当BLE遇到MEMS——器件选型

1万 · 2020-12-11 16:20

这次来介绍下BLE和MEMS的选型，常说选择比努力更重要，在器件选型上也是这样的。

BLE

先上我的开发板靓照

主要参数的对比如下

表中参数简要介绍

内核Cortex-M0和Cortex-M4F，两者都是Cortex系列内核，M0低功耗，整数运算：0.9DMIPS/MHz。M4高性能，整数运算：1.25DMIPS/MHz，此外还带有一个F，表示支持浮点运算，这个相同频率下处理单精度浮点数能够有近10倍的速度差距。

运行频率就是芯片处理最简单的指令的速度。

空中数据速率（air data rates），这个是指的数据在空中传播是速率，不是指的传输速度，单个数据包或许可以用这个空中数据速率来表示，但传输速度的瓶颈在连接间隔（conection interval）,连接间隔可以设置为7.5ms到4s，每个时间间隔最多可以有6个数据包发送。

IO指可以用的功能引脚，NRF芯片的32个引脚是可以任意定义功能的，也就是说可以随便接外设。BlueNRG芯片的15个引脚功能是有三套配置方案，这个不像STM32一样每个引脚都可以在几个可供选择的功能里面选。

SPI功能，NRF只支持4线的SPI（有的也叫做3线SPI，一个时钟线，两个数据线），BlueNRG支持4线的也支持3线的SPI（有的也叫做2线SPI，一个时钟线，一根半双工的数据线）。

PWM功能，NRF51822是没有这样的功能模块的，不过由于其具有PPI功能，最多可以弄出4通道的PWM出来。NRF52832是直接支持SPI的，BlueNRG在引脚模式1和3中有两个引脚可以用来产生PWM波形。

DMA功能，NRF51822不支持DMA传输，NRF52832使用的是EasyDMA技术，其实和DMA作用一样。BlueNRG支持DMA。

待机功耗就是芯片最低耗能模式下产生的电流，类似于静态电流。NRF的最低功耗模式叫做System Off，进入该模式可以用外部多种方式唤醒，外部引脚、ADC、NFC等。BlueNRG-1最低功耗模式叫做STANDBY，可以使用外部特定的引脚来唤醒。

连接间隔，英文叫connection interval。BLE每次发送接收都是一次连接，也就是说一个连接后至少需要该连接间隔后才能再次连接。

NRF有一个特色功能叫做PPI(Programmable Peripheral Interconnect)，可以实现不同的外设之间通过tasks和events进行自主互动,而不需要用到CPU。

配套软件

如果说硬件是躯壳，而里面的配套软件则是灵魂了。我认为躯壳够用了行了，灵魂才至关重要。

蓝牙协议栈：

NRF的蓝牙协议栈多种多样，可以更具不同需要进行选择，例如有的只支持BLE4，有的可以支持BLE5，有的支持ANT，有的特别不占内存。

BlueNRG的蓝牙协议栈可以升级，但是不可以随意更改。

APP开发：

NRF有PC，IOS，Android版的“NRFconnect”软件，其中PC版不开源。

BlueNRG有IOS，Android版的“ST Blue MS”软件，都开源。

程序烧录：

NRF有“nRFgo Studio”软件，可以用来烧录，代码可以用nrfjprog烧录。

BlueNRG有“BlueNRF-1 Flasher”软件可以用来烧录，“BlueNRF-1Navigator”可以用来方便的查看例程效果。

社区：

NRF有个非常强大的社区，几乎所有的问题都能在上面找到答案。

BlueNRG着实是没有找到这样规模的社区论坛。

从上面的对比来看，NRF52832无论是在性能还是在功耗上都是最好的，当然ST公司也有M4F和M0双内核的芯片STM32WB，TI也有非常多的芯片，没有玩过不做评论。

MEMS

MEMS我玩过的有：MPU6050，LSM6DS3 ，LSM6DSL，6050太过古老，这里用invensence公司新出的ICM20600做对比， MEMS可以直接对比参数，主要参数对比如下：

从参数上来看，在陀螺仪加速度的性能参数上，invensence与ST各有长处，但是在低功耗与特色功能上ST要更优。