自从蓝牙4.0中引入低功耗蓝牙以来,蓝牙5 是蓝牙标准中最重大的进步。它正在将Bluetooth LE提升到一个新的水平,并使全新的用例成为可能,并改善现有用例。
蓝牙5 有四个重要的新功能:
(1)2 Mbps的更高比特率。
(2)在500 kbps和125 kbps的两个新的较低比特率下,具有更高灵敏度的远程模式。
(3)通过广告扩展,广播功能提高了8倍。
(4)改进的信道选择算法(CSA#2),可提高与其他蓝牙和非蓝牙流量的信道协调性和共存效率。
蓝牙5在物理(PHY)层上为蓝牙无线电操作带来了重大变化。现在有两种比特率可用:2 Mbps,1 Mbps,500 kbps和125 kbps。2 Mbps显然提供了更高的吞吐量可能性。为什么有些人会问为什么要提供较低的500 kbps和125 kbps比特率。这样做的原因是,在这些较低的比特率下,并且使用前向纠错(FEC)进行了相关的LE编码处理,可以更轻松地检索周围噪声中的数据传输。简而言之,灵敏度提高了,特别是提高了约12 dB。
以RF术语来说,链路预算中6 dB的改善是理论范围的两倍,因此12 dB的改善将范围可能性提高了四倍。可以通过增加输出功率来改善链路预算,但是至关重要的是,蓝牙5的长距离改进并不依赖于提高的输出功率,这意味着无需增加峰值输出功率就可以实现多达四倍的范围。当选择500 kbps或125 kbps模式时,吞吐能力确实会降低,但是对于许多蓝牙LE应用(相对简单的感应和驱动应用)而言,降低的吞吐率是完全足够的。
该nRF52系列多协议的SoC是高性能的支持蓝牙5. nRF52840支持蓝牙5的所有新功能,而其他成员支持所有蓝牙5个特性与长距离模式除外。nRF52系列设备系列涵盖了从通用到高度复杂的Bluetooth 5设备的基线。该系列中的所有设备均由合格的高性能生产级软件堆栈支持。它们在一起提供了无与伦比的开发选项,可用于创建带有蓝牙5的产品。
Nordic |
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多协议 |
蓝牙5 |
蓝牙5.1 |
蓝牙5 |
蓝牙5.1 |
蓝牙5 |
蓝牙网状 |
802.15.4 |
蓝牙网状 |
蓝牙网状 |
蓝牙网状 |
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ANT |
ANT |
ANT |
ANT |
ANT |
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2.4 GHz专有 |
2.4 GHz专有 |
2.4 GHz专有 |
线程 |
线程 |
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Zigbee |
ZigBee |
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2.4 GHz专有 |
2.4 GHz专有 |
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空中数据传输率 |
2 Mbps |
2 Mbps |
2 Mbps |
2 Mbps |
2 Mbps |
1 Mbps |
1 Mbps |
1 Mbps |
1 Mbps |
1 Mbps |
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发射功率 |
+4 dBm |
+4 dBm |
+4 dBm |
+8 dBm的 |
+8 dBm的 |
2 Mbps BLE灵敏度 |
-93 dBm的 |
-93 dBm的 |
-93 dBm的 |
-92 dBm的 |
-92 dBm的 |
1. nRF52832 特点
1.1 超低功耗的无线 SoC:
(1)多协议:支持 BLE、私有 2.4G、ANT 和NFC。私有 2.4G 兼容Nordic 的NRF24lxx系列无线芯片。
(2)片内集成Balun:进一步减少了外部元件,降低了设计难度。
(3)接收灵敏度:BLE 模式下-96 dBm,发射功率: (-20 ~ +4)dBm 可通过软件设置, 步进 4 dB。
(4)超低功耗:TX (0 dBm)-5.3 mA , RX - 5.4 mA。
1.2 Cortex-M4F 内核:
(1)32 位处理器,64MHz。
(2)强大的运算能力和浮点运算能力。
(3)支持 SWD 调试。
1.3超大的内存(两种内存配置):
(1)xxAA:片内 Flash 512K 字节,400KB 的 Flash 可以用于应用程序,片内 RAM 64K字节。
(2)xxAB:片内 Flash 256K 字节,超过 100KB 的 Flash 可以用于应用程序,片内 RAM 32K 字节。
1.4灵活的电源管理:
(1)工作电源范围:1.7 V–3.6 V。
(2)片内 LDO 和DC/DC 整流。
(3)0.3 μA:OFF 模式 。
0.7 μA: OFF 模式 ,64KB RAM 数据保持。
1.9 μA:ON 模式, RAM 数据不保持,RTC 唤醒。
1.5 丰富的外设:
(1)多达 32 个GPIO。
(2)片内集成温度传感器。
(3)3 个 4 通道PWM,带 EasyDMA。
(4)数字麦克风PDM。
(5)5 个 32 位Timer,具备计数功能。
(6)64 级比较器。
(7)15 级低功耗比较器 (LPCOMP) ,可从System OFF 模式下唤醒。
(8)12 位,200 ksps ADC,8 个可配置通道。
(9)3 个 SPI,带 EasyDMA。
(10)2 个 I2C。
(11)一个 I2S,带 EasyDMA。
(12)一个UART,带EasyDMA。
(13)正交译码器 QDEC。
(14)3 个RTC。
(15)AES 硬件加密处理器。
(16)可编程外设互联PPI。
(17)IO *映射。
1.6两种封装:
QFN48,6 × 6 mm。
WLCSP,3.0 × 3.2 mm。
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