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Nordic nRF51822(「nRF51」、micro:bit v1)

この MCU の真下には、48 本の小さな金属製のピンがあります(いわゆる QFN48 チップです)。 これらのピンは traces に接続されています。これは基板上で部品同士を つなぐ配線として機能する、小さな「道路」のようなものです。MCU は ピンの電気的特性を動的に変化させることができます。これは、照明の スイッチが回路内の電流の流れ方を変えるのと似ています。特定のピンを 電流が流れるようにしたり、流れないようにしたりすることで、そのピンに (traces を介して)接続された LED をオン・オフできます。

各メーカーは異なる部品番号体系を使っていますが、多くの場合、 部品番号を見るだけでコンポーネントに関する情報を判断できます。 この MCU の部品番号(N51822 QFAAH3 1951LN。肉眼ではおそらく見えませんが、 チップ上にあります)を見ると、先頭の n から、これは Nordic Semiconductor が製造した部品であることが推測できます。同社の Web サイトで部品番号を調べると、 すぐに product page が見つかります。そこでは、このチップの主な マーケティング上の訴求点が「Bluetooth Low Energy and 2.4 GHz SoC」 であることがわかります(SoC は「System on a Chip」の略です)。 これは、RF が radio frequency の略であることから、製品名に RF が含まれている 理由も説明しています。product page からリンクされている このチップのドキュメントを少し調べると、product specification が見つかり、 その中の第 10 章「Ordering Information」では、この奇妙なチップ名の付け方が 説明されています。そこで、次のことがわかります。

  • N51 は MCU のシリーズを表しており、ほかにも nRF51 MCU が存在することを示しています
  • 822 は部品コードです
  • QF はパッケージコードで、この場合は QFN48 の略です
  • AA はバリアントコードで、MCU が搭載する RAM とフラッシュメモリの容量を示します。 この場合は 256 キロバイトのフラッシュと 16 キロバイトの RAM です
  • H3 はビルドコードで、ハードウェアバージョン(H)と製品構成(3)を示します
  • 1951LN はトラッキングコードなので、あなたのチップでは異なる場合があります

もちろん、製品仕様にはこのチップに関するさらに多くの有用な情報が含まれており、 たとえば ARM® Cortex™-M0 32 ビット・プロセッサをベースにしていることもわかります。

Arm? Cortex-M0?

このチップは Nordic が製造しているのに、Arm とは何者なのでしょうか。 また、このチップが nRF51822 だとすると、Cortex-M0 とは何なのでしょうか。

「Arm ベース」のチップはかなり一般的ですが、「Arm」という商標の 背後にある企業(Arm Holdings)は、実は購入可能なチップを製造していません。 その代わり、同社の主なビジネスモデルは、チップの一部を設計することです。 そして、その設計をメーカーにライセンスし、メーカーはそれを (おそらく独自の調整をいくつか加えつつ)物理的なハードウェアとして実装し、 販売できるようにします。ここでの Arm の戦略は、チップの設計も製造も 行う Intel のような企業とは異なります。

Arm はさまざまな設計をライセンスしています。その「Cortex-M」ファミリーの設計は、 主にマイクロコントローラのコアとして使われます。たとえば Cortex-M0 (このチップのベースになっているコア)は、低コストかつ低消費電力向けに 設計されています。Cortex-M7 はより高コストですが、機能と性能がより高くなっています。

ありがたいことに、この本を読み進めるうえで、さまざまな種類のプロセッサや Cortex の設計についてそれほど多くを知っている必要はありません。ただし、 これでこのデバイスの用語について、少しは理解が深まったはずです。 あなたが具体的に扱っているのは nRF51822 ですが、nRF51822 は Cortex-M ベースの設計に基づいているため、Cortex-M ベースのチップ向けの ドキュメントを読んだり、ツールを使ったりすることがあるかもしれません。