Аппаратное превосходство: Cortex-M4, EasyDMA и архитектура Nordic

В предыдущей теме мы разобрали, почему для эффективной работы nRF52840 нужно отказаться от цикла loop() в пользу событийной модели. Теперь заглянем «под капот».

Если Arduino (ATmega328) — это мастерская, где один мастер делает всё вручную, то nRF52840 — это автоматизированный завод. Здесь каждый процесс делегирован отдельному «цеху».

Cortex-M4: Вычислительный центр

Сердце чипа — 32-битное ядро Cortex-M4. Оно работает на частоте 64 МГц, что в разы быстрее 8-битных процессоров Arduino.

Главное преимущество — буква «F» в модификации (Cortex-M4F). Она означает наличие FPU (Floating Point Unit) — блока для работы с числами с плавающей точкой. Там, где Arduino тратит сотни циклов на расчеты с десятичными дробями, nRF52840 справляется мгновенно.

Цель разработчика: Процессор — самый «прожорливый» потребитель энергии. Наша задача — заставить его спать как можно дольше, переложив рутину на периферию.

EasyDMA: Автопилот для данных

В Arduino процессор работает «грузчиком»: он лично забирает каждый байт из UART или ADC и переносит его в память. Пока идет передача, процессор занят на 100%.

EasyDMA освобождает ядро от этой работы. Это контроллер, который перекачивает данные между периферией и оперативной памятью (RAM) напрямую.

Задача	Как в Arduino	С EasyDMA в nRF52840
Перенос данных	Процессор ждет байт и кладет его в RAM.	Процессор дает команду и уходит в сон.
Нагрузка на CPU	100% во время передачи.	0% (процессор свободен).
Энергопотребление	Высокое.	Минимальное.

Благодаря EasyDMA чип может принимать пакеты данных по Bluetooth или записывать звук, пока ядро Cortex-M4 полностью выключено.

PPI: Нервная система чипа

PPI (Programmable Peripheral Interconnect) — это технология, позволяющая блокам чипа общаться друг с другом без участия процессора.

В Arduino для связи двух модулей (например, таймера и радио) нужно писать прерывание: будить процессор, выполнять код и снова засыпать. PPI делает это на уровне «железа». Вы просто соединяете событие одного модуля с задачей другого.

Пример: Таймер отсчитал секунду → PPI мгновенно дает команду радиомодулю начать передачу. Процессор об этом даже не узнает.

NVIC и Система регистров: Диспетчерская

Для управления этим «заводом» используются два механизма:

1. Система регистров: Специальные ячейки памяти — «пульты управления». Записывая в них значения, вы настраиваете частоту, выбираете пины или включаете EasyDMA. SDK обычно скрывает сложность регистров за удобными функциями, но важно знать, что они — фундамент управления.
2. NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller): Главный диспетчер. Если произошло критическое событие, требующее вмешательства «директора» (процессора), NVIC мгновенно будит его и направляет к нужной функции-обработчику (Callback).

Практика: Как сэкономить батарейку

Представим задачу: считывать данные с датчика 1000 раз в секунду.

• Как делает новичок: Процессор постоянно проверяет таймер, запускает измерение, ждет результат, записывает в память. Итог: батарейка сядет за пару дней.
• Как делает профи на nRF52:
  1. Настраиваем таймер.
  2. Через PPI соединяем таймер с ADC (аналого-цифровой преобразователь).
  3. Через EasyDMA указываем ADC складывать результаты в массив в памяти.
  4. Когда массив заполнится, NVIC один раз разбудит процессор для обработки всей пачки данных.

В таком режиме устройство проработает от одной батарейки-таблетки месяцы. 🔋

---

Теперь вы знаете, какими ресурсами обладает nRF52840. Чтобы применить их в деле, нужны профессиональные инструменты. В следующей теме мы установим Toolchain и расширения, превратив ваш компьютер в полноценную станцию разработки.