从QN902xD/Y迁移到QN902xE/Y

NXP管管

一、QN902x介绍


QN902x是NXP推出的超低功耗、高性能和高集成度的Bluetooth LE v4.2系列芯片。适用于体育/健身、人机接口设备、和APP支持的智能配件等蓝牙智能应用。该产品专为近距离无线通讯电子产品而设计，可在纽扣电池等小容量电池的驱动下运行。


QN902x是Arm Crotex-M0内核的单片机，最高工作频率是32MHz。并且拥有丰富的资源，下图1中列举了这个系列芯片的资源。


这个系列包括三款产品，资源基本相同。区别如下：


     QN9020是紧凑型6mm x 6mm HVQFN48封装


     QN9021是5mm x 5mm HVQFN32封装


     QN9022是5mm x 5mm HVQFN40封装。QN9022不带128K Flash。

图1  QN902x系列芯片资源

二、QN902x芯片版本及背景


QN902x分为D/Y和E/Y两个系列版本，其中D/Y系列包含QN9020D/Y、QN9021D/Y和QN9022D/Y；E/Y系列只有QN9020E/Y和QN9021E/Y。


QN902x系列芯片Bluetooth LE协议栈软件，以及Bootloader程序都是存在ROM里的，SDK函数及用户应用程序保存在Flash里。芯片上电复位之后，Bootloader将保存在Flash里的程序拷贝到RAM里运行。最初QN902x只有D/Y一个系列产品。


芯片量产之后，ROM里程序随之固定。后期SDK维护过程中增加的新功能和错误更新，部分程序我们会以库的形式放在SDK里，并随着用户的应用程序一并编译下载到Flash里使用。


随着新功能和错误更新的增加，RAM空间越来越受限，尤其是Bluetooth LE4.2增加了安全连接功能之后，留给用户可用的RAM就非常小了。


基于以上原因，NXP重新更新并发布了QN902xE/Y系列产品，将SDK维护过程中新增功能和错误更新放到ROM里，从而节省出大约6KB的RAM和Flash给用户，并更新了Bootloader，增加了快速启动(Fast boot)功能。


SDK从1.3.8版本开始支持QN902x E/Y系列。


这里需要强调的是的D/Y和E/Y两个系列产品的管脚是完全兼容的，用户不需要修改电路板，只需要更新SDK并修改少量代码，即可完成从QN902x D/Y迁移到QN902x E/Y。


采用D/Y版产品稳定量产的用户，即便暂时没有功能更新的需求，也可以阅读此文，了解一下E/Y版芯片相较于D/Y版有哪些更新，评估一下芯片迁移的技术难度，为将来芯片版本迁移提前做好心里准备。


三、快速启动介绍


QN902x系列产品的Bootloader支持ISP固件下载功能。


系统上电之后，进入Bootloader，程序会首先进入ISP，等待ISP握手指令。如果200ms之内，系统收到ISP握手指令，系统会进入ISP流程，否则进入boot启动。这里需要注意200ms的等待时间，在QN902xD/Y系列里面是必不可少的。


由于这个等待时间，针对一些需要快速启动的特殊应用，就无法满足了。比如A4WP无线充电协议要求系统在上电之后，在100ms以内必须广播数据出来。


针对这一情况，我们在QN902xE/Y Bootloader里增加了Fast boot功能，在满足一定条件下Bootloader会跳过ISP等待，直接boot启动。下面来介绍如何启用Fast boot功能。



1，首先在ISP下载时，需要打开Fast boot功能。

2，程序下载完之后，重新上电复位，Bootloader会根据GPIO P2.6的电平状态进入不同的模式：


GPIO P2.6拉高(默认状态)，系统跳过ISP，直接boot启动。


GPIO P2.6拉低，系统进入ISP模式，并等待200ms。


软件工程配置


1，在usr_config.h中修改芯片硬件版本相关宏定义


a.CFG_QN9020_B2 对应芯片版本为QN902x D/Y



b.CFG_QN9020_B4 对应芯片版本为QN902x E/Y

2，切换工程里的库文件



在Keil IDE工程里，lib文件夹里我们预留了以下几个库，可以根据芯片硬件版本和应用需求去使能相应的库文件。

举例说明：如果用户使用QN902x E/Y，Bluetooth LE 4.2，且需要OTA功能，那么需要使能qn_ota_b4.lib、qn_9020b4_lib_peripheral.lib，关闭其他lib文件。


使能/关闭某个lib的操作步骤如下：



a.右键点击lib文件，选择option选项

b.使能或关闭lib文件

3，bin文件大小对比



基于SDK1.4.0 qpps demo project在各个配置下编译工程，对比之后即可发现相同的应用下，B4比B2大约节省了6KB的空间。

注意：Keil IDE编译优化等级为level3(-O3)。


我们来分析一下上面表格数据，选用qn9020b2_lib_peripheral_ v42.lib编译结果，系统总共占用了大约42KB的空间(33008+1932+492+6768)，剩余可用的空间为10KB左右，十分有限。因此，用户如果需要Bluetooth LE v4.2的话，强烈建议选用E/Y系列。




四、总结


通过以上介绍，相信读者已经基本理清了QN902x D/Y和QN902x E/Y的关系。


我们鼓励大家踊跃地从D/Y系列迁移到E/Y系列。


建议新用户直接选择QN902x E/Y系列更合适，没有历史版本负担，且可获取更多可用的存储资源和快速启动(Fast boot)功能，更具性价比。


对于一直在用D/Y系列量产的老用户，也建议升级至E/Y系列。不用修改电路设计，仅需简单修改软件工程配置，编译后发布新固件即可，为将来功能扩展留足“备用地”。




作者：甄朋飞    文章出处：恩智浦MCU加油站

阅读全文