Bien que le développement des appareils Internet des objets (IoT) progresse constamment, la connectivité entre les appareils reste un défi persistant pour les concepteurs. Il y a dix ans, concevoir des appareils auxquels les premiers utilisateurs de l’IoT pouvaient facilement se connecter représentait un défi. De nos jours, les appareils IoT nécessitent non seulement une connectivité transparente dès le départ, mais doivent également garantir une connectivité sécurisée sur des réseaux hétérogènes tout en prolongeant la durée de vie de la batterie. Pour les développeurs qui doivent répondre rapidement à la pression concurrentielle, la réduction des délais de livraison compliquera encore davantage la conception de l’IoT. Par conséquent, il devient extrêmement important de trouver un kit de développement riche en fonctionnalités, capable de s'adapter à un écosystème complet pour les systèmes de systèmes sur puce (SoC) sans fil à faible consommation. Un kit de développement de ce type fourni par Nordic Semiconductor peut répondre à toutes les exigences.
Le nRF54L15 de Nordic est un kit de développement basé sur la carte d'évaluation nRF54L15-DK (Figure 1), conçu pour accélérer la conception IoT à l'aide du SoC sans fil de la série nRF54L de Nordic (y compris le nRF54L15). Ce kit de développement peut également simuler les appareils nRF54L10 et nRF54L05. En plus des fichiers de conception matérielle complets, le kit comprend également un circuit imprimé qui vous fournit une plate-forme de développement sans fil complète équipée du SoC sans fil nRF54L15 de Nordic, d'une mémoire flash externe de 8 Mo, d'un circuit intégré de gestion de l'alimentation et d'antennes 2,4 GHz et de communication en champ proche (NFC).
Figure 1 : La carte de développement nRF54L15-DK intègre le SoC sans fil nRF54L15, la mémoire flash, le circuit intégré de gestion de l'alimentation et le connecteur, formant ainsi une plate-forme matérielle complète qui prend en charge le déploiement rapide de dispositifs IoT multiprotocoles sécurisés. (Source de l'image : Semi-conducteur nordique)
En plus d'un ensemble de connecteurs de débogage et de connecteurs d'analyse de puissance, cette carte de développement vous fournit également plusieurs composants d'interface utilisateur, notamment des diodes électroluminescentes (LED) et des boutons pour une interaction manuelle pendant le débogage et l'exécution du logiciel. Trois jeux de connecteurs mènent au port d'entrée/sortie à usage général (GPIO) du SoC, vous permettant de contrôler entièrement le SoC sans fil conçu spécifiquement pour les applications IoT alimentées par batterie.
Spécialement conçu pour les applications IoT basse consommation
La série de SoC sans fil nRF54L de Nordic est l'un des SoC Bluetooth (BLE) basse consommation de quatrième génération de Nordic. La force technologique de Nordic se reflète pleinement dans sa combinaison complète de fonctionnalités et de performances, qui est exactement ce dont vous avez besoin lors de la conception de solutions de connectivité multiprotocole et d'autonomie prolongée de la batterie. Tous les produits de la série nRF54L adoptent la même architecture, la différence étant la taille de la mémoire non volatile (NVM) et de la mémoire vive (RAM), le nRF54L15 ayant la plus grande capacité de 1,5 Mo et 256 Ko, respectivement.
Cette architecture est construite sur une paire de processeurs (Figure 2), dont le cœur principal Arm Cortex-M33 et le coprocesseur RISC-V développé par Nordic. Lorsque le processeur Arm Cortex-M33 traite des applications, il confie les tâches critiques au cœur RISC-V, offrant ainsi un traitement à faible latence pour les E/S, les minuteries et les périphériques de l'architecture.
Figure 2 : Le SoC sans fil nRF54L intègre Arm Cortex-M33, un coprocesseur RISC-V, un émetteur-récepteur multiprotocole et une variété de périphériques. (Source de l'image : Semi-conducteur nordique)
L'architecture nRF54L élimine les préoccupations constantes des utilisateurs concernant des appareils IoT plus sécurisés et met en œuvre plusieurs améliorations de sécurité clés, notamment Arm TrustZone, l'inviolabilité, l'accélération du chiffrement, le débogage authentifié, le stockage sécurisé des clés et une zone de démarrage immuable pour établir une racine de confiance. Ensemble, ces fonctionnalités constituent la base nécessaire pour des mises à jour sans fil sécurisées, un démarrage sécurisé et une exécution sécurisée d'applications fiables.
Pour la communication sans fil, le processeur Arm Cortex-M33 est responsable de la gestion de l'exécution des piles sans fil multiprotocoles. Ce processeur, lorsqu'il est utilisé conjointement avec un émetteur-récepteur multiprotocole 2,4 GHz à faible consommation intégré, peut fournir 8 décibels (sur la base d'une puissance de transmission de 1 milliwatt (dBm)) et une sensibilité de réception de -96 dBm.
La synergie des ressources de la pile et des fonctionnalités matérielles garantira que votre conception prend en charge diverses technologies de connectivité et protocoles IoT de pointe, notamment Bluetooth 6.0, BLE, Zigbee, Thread, Matter, Amazon Sidewalk et les protocoles propriétaires 2,4 GHz, avec des vitesses allant jusqu'à 4 mégabits par seconde (Mb/s). Si votre appareil IoT doit toujours prendre en charge la coexistence avec le Wi-Fi, le processeur Arm Cortex-M33 exécutera la pile Wi-Fi de la puce compagnon Wi-Fi de la série Nordic nRF70. Cette puce peut facilement se connecter aux SoC de la série Nordic nRF, tels que la série nRF54L.
Le SoC sans fil nRF54L répond pleinement aux exigences du BLE Core 6.0 et dispose de fonctions telles que la détection de canal Bluetooth. La technologie de détection de canal peut atteindre une précision révolutionnaire et des capacités de télémétrie sécurisées pour répondre aux besoins de la nouvelle génération d'étiquettes électroniques, de serrures de porte intelligentes, d'appareils électroménagers et de systèmes de suivi des actifs.
Les ressources logicielles accélèrent la conception de logiciels IoT
Le kit de développement nRF54L15-DK fournit une plate-forme matérielle prête à l'emploi pour développer des appareils basés sur nRF54L, tandis que le kit de développement logiciel (SDK) Nordic nRF Connect (Figure 3) fournit une base logicielle complète pour créer rapidement des applications logicielles IoT. Le SDK fournit un cadre extensible pour créer divers logiciels, depuis des routines dédiées optimisées pour les appareils à ressources limitées jusqu'aux progiciels conçus pour des applications complexes.
Figure 3 : Le SDK nRF Connect fournit une pile logicielle complète qui accélère le développement d'applications IoT complexes. (Source de l'image : Semi-conducteur nordique)
Le code du SDK nRF Connect combine le chargeur de démarrage sécurisé open source MCUBoot avec le système d'exploitation en temps réel (RTOS) open source Zephyr, permettant une évolutivité depuis des systèmes à mémoire limitée jusqu'à des configurations de grande mémoire. Sur la base de ces combinaisons, les progiciels nrf et nrfxlib de Nordic fournissent les piles de protocoles de connectivité requises pour BLE, les réseaux maillés Bluetooth, Wi-Fi, Matter et Thread/Zigbee. La bibliothèque middleware fournit des pilotes matériels, un micrologiciel sécurisé et la prise en charge des protocoles de connexion, notamment Constrained Application Protocol (CoAP) et Message Queuing Telemetry Transport (MQTT).
Le référentiel nRF Connect SDK fourni par Nordic comprend un grand nombre d'exemples d'applications, ce qui vous permet de créer facilement et rapidement le code source de l'application. Après avoir créé le référentiel de code à l'aide du SDK nRF Connect, l'environnement nordique vous permet de déplacer facilement le code source vers différentes applications sur diverses configurations matérielles à l'aide de fichiers de configuration (*. conf) et de fichiers d'arborescence de périphériques (*. dts) (Figure 4).