我們的家庭，辦公室和工廠幾乎沒有使用嵌入式設備，因為它沒有某種形式的無線通信。當我們開車，鍛煉自行車或監督制造過程時，無數的設備都在我們周圍喋喋不休。不久之前，事實恰恰相反。我們家的恒溫器，汽車的音樂播放器和辦公室的自動扶梯都是隔離的應用程序;只是做他們需要做的工作。毫無疑問，物聯網（IoT）及其工業形式IIoT負責連通性的激增;但這種無處不在的無線環境的基礎完全基于智能手機及其應用的出現。

從工程角度來看，將無線電頻率連接的任何方面融入產品已經走過了漫長的道路。進行離散無線設計。對于大批量設計而言，離散無線技術的投資反映在較低的材料成本中，與選擇基于模塊的方法相比，設計和進行必要的無線電監管審批的可能性大于成本差異。 。當制定新產品的營銷規范時，通常情況下它可以在世界上任何國家或地區使用。認為產品只會用于銷售地理的日子已經一去不復返了。經過預認證的無線模塊可滿足所有必要的無線電認證標準，大大簡化了創建區域產品變型的設計要求。

幫助工程師加快將無線通信集成到設計中的工作現在更為直接任務。 Digi-Key的IoT產品選擇器等資源打破了選擇合適的組件和模塊以用于開發的過程。選擇無線模塊時，第一個標準是要使用的通信標準和協議。最流行的方法是Wi-Fi和藍牙，后者是短距離，低功耗通信的默認方法。具體而言，藍牙低功耗（BLE）配置文件似乎專門用于電池供電的物聯網設備。 BLE也稱為藍牙4.0/4.2或藍牙智能，提供300英尺的范圍和高達270 kbs的數據吞吐量。除了用于各種物聯網設備（如傳感器和執行器）之外，BLE還可用于醫療保健，健身，家庭娛樂和信標應用。用于近距離營銷和室內導航目的的信標已經被銷售饑渴的零售組織所接受，作為向通過客戶的智能手機推銷營銷服務的一種方式。根據市場研究公司Research and Markets的數據，預計2016 - 2020年期間BLE在零售信標中的使用量將增長222％。在零售之外，信標被用來讓乘客了解他們的航班狀態以及機場內的潛在延誤。

面對為他們的設計選擇BLE模塊，工程師在不是全部時應該尋找什么功能模塊提供相同的功能？某些模塊具有無線收發器調制解調器，但依賴于主機應用程序來運行必要的軟件堆棧。其他人，以及越來越常見的方法，是“無主機”，由無線SoC設備組成，其中包含無線收發器和微控制器。這樣的無線SoC設備具有足夠的計算資源，不僅可以運行協議棧，還可以運行最終應用程序，盡管復雜設計顯然會受到限制。在審查潛在產品時，將會有明顯但仍然重要的數據表規格，包括物理尺寸，功耗和外設功能。

然而，最有可能幫助加速模塊集成的因素只需查看數據表，設計并不總是顯而易見的。原型平臺（如評估套件或參考設計）的可用性是一個很好的起點。然后是要考慮的軟件工具和堆棧。供應商是否提供這些？他們需要許可嗎？是否需要額外的電路，如外部時鐘或天線匹配組件？此外，開發平臺是否附帶代碼示例？你能設置一個非常簡單的測試來快速建立使用該模塊的信心嗎？寫“Hello world”或閃爍LED的日子似乎已經過時，但他們對模塊和開發環境產生了很大的信心，并建立了一個值得信賴的已知位置，可以從中采取下一步措施。

BLE模塊的一個例子是模塊制造商Rigado的BMD-3XX系列。

圖1：Rigado BMD-300 BLE模塊。

該模塊基于Nordic Semiconductor的nRF52832 2.4 GHz無線SoC，提供完整的RF解決方案，該解決方案已在全球所有地區進行了預認證。無需額外的RF設計，因為該模塊可提供內置天線或U.FL連接器。這兩個版本的尺寸均為14 x 9.8 x 1.9 mm。 BMD-350是一款超緊湊型變體，尺寸僅為8.7 x 6.4 x 1.5 mm，適用于極其空間受限的設計。

圖2：BMD-3XX系列模塊的框圖。

圖2突出顯示了BMD的功能框圖 - 3XX系列。 SoC具有ARM Cortex-M4F 32位內核，帶有FPU，512 kB嵌入式閃存和64 kB RAM。外設接口包括三個SPI主/從，兩個2線I 2 C，I 2 S音頻，UART和32個GPIO。 128位AES硬件加密功能，隨機數發生器，32位和24位定時器以及12位ADC是其他一些功能。完善此綜合模塊的功能包括集成DC-DC轉換器，溫度傳感器，低功耗比較器和正交解調器。預加載的BMDware固件提供iBeacon和UART橋接功能，無需以任何方式對模塊進行編程。或者，可以使用許多Nordic Semiconductor SoftDevice協議棧來創建集成的BLE應用程序。通過使用模塊AEC-128功能的安全引導加載程序，可以提供加密的無線（OTA）固件更新。通過串行線調試（SWD）接口和串行線輸出（SWO）的標準ARM調試功能允許調試程序代碼，設置斷點和單步執行代碼的非侵入式方法。此外，該模塊還支持ETM和ITM跟蹤數據，這些數據被發送到連接到4位跟蹤端口的調試器。

集成的32 MHz晶振為無線操作提供高頻時鐘。還需要一個低頻時鐘源，這可以由內部RC振蕩器提供，取自高頻時鐘或外部提供。選擇外部晶振有助于保持功率預算盡可能低，同時保持精度。

BMD-300系列評估套件BMD-300-EVAL如圖3所示，提供全面的原型設計和開發平臺，從中開始您的設計。這包括模塊引腳的完全突破，用于低頻時鐘的32.768 kHz晶振以及多個按鈕和LED。板載編程和調試使用Segger J-Link-OB允許通過USB接口訪問SWD/SWO。 Atmel MCU用于促進與測試環境和模塊本身的接口。與Nordic Semiconductor自己的nRF52評估板共享很多共同意味著大多數代碼示例和設置過程也適用于BMD-300平臺。

< p>圖3：BMD-300系列評估套件。

設置和編程是一個簡單的過程，并在模塊的評估套件用戶指南中進行了詳細說明。此過程的第一步涉及下載和安裝最新的Keil MDK-ARM開發套件，Nordic Semiconductor的nRFgo-Studio，最新的Segger J-Link實用程序以及Nordic最新的nRF5 SDK。除了所有必要的庫，驅動程序和軟件堆棧之外，SDK還提供了一組功能齊全的代碼示例。

一旦安裝了上述所有項目，就可以將評估套件連接到計算機通過Segger J-Link接口。 nRFgo Studio與J-Link接口配合使用，可以完全訪問模塊的功能。使用此方法也可以使用SoftDevice協議文件對模塊進行編程。

圖4：Nordic Semiconductor nRFgo Studio SoftDevice窗口。

S132 SoftDevice是一個BLE中央和外圍協議棧，支持最多八個連接，另外一個觀察者和一個廣播員角色同時運行。圖4說明了在nRFgo Studio工具中進行設置。該堆棧還集成了BLE控制器和主機，并配備了一組靈活的API，可集成到您自己的應用程序中。可以在Nordic Semiconductor網站上找到可用的SoftDevice文件的完整列表。

評估板還有一組與Arduino屏蔽格式兼容的連接器，可通過許多模塊訪問GPIO模塊標準的Arduino防護罩。

圖5：來自Nordic nRF SDK的文檔齊全的代碼示例。

如上所述，Nordic SDK提供了許多使用API與SoftDevice協議交互的示例應用程序。圖5中所示的一個示例顯示了'ble_app_blinky_c'main.c文件。代碼記錄非常好，第一次面對這個代碼的開發人員很容易理解程序內部的內容。

你是否希望創建自己的開發和測試環境評估板，該過程相對簡單，因為Rigado在其網站上提供所有必要的布局，PCB，鉆孔和原理圖。還包括完整記錄的物料清單文件，提供制造商和Digi-Key部件號。

結論

采用整體方法為您的下一個設計選擇無線模塊，不僅是模塊本身，而且評估工具，軟件堆棧和代碼示例的可用性確保您的設計將在盡可能短的時間內進行通信。