Türchen 3 – nRF54 Series
Nordic Semiconductor nRF54 Serie: Neue Maßstäbe für Wireless-SoC-Leistung im IoT-Zeitalter
Die nRF54 Serie von Nordic Semiconductor markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung von Wireless System-on-Chip (SoC)-Technologien, speziell zugeschnitten auf das rasant wachsende Umfeld des Internet of Things (IoT).
Als vierte Generation der renommierten, energieeffizienten Wireless-Plattformen von Nordic bringt die nRF54 Familie bahnbrechende Verbesserungen in Rechenleistung, Speicherarchitektur, Energieeffizienz und Sicherheit. Damit setzt sie einen neuen Maßstab für die Leistungsfähigkeit vernetzter Geräte und definiert, wie IoT-Produkte künftig entwickelt und betrieben werden können.
Eine Familie von leistungsstarken drahtlosen SoCs
Die nRF54-Serie ist in zwei Hauptfamilien unterteilt: nRF54H und nRF54L. Jede Familie ist für unterschiedliche Anwendungsanforderungen optimiert:
nRF54H Series
Entwickelt für High-End-Anwendungen, die intensive Verarbeitung und fortschrittliche Konnektivität erfordern. Es verfügt über mehrere leistungsstarke Arm Cortex-M33-Prozessoren, RISC-V-Coprozessoren und umfangreiche Speicherressourcen. Damit eignet es sich ideal für komplexe Anwendungsfälle wie medizinische Geräte, industrielle Sensoren und fortschrittliche Wearables.
nRF54L Series
Die nRF54L-Serie baut auf der beliebten nRF52-Serie auf und wurde für Bluetooth LE-Produkte der nächsten Generation entwickelt. Sie integriert einen neuen extrem stromsparenden 2,4-GHz-Funkchip und eine vielseitige MCU-Funktionalität mit einem 128-MHz-Arm-Cortex-M33-Prozessor, wodurch die Rechenleistung verdoppelt und die Verarbeitungseffizienz verdreifacht wird. Die nRF54L-Serie ist auf effiziente und stromsparende Anwendungen ausgerichtet und bietet dennoch eine gute Leistung. Sie unterstützt Bluetooth LE, Thread, Zigbee und Matter und eignet sich daher perfekt für Smart-Home-Geräte, Fitness-Tracker und IoT-Geräte.
Hauptmerkmale und Innovationen:
- Multiprotokoll-Unterstützung:
Die nRF54-Serie unterstützt eine Vielzahl von Funkprotokollen, darunter Bluetooth 6.0 und weitere Bluetooth-Spezifikationen. Bluetooth LE Audio, Bluetooth Mesh, Thread, Zigbee und Matter. Dies gewährleistet die Kompatibilität mit modernen Smart-Ökosystemen und die Zukunftssicherheit für sich weiterentwickelnde Standards.
- Verbesserte Sicherheit:
Integrierte Hardware-Sicherheitsfunktionen wie isolierte Ausführungsumgebungen und sichere Startmechanismen schützen vor Cyber-Bedrohungen und unbefugtem Zugriff.
- Hohe Speicherkapazität:
Mit deutlich mehr RAM und Flash als frühere Generationen können die nRF54-Chips komplexe Firmware- und Edge-Verarbeitungsaufgaben ohne externen Speicher bewältigen.
- Energieeffizienz:
Trotz ihrer erhöhten Leistungsfähigkeit behalten die Chips einen extrem niedrigen Stromverbrauch bei und verlängern so die Batterielebensdauer in tragbaren und Wearable-Geräten.
- Software-Flexibilität:
Das nRF Connect SDK von Nordic unterstützt sowohl Zephyr RTOS als auch die neue Bare-Metal-Variante und bietet Entwicklern die Wahl zwischen voll ausgestatteten Betriebssystemumgebungen und ressourceneffizienten Lightweight-Setups.
Anwendungen in verschiedenen Branchen:
- Smart Home:
Die nahtlose Integration mit Matter und Thread ermöglicht eine zuverlässige und sichere Kommunikation zwischen Geräten verschiedener Hersteller.
- Gesundheitswesen:
Dank hoher Rechenleistung und geringem Stromverbrauch eignet sich das Gerät ideal für tragbare medizinische Monitore und Diagnosegeräte.
- Industrielles IoT:
Robuste Konnektivität und Sicherheitsfunktionen unterstützen unternehmenskritische Anwendungen in der Automatisierung und Anlagenverfolgung.
- Unterhaltungselektronik:
Von Fitnessarmbändern bis hin zu kabellosen Ohrhörern – die nRF54-Serie ermöglicht mit Bluetooth LE Audio und verlängerter Akkulaufzeit ein Benutzererlebnis der nächsten Generation.
Die nRF54-Serie baut auf dem bahnbrechenden Ansatz des Unternehmens im Bereich Bluetooth® Low Energy (Bluetooth® LE) auf und folgt auf die preisgekrönten Serien nRF51, nRF52 und nRF53 von Nordic. Sie verfügt über eine innovative neue Hardwarearchitektur, die auf den führenden Prozessknoten Global-Foundries 22FDX® und TSMC 22ULL® basiert.
Die nächste Generation Wireless SoCs – die beliebte nRF52 Serie auf ein neues Level gehoben
Aufbauend auf den Erfahrungen mit der erfolgreichen nRF52 Serie – ausgeliefert in Milliardenstückzahlen und von tausenden Entwicklern weltweit genutzt – präsentiert sich die nRF54L Serie als würdiger Nachfolger. Sie ermöglicht die Entwicklung innovativer IoT-Produkte der nächsten Generation, vereinfacht Design-Herausforderungen, sorgt für zuverlässige Wireless Kommunikation und setzt neue Maßstäbe bei der erreichbaren Batterielaufzeit.
- High-Performance MCU: Arm Cortex-M33 mit 128 MHz, bietet die doppelte Rechenleistung und dreifache Effizienz im Vergleich zur nRF52840 – bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch dank 22nm-Technologie.
- Ultra-Low-Power Funk: Neues 2,4-GHz-Radio reduziert den Energieverbrauch in Bluetooth-LE-Anwendungen, mit bis zu 8 dBm Sendeleistung und -96 dBm Empfangsempfindlichkeit.
- Protokollunterstützung: Multiprotokoll-Fähigkeiten einschließlich Bluetooth LE (mit Bluetooth 6.0 Features), Bluetooth Mesh, Matter, Thread, Zigbee sowie proprietäre 2,4-GHz-Modi. Kompatibel mit Ökosystemen wie Amazon Sidewalk, Google Find Hub und Apple Find My. Die Modelle nRF54LM20A und nRF54L15 sind in der Lage einen Wi-Fi-Stack für die Companion-ICs der nRF70 Serie ausführen.
- Erweiterte Sicherheit: Funktionen wie Secure Boot, Firmware-Updates, Speicher, TrustZone, kryptografische Beschleunigung, Manipulationserkennung und Schutz vor Seitenkanalangriffen
- Integrierte Peripherie & Coprozessor: Erweiterte Schnittstellen, 14-Bit-ADC, ultra-low Power RTC sowie ein RISC-V-Coprozessor für zeitkritische Aufgaben oder kundenspezifische Protokolle.
- Design-Flexibilität: Verschiedene Speichergrößen, kompakte CSP- und QFN-Gehäuse mit Pin-zu-Pin-Kompatibilität für kostensensitive Produkte.
- Module: Einsatzfertige Module für Bluetooth LE, Matter, Thread und Zigbee vereinfachen die Hardwareentwicklung und sind über Rutronik-Modulpartner verfügbar.
nRF54LM20A
nRF54LM20A
3.85 x 3.67 mm CSP98 66 GPIO
nRF54LM20A
6 x 6 mm QFN52 35 GPIO
nRF54LM20
Development Kit
nRF54L15 | nRF54L10 | nRF54L05
nRF54L15
2.4 x 2.2 mm CSP47 32 GPIO
nRF54L15
6 x 6 mm QFN48 31 GPIO
nRF54L10
6 x 6 mm QFN48 31 GPIO
nRF54L05
6 x 6 mm QFN48 31 GPIO
nRF54L15
Development Kit
Auswahlhilfe für die nRF54L-Serie
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nRF54LM20A |
nRF54L15 |
nRF54L10 |
nRF54L05 |
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Prozessor |
128 MHz Arm Cortex-M33 |
128 MHz Arm Cortex-M33 |
128 MHz Arm Cortex-M33 |
128 MHz Arm Cortex-M33 |
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Coprozessor |
128 MHz FLPR |
128 MHz FLPR |
128 MHz FLPR |
128 MHz FLPR |
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NVM |
2 MB |
1.5 MB |
1.0 MB |
0.5 MB |
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RAM |
512 KB |
256 KB |
192 KB |
96 KB |
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Bluetooth |
Bluetooth LE, Channel Sounding |
Bluetooth LE, Channel Sounding, Mesh |
Bluetooth LE, Channel Sounding, Mesh |
Bluetooth LE, Channel Sounding, Mesh |
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Zusatzprotokolle |
Zigbee, Thread, Matter, Aliro |
Zigbee, Thread, Matter, Aliro, Amazon Sidewalk |
Zigbee, Thread, Matter, Aliro, Amazon Sidewalk |
Zigbee, Thread |
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TX Power |
Bis zu 8 dBm |
Bis zu 8 dBm |
Bis zu 7 dBm |
Bis zu 7 dBm |
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RX Sensitivity |
-96 dBm |
-96 dBm |
-96 dBm |
-96 dBm |
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Digitale Schnittstellen |
High-speed USB, High-speed SPI/UART, 6x SPI/UART/TWI, PDM, TDM, PWM, QDEC |
High-speed SPI/UART, 4x SPI/UART/TWI, PDM, I2S, PWM, QDEC |
High-speed SPI/UART, 4x SPI/UART/TWI, PDM, I2S, PWM, QDEC |
High-speed SPI/UART, 4x SPI/UART/TWI, PDM, I2S, PWM, QDEC |
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Security |
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften (RED, CRA, PSTI) Crypto Engine, Tamper Detection, Side-Channel Protection, Trustzone |
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften (RED, CRA, PSTI) Crypto Engine, Tamper Detection, Side-Channel Protection, Trustzone |
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften (RED, CRA, PSTI) Crypto Engine, Tamper Detection, Side-Channel Protection, Trustzone |
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften (RED, CRA, PSTI) Crypto Engine, Tamper Detection, Side-Channel Protection, Trustzone |
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Betriebstemperaturen |
-40 bis +85ºC |
-40 bis +105ºC |
-40 bis +105ºC |
-40 bis +105ºC |
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Versorgungsspannung |
1.7 bis 3.6 V |
1.7 bis 3.6 V |
1.7 bis 3.6 V |
1.7 bis 3.6 V |
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GPIOs |
Bis zu 66 |
Bis zu 35 |
Bis zu 35 |
Bis zu 35 |
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Paketoptionen |
3.9 x 3.7 mm CSP98 6 x 6 mm QFN52 |
2.4 x 2.2 mm CSP47 6 x 6 mm QFN52 6 x 6 mm QFN48 5 x 5 mm QFN40 |
6 x 6 mm QFN52 6 x 6 mm QFN48 5 x 5 mm QFN40 |
6 x 6 mm QFN52 6 x 6 mm QFN48 5 x 5 mm QFN40 |
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