โมดูล NiCE5340 ที่ใช้ Nordic nRF5340 MCU, Lattice iCE40 FPGA และเซนเซอร์ 11 ตัวในฟอร์มแฟคเตอร์จิ๋ว 29×16 มม.

โมดูล NiCE5340 ของ Stefano Viola ได้สร้างขึ้นโดยใช้ Nordic Semi nRF5340 Bluetooth SoC, iCE40 FPGA, เซนเซอร์ 11 ตัว, ที่ชาร์จแบตเตอรี่ และอุปกรณ์ต่อพ่วง ทั้งหมดอยู่ในรูปฟอร์มแฟคเตอร์จิ๋วขนาด 29×16 มม., nRF5340 ที่ใช้ในโมดูล (SoM) เป็น SoC แบบ dual-core Arm Cortex-M33 ที่ใช้พลังงานต่ำพร้อมด้วย Bluetooth 5.4, Bluetooth LE (BLE), Thread, Zigbee และ proprietary protocols อื่นๆ ในขณะเดียวกัน Lattice iCE40 FPGA มี 3520 logic cells, 80 Kbits ของ embedded Block RAM, บล็อก I2C และ SPI และคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายที่ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเช่น การตรวจสอบสภาพแวดล้อม, การติดตามสุขภาพ และอื่นๆ

เราเคยเขียนบทความเกี่ยวกับบอร์ดจิ่ว เช่น Unexpected Maker NANOS3 , TinyS3, FeatherS3 และ ProS3 และบอร์ดพัฒนา ESP32-S3 4G แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นบอร์ด MCU ที่มีคุณสมบัติมากมายในโมดูลขนาดเล็กขนาดนี้

สเปคของโมดูล NiCE5340 ของ Stefano Viola

• ไอซี
  • Nordic Semiconductor nRF5340 dual-core Arm Cortex-M33, Bluetooth 5.4 SoC
  • Lattice Semiconductor iCE40UP5K-UWG30 FPGA
• สตอเรจ – 64Mbit (8MB) flash (AT25QL641-UUE-T)
• การเชื่อมต่อไร้สาย
  • Bluetooth 5.4 LE (BLE)
  • Thread
  • Zigbee
• เซนเซอร์
  • 6DOF IMU – LSM6DSMTR (STMicroelectronics)
  • Biosignal converting unit – AS7057-BWL (Osram)
  • Magnetometer – MMC3630KJ (Memsic)
  • SAR sensor (touch) – SX9328ICSTRT (Semtech)
  • PDM MEMS MIC – ICS-41351 (TDK)
  • Humidity/temperature – SHTC3 (Sensirion)
  • Haptic driver – DRV2605LYZF (Texas Instruments)
  • RGB IR color sensor – BH1749NUC-E2 (Rohm Semi)
  • Barometric pressure sensor – DPS310XTSA1 (Infineon)
  • Charge/discharge current measurement – INA231AIYFDT (Texas Instruments)
• อื่นๆ  – RTC – MAX31342EWA+T (อุปกรณ์แอนะล็อก)
• การจัดการพลังงาน – Nordic Semiconductor nPM1100
• คุณลักษณะเพิ่มเติม:
  • สายอากาศชิปในตัว
  • คอนเนกเตอร์ MHF4 สำหรับสายอากาศภายนอก
  • RGB LED (เชื่อมต่อเฉพาะ R และ G เท่านั้น)
• ขนาด – 29 x 16 มม.

หลังจากตรวจสอบอย่างละเอียด เราจะเห็นว่าไม่มีวิธีการโปรแกรมบอร์ดนี้ได้ แต่หลังจากดูผังวงจรของบอร์ดแล้ว จะเห็นว่ามีบอร์ดบอร์ดฐาน (carrier board) แยกต่างหากสำหรับโมดูล และที่นั่น พอร์ต USB ถูกเชื่อมต่อโดยตรงกับชิป nRF5340 และ SoC ถูกเชื่อมต่อกับ FPGA ผ่าน I2C and QSPI bus เนื่องจาก nRF5340 เป็น IC ไร้สาย Viola ได้กล่าวว่าสามารถรองรับการเขียนโปรแกรมแบบ Over-the-air (OTA) ได้ แต่การโปรแกรม OTA สำหรับ FPGA ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดสอบ

เราจะพบว่าการออกแบบของโมดูลนี้จะไม่มีคอนเน็กเตอร์เหมือนกับ Raspberry Pi CM4 หรือคอนเน็กเตอร์ SODIMM เหมือนกับ Late Panda Mu แต่โมดูลมีแผ่นแบบ land-grid-array (LGA) ที่จะต้อง Reball ก่อนที่จะบัดกรีกับบอร์ดฐาน (carrier board)

Stefano Viola ได่ออกแบบบอร์ด NiCE5340 เพื่อเป็นความท้าทายด้านการออกแบบ ดังนั้นอนาคตของบอร์ดจึงไม่ได้ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า สามารถดูผังวงจร (schematic) ไฟล์ PDF และเฟิร์มแวร์ของ nRF5340 ได้บน GitHub และ Viola มีแผนที่จะเพิ่มตัวอย่างโค้ดสำหรับเพิ่มตัวอย่างโค้ดสำหรับ Arm MCU และ iCE40 FPGA ถ้าคุณสนใจบอร์ดนี้ต้องการทดลองใช้ หรือมีไอเดียในการปรับปรุง สามารถติดต่อกับ Stefano Viola ผ่าน LinkedIn

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : NiCE5340 SoM packs Nordic nRF5340 MCU, Lattice iCE40 FPGA, and 11 sensors into a tiny 29x16mm form factor