nRF54H20开发板开箱测评

 今天收到了Nordic最新的旗舰级BLE芯片 nRF54H20的开发板，做一个简单的开箱测评。包装简洁使用了牛皮纸盒，十分符合北欧人的环保理念（手动狗头）。

 

一、nRF54H20开发板概览

 打开包装之后里面是用防静电袋包装的开发板和NFC天线。

  nRF54H20开发板在Nordic开发板家族中的代号是PCA10175，目前的硬件版本是0.8.0。nRF54H20的开发板对比起上一代nRF5340的开发板来说简洁了不少，上面元器件的数量大大减少。USB口也从Micro-USB口改成了Type-C口（是因为欧盟强制要求的吗？再次手动狗头）。

整个开发板上四颗主芯片除了 Macronix 的64Mb Nor Flash外，其他三颗都是Nordic自己的芯片。

开发板的电源部分用上了Nordic自研的PMIC nPM1300，Jlink芯片则是Nordic的nRF5340。

 最后是压轴的nRF54H20，上面的丝印是N54H20CKAA，按照Nordic的命名规则可以得知这是nRF54H20 WLCSP封装的芯片，我有一个Nordic原厂的朋友释放给我一些资料，上面显示nRF54H20还有一个尺寸更大的BGA封装。

题外话：我那个Nordic原厂的朋友给我的资料上还显示nRF54系列还存在一个低配版的小老弟nRF54L15，据我那个朋友说这是现有的nRF52系列的升级版。改天让我这个原厂的朋友再给我搞一块nRF54L15的开发板来玩玩。

 

二、nRF54H20介绍

从我Nordic原厂那个朋友释放给我的资料来看，nRF54H20采用了3个主处理器+2个协处理器的多核架构。其中：

（1）256MHz的Arm M33是做为射频网络协议处理器（Net Core）

（2）320MHz的Arm M33是应用核（Application Core）。

这两个部分看起来和上一代的nRF5340的架构类似，设计出发点是让BLE\Thread\ANT\私有2.4G等射频网络协议运行在Net Core里面，Application Core的资源完全给到用户去跑自己的应用程序，用户的应用程序可以使用Application Core最高的优先级，二者之间数据交换采用共享一部分RAM区域的方式来实现。

（3）除此之外，还存在一个Security的核，这个核的作用应该是负责跑一些加密算法之类的，具体内部什么资源就不知道了，我那个Nordic原厂的朋友也没告诉我。

（4）最后还有两个RISC-V的协处理器，这两个核看起来是给外设用的，设计思路应该是System ON模式下让这两个核来处理外设的中断（毕竟Application Core 320MHz的运行的功耗有点吃不消）。

从我原厂朋友给我的这张图看来，nRF54H20还给了一个1M的RAM和1个2M的Flash，而且发射功率给到了10dBm，接收灵敏度更是做到了-100dBm。

这么来看，nRF54H20可谓是量大管饱，那么这么厉害的芯片要多少钱呢，扫下面这个二维码进群吧，我那个Nordic原厂的朋友会告诉你价格，同时还会给你释放nRF54系列的相关资料。

 

 三、开发板设置

我那个Nordic原厂的朋友还扔给我一个文档，是关于如何测试nRF54H20DK的链接如下：Technical Documentation (nordicsemi.com)

从文档里面来看，要预先给DK烧录BICR和SDFW、SCFW两个固件，文档里也给了这两个固件的下载链接

 

根据这个文档描述，预先需要在电脑上安装

Git or Git for Windows 、

curl

最新版本的最新版本的nRF Command Line Tools

J-Link version 7.94e.

可以直接点上面的超链接下载，官方的文档里也给了下载链接。

 

 除此之外还需要nRF Util，这个比较简单，直接在点击链接下载后放在某个目录下，然后在用户变量和环境变量中设置路径即可。

 我这里是在C盘根目录下建了一个Nordic的文件夹，放在了里面，在用户变量和环境变量中分别设置路径

 最后在CMD中运行nrfutil --version，回复版本说明设置成功

 

最后就是下载BICR、SDFW and SCFW这几个固件，这里需要将开发板插在电脑上（要接开发板的Debugger USB），在这几个固件的目录下运行CMD或者Power Shell。

这里要用到下面几条命令：

//查询目前连接在此电脑上的设备列表，此处会返回nRF54H20DK的相关信息

nrfutil device list  //下载BICR固件到开发板

nrfutil device program --options chip_erase_mode=ERASE_NONE --firmware bicr_ext_loadcap.hex --core Secure --serial-number <serial_number>

//下载SDFW and SCFW固件到开发板

nrfutil device x-provision-nrf54h --firmware nrf54h20_soc_binaries_v0.5.0.zip --serial-number <serial_number> 

//查询 lifecycle 状态  
nrfutil device x-adac-discovery --serial-number <serial_number> 

//设置 lifecycle 为 rot  
nrfutil device x-adac-lcs-change --life-cycle rot --serial-number <serial_number> 

//再次查询 lifecycle 状态  
nrfutil device x-adac-discovery --serial-number <serial_number> 

//复位开发板  
nrfutil device reset --reset-kind RESET_PIN --serial-number <serial_number>

1、查询目前连接在此电脑上的设备列表、下载BICR、SDFW和SCFW固件到开发板。

2、查询lifecycle状态，显示为EMPTY，将lifecycle状态改为ROT

3、再次查询lifecycle状态，显示为ROT，说明修改成功。

4、最后复位开发板

 5、这里要说明一下，官方给的文档中有一个updating FICR的步骤，这条是针对之前比较早的开发板，如果开发板上没有任何ES的字样，是不需要执行updating的，否则可能变砖（别问我怎么知道，问就是我有一个朋友的DK就是这么变砖的）。

 

 四、程序下载调试

设置好DK之后就是程序的编译下载了，因为nRF54系列全面转向了新的NRF CONNECT SDK，不再支持nRF5 SDK。

这里环境搭建可以参考官方的文档：Installing the nRF Connect SDK (nordicsemi.com)

最新的文档已经推荐使用nrfutil来下载SDK了，但是我个人还是更喜欢用west的方式

这里可以参考中国区原厂FAE的博客：开发你的第一个nRF Connect SDK(NCS)/Zephyr应用程序 - iini - 博客园 (cnblogs.com)

按照博客中的方法安装好Choco和相关的工具之后，直接执行下面两条命令即可：

west init -m https://github.com/nrfconnect/sdk-nrf --mr v2.7.0

west update

nRF54系列的SDK要使用NCS 2.7.0及以上的版本，下载SDK的时候需要注意。

NRF CONNECT SDK现在的编译环境也换成了VS Code + Nordic插件的方式，这里的编译环境搭建也可以参考上面中国区原厂FAE的博客。

这里需要注意，nRF54系列目前还在工程样机阶段，所以需要切换到pre-release版本

 

 

1、程序编译

这里直接使用Nordic做的一个应用级别的Demo，nRF Desktop来测试，这个Demo用到了USB、BLE和Nordic自己做的一个跳频的2.4G协议LLPM，这个Demo支持Mouse，Keyboard，Dongle等功能，项目文档如下：nRF Desktop (nordicsemi.com)

将下载好的NCS2.7.0整个文件夹拖入VS Code中，然后设置好SDK和工具链

（1）点击Create a new application

（2）选择Copy a sample

之后在搜索栏中输入NRF Desktop，这一步的目的是将此例程拷贝出来放在SDK外部的文件夹下编译，这样去修改例程就不会将SDK中原始的工程改乱。

例如我是将在E:\NCS目录下创建了三个文件夹

E:\NCS\v2.7.0 主要是用来存放SDK

E:\NCS\my_ble_sample 主要用来将存放从SDK中拷贝出来的例程

E:\NCStoolchains 主要用来存放工具链

 

 

 

完成上述步骤后就可以新建一个Build了，点击例程右上角的【文件夹+】 的图标，并在Board target中选择 nrf54h20dk/nrf54h20/cpuapp 

查看此项目的文档得知，此例程可以通过模拟鼠标上报数据的方式，来测试报告率，只需要在编译的时候在Extra CMake arguments中加入以下宏即可

-DFILE_SUFFIX=release 
-DCONFIG_DESKTOP_MOTION_SIMULATED_ENABLE=y 
-DCONFIG_DESKTOP_MOTION_SIMULATED_EDGE_TIME=8192 
-DCONFIG_DESKTOP_MOTION_SIMULATED_SCALE_FACTOR=5

利用这个功能，我们可以测试nRF54H20的High Speed USB，来实现高回报率的功能

 将上述宏添加之后，因为nRF54H20是一个多核芯片，需要将Net core、Application等核的固件一起编译，所以需要选择Use sysbuild，最后点击Build Configutation

 编译完成后，可以看到例程路径下多了一个build开头的文件夹，这个里面就是最终编译生成的包含hex文件在内的相关文件。

 选择Use sysbuild 之后可以看到Radio Core的代码也被包含进来编译，编译出来的文件夹中有一个ipc_radio的文件夹，同时可以在VS Code中看到有一个ipc_radio的子项目，这个就是Net core的相关代码。

这里sysbuild实际上借助了例程sysbuild相关命名的文件启用相关的宏来实现的，感兴趣的读者可以自行查看nrf_desktop\sysbuild.cmake、nrf_desktop\sysbuild和nrf_desktop\configuration\nrf54h20dk_nrf54h20_cpuapp\sysbuild.conf或者sysbuild_release.conf这几个文件

 

 最后就是点击flash将程序下载到nRF54H20DK中，下载完成后显示Successfully

 

2、8k回报率测试

将DK的nRF54H20 USB口插在电脑上（建议直接连在电脑的USB口上，不要接HUB），可以看到电脑上已经显示出一个Mouse设备，名称是Mouse nRF54H20

 然后使用HID报告率测试上位机来查看USB的报告率，nRF54H20的HighSpeed USB可以达到480Mbps，目前例程默认设置的是8K报告率

 这里我们测试可以看到实际的回报率稳定在7950Hz

 

最后你如果对Nordic的nRF54系列感兴趣的话，可以加这个QQ群，来跟我们一起讨论学习

 

 

 

SDFW and SCFW固件