針對藍牙應(yīng)用來說，雙核處理器可能看起來有點浪費，但當你理解為什么Nordic能為nRF340花費數(shù)百萬美元的研發(fā)時，你會發(fā)現(xiàn)這恰好是正確的選擇。

Nordic公司在2012年推出了nRF51822，開創(chuàng)了基于藍牙Arm處理器的SoC。一些人嘲笑這種想法，認為無線芯片集成Arm處理器、閃存等是一種雞肋的做法。他們認為，開發(fā)者需要的是一個“連接芯片”，與外部處理器和內(nèi)存配對。但是那些懷疑論者沒有意識到，如果你給開發(fā)者更多的能力，他們會很快進行創(chuàng)新，然后要求更多的處理能力、內(nèi)存和外圍設(shè)備。

如今，單芯片解決方案的尺寸、功耗、成本和便利性優(yōu)勢已經(jīng)贏得了大多數(shù)公司的青睞，而Nordic的硬件架構(gòu)也被其他公司模仿。nRF52系列通過更強大的Arm處理器和更高的Flash和RAM容量進一步加強了這一優(yōu)勢，以滿足持續(xù)的客戶需求。隨著數(shù)億nRF51和nRF52系列SoC在全球使用，可以說，最初的目標已經(jīng)得到了驗證。

nRF5340是Nordic最新的短程無線產(chǎn)品系列中的首款藍牙LE SoC，通過引入一款雙核處理器，Nordic再次改變了游戲規(guī)則。

開發(fā)者的靈活性

開發(fā)人員非常擅長為無線連接開發(fā)新的應(yīng)用程序（特別是Nordic獨特的軟件體系結(jié)構(gòu)和開發(fā)工具使創(chuàng)新變得更加容易）。每一個都比上一個復(fù)雜。這種對增強性能以支持更復(fù)雜的無線應(yīng)用的需求導(dǎo)致了處理能力和內(nèi)存的增加。

但這樣的需求確實給芯片制造商帶來了一個挑戰(zhàn)：一個功能更強大、時鐘更快、內(nèi)存容量更大的處理器需要更大的功率，然而開發(fā)人員期望短距離無線芯片在每次產(chǎn)品迭代中使用電池的時間會更長。單處理器設(shè)備總是在CPU的計算能力和效率之間進行權(quán)衡。例如，即使處理器僅僅是為了執(zhí)行一個簡單的藍牙LE連接而被喚醒，也需要運行一系列復(fù)雜的應(yīng)用。

徹底消除權(quán)衡

雙核SoC消除了處理器的權(quán)衡(Trade-Off)。一個高效的網(wǎng)絡(luò)處理器負責(zé)相對簡單的藍牙LE協(xié)議操作，而另外一個強大的處理器可以專用于只需要在運行復(fù)雜軟件算法時喚醒的應(yīng)用程序。為了使電池更加友好，每個處理器都有自己的一套電源管理系統(tǒng)。

nRF5340集成了兩個Arm Cortex-M33處理器。應(yīng)用處理器針對性能進行了優(yōu)化，可以在128或64 MHz下運行。時鐘頻率的選擇取決于開發(fā)者對處理器性能（128MHz時為510 CoreMark）或效率（64MHz時為76 CoreMark/mA）的要求。網(wǎng)絡(luò)處理器則針對效率進行了優(yōu)化（64MHz時為101 CoreMark/mA）。

兩個處理器的組合工作得怎么樣？例如，如果將nRF5340與nRF52840相比較，前者的計算性能和功耗都要高得多。

處理協(xié)議和應(yīng)用程序的實時性需求

藍牙LE協(xié)議具有很強的實時性要求，而客戶應(yīng)用程序往往也有自己的實時性要求。這些單獨的需求常常不能很好地結(jié)合起來。這些挑戰(zhàn)可以在單核SoC中解決，但代價是更高的軟件復(fù)雜度和相關(guān)的bug風(fēng)險，這些都很難解決。例如，在醫(yī)療市場，特定的認證應(yīng)用程序不能與協(xié)議軟件結(jié)合，以強調(diào)軟件行為的確定性。

nRF5340的核心布局更像是一個SoC中的兩個芯片解決方案，而不是一個可以并行運行軟件的系統(tǒng)。每個內(nèi)核都有自己獨立的固件和一組在該內(nèi)核上最佳運行任務(wù)。這種安排可以很容易地克服應(yīng)用程序和協(xié)議代碼實時性需求之間的沖突問題。

一個尺碼并不適合所有人

雙核體系結(jié)構(gòu)引入了一些復(fù)雜性，因為雙核SoC比單核Arm處理器具有更多的交互性。但是nRF5340體系結(jié)構(gòu)被巧妙地劃分為明確定義的子系統(tǒng)，以最大限度地提高其靈活性。例如，Nordic設(shè)計了最高效、最穩(wěn)定的子系統(tǒng)來操作RF協(xié)議。這個子系統(tǒng)是完美優(yōu)化的，客戶不需要在那里開發(fā)，讓他們只關(guān)注應(yīng)用處理器子系統(tǒng)，以使他們的產(chǎn)品與競爭對手區(qū)分開來。

當然這并不意味著高水平的開發(fā)者無法訪問網(wǎng)絡(luò)處理器：Nordic為客戶提供了對兩個核心的完全訪問權(quán)限，并且可以自由地使用每一個核心，而市場上的同類產(chǎn)品并不總是這樣。網(wǎng)絡(luò)處理器的可編程性使開發(fā)人員能夠選擇在其上運行的應(yīng)用軟件元素，其與應(yīng)用處理器相比具有更高的效率。

例如，一些客戶可能只對簡單的藍牙LE連接感興趣，并且能夠?qū)⒄麄€藍牙LE協(xié)議安裝到網(wǎng)絡(luò)域中，而其他客戶可能會針對多協(xié)議解決方案，其中上層只適合應(yīng)用程序域。（需要端到端加密的物聯(lián)網(wǎng)最好采用CryptoCell-312方案，它只駐留在應(yīng)用程序域中。）

唯一可以肯定的是，一個解決方案并不適用于所有人。這就是為什么Nordic提供軟件示例，演示如何將應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)處理器結(jié)合起來。

多核遠比雙核更好

nRF5340有兩個核心，主要是為了消除處理能力和單核功耗之間的權(quán)衡。應(yīng)用處理器只在需要時提供計算上的重擔(dān)，而功率優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)處理器則負責(zé)處理無線協(xié)議。第二個優(yōu)點是每個核心都可以運行自己的軟件，防止應(yīng)用程序代碼和協(xié)議軟件之間發(fā)生沖突。但是，雖然兩個核心是好的，兩個以上的更好，這就是為什么nRF5340的架構(gòu)被設(shè)計成支持多核系統(tǒng)，而不僅僅是雙核系統(tǒng)。多核nRF53系列SoC將來可能成為Nordic產(chǎn)品組合的一部分。

早在2012年，北歐nRF51系列SoC就掀起了一股創(chuàng)新無線產(chǎn)品的浪潮。隨著雙核nRF5340的發(fā)布，全新一代更多核產(chǎn)品即將出現(xiàn)。