประมวลผลความช้าต่ําสําหรับ I / O, เวลาและอุปกรณ์นอกของสถาปัตยกรรม.
รูปที่ 2: เครื่อง SoC แบบไร้สาย nRF54L ผสมรวม Arm Cortex-M33 ร่วมประมวลผล RISC-V เครื่องรับสัญญาณหลายโปรโตคอล และอุปกรณ์นอกต่างๆ
สถาปัตยกรรม nRF54L กําจัดความกังวลต่อเนื่องของผู้คนเกี่ยวกับอุปกรณ์ IoT ที่มีความปลอดภัยมากขึ้น และนําการปรับปรุงความปลอดภัยหลักหลายอย่างไปใช้การเร่งเร่งการเข้ารหัส, การแก้ไขข้อผิดพลาดที่ถูกยืนยัน, การเก็บรหัสที่ปลอดภัย, และโซนบูทที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้สําหรับการกําหนดรูทความไว้วางใจรองเท้ารองเท้า, และการดําเนินการที่ปลอดภัยของแอพลิเคชั่นที่เชื่อถือได้
สําหรับการสื่อสารแบบไร้สาย โปรเซสเซอร์ Arm Cortex-M33 ผิดชอบในการจัดการการดําเนินการของ Multi-protocol wireless stackเมื่อใช้พร้อมกับโปรโตคอลหลากหลายประสิทธิภาพต่ําที่บูรณาการ 2เครื่องรับและส่งสัญญาณ.4 GHz สามารถให้ความรู้สึก 8 เดซิเบล (โดยใช้กําลังส่ง 1 มิลลิวัตต์ (dBm)) และรับ -96 dBm
การทํางานร่วมกันของทรัพยากรสเตคและฟังก์ชันฮาร์ดแวร์จะทําให้การออกแบบของคุณรองรับเทคโนโลยีการเชื่อมต่อและโปรโตคอล IoT ที่นํารุ่นต่างๆ รวมถึง Bluetooth 60, BLE, Zigbee, Thread, Matter, Amazon Sidewalk, และโปรโตคอล 2.4 GHz ที่เป็นสิทธิครอบครองด้วยความเร็วสูงถึง 4 เมกะบิตต่อวินาที (Mb/s) หากอุปกรณ์ IoT ของคุณยังต้องรองรับการอยู่ร่วมกับ Wi-Fiพรสิเซอร์ Arm Cortex-M33 จะใช้ Wi-Fi stack ของชิปคู่ Wi-Fi ของซีรีส์ Nordic nRF70ชิปนี้สามารถเชื่อมต่อกับ SoCs nRF ซีรีย์นอร์ดิกได้ง่าย เช่น ซีรีย์ nRF54L
SoC แบบไร้สาย nRF54L ตอบสนองความต้องการของ BLE Core 6.0 อย่างเต็มที่ และมีฟังก์ชัน เช่น การตรวจจับช่อง Bluetoothเทคโนโลยีการตรวจจับช่องทางสามารถบรรลุความแม่นยําที่ปฏิวัติและความสามารถในการระยะที่ปลอดภัยเพื่อตอบสนองความต้องการของรุ่นใหม่ของสัญลักษณ์อิเล็กทรอนิกส์, ล็อคประตูสมาร์ท เครื่องใช้ในบ้าน และระบบติดตามทรัพย์สิน
ทรัพยากรซอฟต์แวร์เร่งการออกแบบซอฟต์แวร์ IoT
ชุดการพัฒนา nRF54L15-DK ให้บริการแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่พร้อมสําหรับการพัฒนาอุปกรณ์บนพื้นฐานของ nRF54Lขณะที่ Nordic nRF Connect Software Development Kit (SDK) (รูป 3) ให้พื้นฐานโปรแกรมที่ครบถ้วนสําหรับการสร้างแอปพลิเคชั่นโปรแกรม IoT อย่างรวดเร็ว. SDK ให้กรอบขยายได้สําหรับการสร้างโปรแกรมต่างๆ ตั้งแต่โปรแกรมพิเศษที่ปรับปรุงให้ดีที่สุดสําหรับอุปกรณ์ที่จํากัดทรัพยากรถึงแพคเกจโปรแกรมที่สร้างขึ้นเพื่อการใช้งานที่ซับซ้อน
รูปที่ 3: SDK nRF Connect ให้บริการกับซอฟต์แวร์ที่ครบครันที่เร่งการพัฒนาของแอปพลิเคชั่น IoT ที่ซับซ้อน (แหล่งภาพ: Nordic Semiconductor)
รหัส nRF Connect SDK ผสมผสาน MCUBoot secure boot loader แหล่งเปิดกับระบบปฏิบัติการ Zephyr real-time แหล่งเปิด (RTOS)ทําให้สามารถปรับขนาดได้จากระบบจํากัดความจําถึงการตั้งค่าความจําขนาดใหญ่จากการผสมผสานเหล่านี้ แพ็คเกจซอฟต์แวร์ nrf และ nrfxlib ของนอร์ดิกให้บริการโปรโตคอลการเชื่อมต่อที่จําเป็นสําหรับ BLE, เครือข่ายเมช Bluetooth, Wi-Fi, Matter และ Thread/Zigbeeห้องสมุดมิดเดลแวร์ให้บริการไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์, แฟร์มแวร์ที่ปลอดภัย และการสนับสนุนโปรโตคอลการเชื่อมโยง รวมถึงโปรโตคอลการใช้งานจํากัด (CoAP) และการขนส่งโทรเมตรการติดต่อข้อความ (MQTT)
สถานที่เก็บ nRF Connect SDK ที่ให้บริการโดย Nordic มีตัวอย่างแอพลิเคชั่นจํานวนมาก ทําให้คุณสามารถสร้างรหัสแหล่งแอพลิเคชั่นได้อย่างรวดเร็วได้ง่ายหลังสร้างหุ้นเก็บรหัสโดยใช้ nRF Connect SDK, สถานที่นอร์ดิคทําให้คุณสามารถย้ายรหัสแหล่งไปยังแอพลิเคชั่นต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดายบนการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ โดยใช้ไฟล์การตั้งค่า (*. conf) และไฟล์ต้นอุปกรณ์ (*. conf)dts) (รูป 4).