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BLE中的低功耗王者——DA14580DEVKT-B评估板评测

发布时间:2016-06-14
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BLE中的低功耗王者——DA14580DEVKT-B评估板评测

发布时间:2016-06-14
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随着低功耗蓝牙技术的发展,各种简单、有趣的智能产品层出不穷,如防丢器、可穿戴计步手环、蓝牙智能灯泡等,这些应用方案虽然看似简单,但在实际商品化的时候,不同的用户因为不同的使用习惯致使产品暴露出可能存在的隐性缺陷,如蓝牙通信质量差、功耗大等问题,综合目前市面上低功耗蓝牙设备的痛点,通信质量、低功耗依旧是低功耗蓝牙解决方案的两个关键点,今天爱板网就为大家介绍一款超低功耗蓝牙开发套件,这也是国内销量第一的小米手环一代使用的低功耗蓝牙通信方案——基于Dialog DA14580的DA14580DEVKT-B开发套件。

其实第一次知道Dialog是在传出收购Atmel的时候,那时真正去了解这个公司,发现它主要是做电源方面的,为全球各大知名的厂商(苹果、三星等)都提供解决方案,因此,作为在低功耗蓝牙的解决方案上,本着“望文生义”的想法,Dialog在蓝牙的低功耗技术上也该具有更大的优势,事实也确实如此,从各方反馈的数据来看,DA14580低功耗蓝牙方案的功耗基本是我们平时接触的低功耗蓝牙方案功耗的二分之一,非常牛逼。笔者在实际拿到这款心仪已久的DA14580DEVKT-B评估板前也经历了一波三折,中途还被海关扣了,真有点好事多磨的意味,废话不多说了,我们重点来看下这个套件。

DA14580DEVKT-131

DA14580DEVKT-B评估板整个包装盒很大,原以为板卡也会很大,会有很多的板载资源,结果却出人意外,板卡很小,可以称作精致,也没多少配件,与这么大一个包装盒实在有些不符。就好像给人很大的预期,但结果却相对失望,从细节上来说,这不该是一个产品所应该具备的属性。

DA14580DEVKT-14

包装盒内的配件包括了:

  • 一块DA14580DEVKT-B评估板
  • 一根miniUSB线缆
  • 一颗3.3V的纽扣电池

值得一提的是,额外配备的3.3V纽扣电池算是业内良心,很多开发板也都具备纽扣电池供电座,但不一定会标配电池,这点Dialog做的不错,当然也可能是对自身解决方案的低功耗特性自信。仔细看下来,DA14580DEVKT-B虽然没多少板载资源,但是板载众多跳帽连接,对于初学者来说,搞清楚这些跳帽的作用是熟悉开发板卡的第一步。

DA14580DEVKT-19

具体跳帽的作用与板载资源分布如下图所示

DA14580DEVKT-17

板卡的背面就一个纽扣电池座。

DA14580DEVKT-18

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仔细观察电路的话你会发现DA14580的集成度非常强大,外部仅需零散的几个部件就可组成一个低功耗蓝牙的解决方案,实在有些夸张,对于硬件电路不是很在行的工程师几乎都没什么难度,并且我们可以看到,板载的DA14580芯片的IO管脚都经过扩展座引出,方便后期工程师基于原型板直接开发。

DA14580DEVKT-20

其实,刚接触DA14580DEVKT-B板卡的时候很多工程师会误以为DA14580的低功耗蓝牙方案很复杂,其实不然,很多人都是被蓝牙低功耗方案旁边的升压电路给误导了,这也是比较让人好奇的地方,为什么板载一个升压电路?

要了解清楚这个问题,还是要从板载的这颗DA14580 SoC说起。

DA14580DEVKT-22

DA14580特性如下:

  • 16MHZ 32-bit ARM CORTEX-M0处理器,支持TUMB指令,支持SWD调试
  • 32KB OTP----用户程序
  • 84KB ROM---BLE协议栈和BOOTLOADER
  • 42KB SYSTEM RAM---用户程序运行区域,临时数据存放区域
  • 8KB RETENTION RAM---极低漏电流的RAM,用以深度休眠模式下的临时数据存储
  • WLCSP QFN40 QFN48三种封装,其中WLCSP 34 PIN封装为业界最小
  • TX: 3.4 mA, RX: 3.7 mA为业界最低
  • 片内自带BALUN,单IO RF输出,单端输出,可以直接接天线,大大降低射频开发难度
  • 内部集成高性能DC-DC模块,可以升压也可以降压,最低工作电压低至0.9V
  • BOM成本低,外围元件极少,最低可少至7个元件

DA14580是一颗的单芯片低功耗蓝牙SoC,除了集成了一个ARM Cortex-M0处理器、DC-DC模块、Balun等电路模块,其中比较特别的是集成了一块用于一次性烧录用户程序的的OTP存储器,而这块存储器的烧录电压Vpp从芯片规格书上可以查到,典型值为6.7V,如下图所示,这也为何我们能在DA14580DEVKT-B评估板板卡上看到一个6.8V的升压电路。

在设计低功耗蓝牙应用的时候,用户程序应用小于32KB的时候,我们使用一次性的OTP存储器作为出厂产品的用户程序烧录还是非常方便了,也省去了外接Flash的空间布局以及成本。

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对于DA14580这颗SoC最值得骄傲的莫过于其低功耗特性,除了最低能在0.9V电压的条件下工作外,DA14580的3.4mA TX以及3.7mA RX 低功耗特性可以说是傲视群雄,尤其在针对可穿戴设备产品的时候,只作为数据传输,也不需要远距离传输,超低的功耗+2.5mm*2.5mm超小型封装的DA14580简直就是无出其右。再来看一下市面上一些主流的低功耗蓝牙产品对比你会对DA14580的印象更深刻一些。

当然,DA14580只是Dialog DA1458X系列中的其中一款,其产品线还包括针对 A4WP 无线充电和 HCI 应用的优化版 DA14581、集成语音和手势的蓝牙智能遥控解决方案 DA14582以及最低的功耗,最高的灵活度的Flash版本 DA14583(集成1Mb Flash),有兴趣的工程师可以查看下面的表格作为选型参考。

DA14580DEVKT-B开发环境

了解了DA14580DEVKT-B评估板的硬件情况,我们再来看下它的开发环境又是如何?

Dialog没有自家的IDE工具,所以开发环境还是要借助于第三方的IDE工具,官方推荐使用Keil,官方也为工程师提供了针对Keil IDE工具的软件包,另外,Dialog也有自家的工具,如SmartSnippets Toolbox以及Connection Manager,一个是蓝牙软件平台的分析工具,另一个是我们熟悉的串口工具,这两个工具都可以在Dialog官网下载。不过,让笔者不得不吐槽的地方是Dialog的生态圈有点封闭,网站注册需要官方的确认,第一次下载SDK也需要官方确认,对于有急躁症的工程师来说有点无法忍受。

官方提供的SDK中包括了一些常用的例程资源,有关于BLE demo、外设控制的demo等,对于初学者来说,资料并不算丰富,也没有系统性的使用指导文件参考。下面通过简单的使用来演示下如何验证程序,在官方提供的SDK例程中选择一个常见的blinkly例程。

通过Keil IDE工具打开,5.0或者4.0以上的都有对应的项目。

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编译的时候需要勾选下生成.hex文件,用于后续通过smart snippets工具实现下载

通过板载的调试器可以实现JTAG的调试

通过keil工具的话无法直接下载,只能在调试阶段暂时存放于SRAM,如上图所示的那样,我们下面再来通过Dialog官方自家的工具实现下载验证,打开smart snippets工具。

选择booter功能(smart snippets工具的其中一项功能),

选择编译生成的.hex文件,通过串口下载,下载成功后我们就能看到开发板的LED闪烁,需要注意的是连接LED的J9跳帽需要闭合。

DA14580DEVKT-34

这种通过串口方式的下载方式同样是写入SRAM,掉电后程序还是会消失,如果想写入板载的SPI FLASH,那需要重写配置跳帽(如下图所示),连接SPI接口。

DA14580DEVKT-40

此时再通过smart snippets工具实现烧录。

烧录成功后即使断电用户程序也不会消失。

Dialog公司的Smart Snippets是一款综合的分析、下载、配置工具,除了基本的串口监测、下载功能,还有功耗分析等功能,而且配合官方提供的SDK以及第三方的开发IDE keil,可以较为快速的学习开发基于DA14580的低功耗蓝牙评估板,可能初上手有些不适应,但是一旦熟悉后,还是蛮方便的,当然,最重要的是DA14580是不是你的菜,如果你正好需要这么一颗超低功耗+超小型封装的低功耗蓝牙SoC解决方案,还不赶紧试试。

另外,对于低功耗蓝牙应用的开发,当然少不了移动端的开发,Dialog官方也提供相应的APP适配开发板,包括了ios以及安卓系统,DSPS、SmartTag、SmartDice等。

当然,使用移动端APP与开发板交互的时候要保证DA14580DEVKT-B下载了包含BLE通信的Demo,这些在官方提供的SDK中可以找到,本文就不再一一重复了,以下是通过手机APP DSPS与开发板互联界面,可以进行一些远程的控制等操作。

更多的开发文档,可以访问Dialog官网获取(需注册)。

小结

介绍了业界功耗最低、封装最小的单芯片低功耗蓝牙Soc DA14580开发平台DA14580DEVKT-B,板载编程器,可以方便的实现J-LINK调试;开发板引出所有扩展IO口,方便工程师进行原型开发;另外板卡也搭载了一颗SPI FLASH以及为DA14580芯片的OTP储存设计了一个升压电路,方便用户体验DA14580 OTP编程以及通过外部SPI Flash体验不同的开发应用。

说了优点,也该说说开发板的不足之处,众所周知,目前低功耗蓝牙和传感器的组合可以说是一对好基友,然而DA14580DEVKT-B板卡没有搭载任何传感器;而且在实际应用中,没有一套完整的开发系统工具,很多时候是需要在第三方的keil与自家的smart snippets工具之间相互切换,有些麻烦,尤其在实现不同的下载方式还需要在板卡上切换不同的跳帽,对于初学者来说不是太顺手。但是,终究是瑕不掩瑜,Dialog的DA1458x系列低功耗蓝牙SoC无异于是目前追求精致美观、低功耗可穿戴设备应用的绝佳解决方案,其实,这事也算是显而易见的,大家看小米手环二代依旧采用Dialog的DA1458x系列的低功耗蓝牙单芯片解决方案就该知道了。

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讨论 (1)

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像疯子一样精神错乱 ·  2016-06-16
幸得安然 ·  2016-06-16

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