MDBT50Q-CX-40做為藍牙封包分析工具的使用說明

藍牙技術日益普及，應用場景廣泛。然而，在開發過程中，開發者常常遇到各類問題。這些問題可能來自於硬體的不穩定性、軟體版本的不兼容性、環境干擾等。準確識別問題的根源並找到有效的解決方案，是開發過程中的關鍵之一。

常見的不確定性問題

連線不穩定：藍牙裝置之間的連線容易受到外界干擾，如其他無線訊號、物理障礙物。
配對問題：不同裝置之間的藍牙配對過程可能出現失敗，導致無法建立連線。
資料傳輸錯誤：藍牙封包在傳輸過程中可能出現遺失或損壞，導致資料不完整或錯誤。
相容性問題：不同版本的藍牙協議之間可能存在不兼容問題，影響裝置的互操作性。

問題解析方法

在程式開發過程中，設備間可能會出現訊號異常問題，如傳輸速度受限、資料遺漏、無法連線或資料長度超出藍牙規範等。由於藍牙訊號以光速傳播於空中，無法透過導線直接檢測，需特定軟硬體來捕捉與分析訊號。

為快速定位並解決問題，Nordic 提供與 Wireshark 結合的韌體，可燒錄至 Raytac MDBT50Q-CX-40 Dongle，透過 USB 在電腦接收與分析空中的藍牙訊號。以下介紹如何設定該 Dongle 及環境配置。

Dongle FW燒錄

1. 到下列網址下載nRF Sniffer for Bluetooth LE並解壓縮：https://www.nordicsemi.com/Products/Development-tools/nRF-Sniffer-for-Bluetooth-LE

2. 在解壓縮的目錄中我們可以找到sniffer_nrf52840dongle_nrf52840_4.1.1.hex；我們需要燒錄這個Firmware到MDBT50Q-CX-40。

3. 按住MDBT50Q-CX-40 Dongle按鍵後插入PC USB插槽，當LED亮起時即進入bootloader，在此模式我們可以用nRF Programmer來燒錄。

4. 開啟nRF Programmer依下圖的方式操作即可將Firmware燒錄到Dongle中：
– 選擇要燒錄程式的裝置：

– MDBT50Q-CX-40 Dongle進入open bootloader時所產生的裝置名稱：

– 將要燒錄的Firmware檔案加入到programmer中：

– 選擇要燒錄的Firmware – sniffer_nrf52840dongle_nrf52840_4.1.1.hex：

按Write鍵即可將Firmware燒錄到MDBT50Q-CX-40中：

再按SELECT DEVICE可以看到Dongle名稱已變成nRF Sniffer for Bluetooth即已燒錄成功：

Wireshark軟體環搭建步驟

1. 到下列網址下載nRF-Util並安裝：

https://www.nordicsemi.com/Products/Development-tools/nRF-Util

2. 安裝完成後在命令提示字元視窗中使用nrfutil list查看有沒有ble-sniffer的項目，如果沒有可以使用下列的命令安裝：nrfutil install ble-sniffer

3. 到下列網址下載Wireshark並安裝：

https://www.wireshark.org/download.html

4. 安裝完成後依下列設定：Help → About Wireshark → Folders

5. 從Personal Extcap path的Location字串開啟extcap目錄：

6. 將之前下載nrf_sniffer_for_bluetooth_le_4.1.1\extcap中的檔案複製到Wireshark\extcap中，關閉Wireshark應用程式，並重新開啟：

7. 可以看到dongle的interface左邊有一個可設定的圖示出現：

8. Edit → Configuration Profiles → Import → From Directory → 選取nrf_sniffer_for_bluetooth_le_4.1.1\Profile_nRF_Sniffer_Bluetooth_LE目錄後按選擇資料夾：

9. Profile已被匯入，按確定鍵：

到此所有設定都已完成。

勁達 nRF54L15模組模塊(AN54L系列)藍芽低功耗模組概述 & 藍芽規範6.0 - 通道探測(Channel Sounding)概覽

本文將介紹以下4個須知:

A. Nordic nRF54L15 SoC 晶片方案功能簡介
B. nRF54L15/ nRF5340/ nRF52840/ nRF52832 晶片方案模組之間的比較
C. nRF54L15 開發入門(使用nRFConnect SDK 2.8.0)
D. 藍芽規範6.0 - 通道探測(Channel Sounding)概覽

下一代多協定晶片方案 -nRF54L 系列

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A. Nordic nRF54L15 SoC 晶片方案功能簡介

主要特色:

- Nordic 晶片方案中的 ARM Cortex M33 + RISC-V 128Mhz協處理器

- 22奈米迷你晶片尺寸供應 QFN/WLCSP封裝

- 2 倍核心處理能力，3 倍功耗處理效率

- 業界領先的應用低功耗設計

- 全域低功耗RTC睡眠模式喚醒

- 相容於Raytac WIFI模組-AN7002Q系列

- 高吞吐量 4MB 自定義無線電模式

- 藍牙規範 6.0 / 支援通道偵測（韌體待定） - PSA（平台安全架構）安全等級3合格

勁達nRF54L15模組系列
-AN54LQ-15 (一般尺寸) & AN54LV-15(超小尺寸))

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B. nRF54L15/ nRF5340/ nRF52840/ nRF52832 晶片方案模組之間的比較

如果您熟悉Nordic nRF52、nRF53模組系列，那麼參考下圖您會更清楚地了解nRF54L系列和52/53的差異。

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C. nRF54L15 開發入門(使用nRFConnect SDK 2.8.0)
nRF54L15 SoC 規格書連結 
Nordic nRF54L15 DK開發板產品連結 
Raytac nRF54L15模組開發板 - AN54LQ-DB-15 連結

Nordic nRF54L15 DK產品圖

硬體環境架設準備

1x Nordic NRF54L15 DK (PCA10156-0.9.1)
1x Raytac AN54LQ-DB-15
1x IDC 排線
2x USB-C 連接線
請使用Nordic nRF54L15DK/ nRF54L15PDK搭配Raytac 開發板-AN54LQ-DB-15作為開發工具，以進行nRF54L15的程式碼編譯與開發。

注意: 將排線紅色邊緣對準連接器 J1 中 的1 側(如上圖)。

架設步驟:
✓ 步驟1 ---- 透過IDC排線連接NRF54L15 DK和AN54LQ-DB-15
✓ 步驟2 ---- 透過 USB-C 連接線為 NRF54L15 DK 和 AN54LQ-DB-15 供電

勁達AN54LQ-DB-15開發板線路圖如下(點擊圖片以放大): 
(此為2025/01/21 更新後之最新的正確版本M6_V3)

軟體開發套件資源及環境架設

nRF Connect for Desktop下載點: Download nRF Connect For Desktop (Please Click Me)
- 選擇Windows 64-bit - 5.1.0版本: nrfconnect-setup-5.1.0-x64.exe

nRF Command Line Tools下載點: Download nRF Command Line Tools (Please Click Me)
- 選擇 Windows X86 64 - 10.24.2 版本: nrf-command-line-tools-10.24.2-x64.exe

** 提醒: 安裝上述兩個程式時，可能會跳出 SEGGER J-LINK 需要一併安裝或更新的視窗。

安裝完畢後，在電腦控制台的”程式和功能”內可以看到如下，

程式開發
nRF Connect SDK(NCS)支援免費的VS (Visual Studio) Code IDE做開發，開發者可在此開發環境來進行程式開發。
建議應用 NCS 2.8.0 來實現 nRF54L15 的高階功能。

✓ 步驟1 ---- 開啟“nRF Connect for Desktop” → 選擇“Toolchain Manager” → 點擊”Open”，

✓ 步驟2 ---- 你會看到數個 nRF Connect SDK vx.x.x的版本如下圖；建議安裝NCS v2.8.0(含)以後的版本。
在此範例，我們選擇使用NCS v2.8.0 版本。

✓ 步驟3 ---- 在安裝NCS v2.8.0版本之前, 先確認程式想要安裝在哪一個路徑下。目前是設定在 C:\ncs。

若想要變更安裝路徑，點選”Select directory”，再點選Confirm做變更。

✓ 步驟4 ---- nRF Connect SDK v2.8.0 安裝完成如下, 點選”Open VS Code” 。

✓ 步驟5 ---- 打開bluetooth的peripheral_uart範例。

✓ 步驟6 ---- 在編譯配置內選板子並進行編譯。選擇開發板名稱: nrf54l15dk/nrf54l15/cpuapp。

✓ 步驟7 ---- 編譯完成後，會產生.hex燒錄檔。

✓ 步驟8 ---- 在ACTIONS底下有編譯(Build)/除錯(Debug)/燒錄(Flash)可提供開發者做選擇。
<< 編譯 Build >>

<< 除錯 Debug >>

<< 燒錄 Flash >>

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燒錄
nRF Connect SDK(NCS)支援燒錄。開發者可在此使用”Programmer”來進行.hex檔燒錄。
下面介紹燒錄步驟:

✓ 步驟1 ---- 開啟“nRF Connect for Desktop” → 選擇“Programmer” → 點選”Open”。

點選”Select Device”；

點選”nRF54L15 DK”；

點選“Add File”；

✓ Step 2 ---- 選擇要燒錄的.hex檔。

點選”Erase & write” 開始燒錄。

在燒錄的過程中，紅圈部分會顯示斜線。

當LOG出現”completed”的字樣時，代表燒錄已經完成。

✓ Step 3 ---- 燒錄完成後，用手機APP來確認AN54LQ-DB-15是否有做廣播。

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D. 藍芽規範6.0 - 通道探測(Channel Sounding)概覽

什麼是通道探測? 將「Find My」功能提升到更高的準確度

當您使用RSSI來獲取裝置之間的距離並評估傳統低功耗藍牙模組的傳輸距離時，您是否擔心距離精確度？ Nordic NRF54 晶片解決方案支援通道探測，可實現「公分等級」的距離精準度。

圖片來源: Bluetooth SIG

通道探測如何運作?
藍牙通道探測採用基於多頻率測距 (PBR) 和往返時間 (RTT)（TOF 運行時間的概念）演算法，以實現更高精度的測量 2 個設備之間的距離。

多頻率測距 (PBR):

透過訊號在發射器和反射器之間以多個頻率發送，來提高測量準確度。

圖片來源: Bluetooth SIG

往返時間 (RTT)：
使用TOD（出發時間）和TOA（到達時間）來測量設備之間資料封包傳輸過程中的時間差來運算出距離。

圖片來源: Bluetooth SIG

潛在的應用:
個人物品尋找
安全門禁控制
智慧鎖系統
數位鑰匙
資產追蹤

參考來源:

• nRF54L15 DK hardware
• nRF Connect SDK Documentation
• Nordic Dev Zone forum
• AN54LQ-X15 Module series
• Bluetooth Channel Sounding

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Edited by Business Development Manager: Ms. Jocelyn Tsai
Technical guidance provided by R&D Manager: Mr. MW Lee & Mr. Stanley Huang

Raytac Corporation 勁達國際電子股份有限公司
A Bluetooth, Wi-Fi, and LoRa Module Maker based on
Nordic nRF54; nRF53: nRF52; nRF51; nRF7002
Semtech Specification: SX1262

Bluetooth Specification: BT6 ; BT5.4 ; BT5.3 ; BT5.2.
Wi-Fi Specification: Wi-Fi 6
LoRa Specification: LoRaWAN

All products are FCC/IC/CE/Telec/KC/RCM/SRRC/NCC/WPC Pre-Certified.
http://www.raytac.com
email: sales@raytac.com
Tel: +886-2-3234-0208

深入探討 LE Audio 的 BIS 與 CIS 模式

 

LE Audio 是藍牙技術在 5.2 版本中引入的重大革新，主要基於低能耗藍牙（BLE）技術，並採用了全新的音訊編解碼器 LC3（Low Complexity Communication Codec）。相較於傳統的 SBC 編解碼器，LC3 在節省電量的同時也能提供更高質量的音訊。

本文將深入探討 LE Audio 所引入的兩大主要模式：廣播同步串流（Broadcast Isocronous Stream, BIS） 和 連接同步串流（Connected Isocronous Stream, CIS），並解析這些模式如何針對不同的使用場景提供多樣化的音頻體驗。

 

廣播同步串流（BIS）：多設備同步音頻的解決方案

BIS 是為了單向音頻廣播而設計的，它允許單一音頻源向多個設備同步串流，無需設備配對即可進行廣播。多個 BIS 還可組成一個 BIG（Broadcast Isochronous Group），實現多條音訊流的同步傳輸，這對於需要多用戶同時接入相同音頻的場景特別有用。

以下是BIS與BIG的比較表:

BIS 的應用場景：

1.      音樂會和大型活動
在大型戶外音樂會中，BIS 可以將現場音樂從舞台廣播到觀眾的智能手機或無線耳機，讓所有人都能即時同步地聽到演出，不受距離限制。這種技術確保高品質的音頻體驗，即使在遠離舞台的角落，也能讓每個觀眾沉浸在表演中。

2.      博物館導覽
使用 BIS 技術，博物館可以為遊客提供音頻導覽，讓他們在參觀不同展品時，透過智能手機或租用設備接收相同的解說內容。此外，還可以根據遊客的需求靈活提供多語言服務，提升參觀體驗。

 

連接同步串流（CIS）：專屬連接與高品質音頻

相對於 BIS，CIS 注重一對一的設備連接，提供雙向的高品質音頻傳輸。CIS 適用於需要個性化音頻體驗的場景，並能組成 CIG（Connected Isochronous Group），使多個設備間的音訊串流保持同步。

以下是CIS與CIG的比較表:

CIS 的應用場景：

1.      無線耳機
使用者可透過 CIS 將無線耳機與智能手機連接，並同時連接兩個耳機以實現同步音訊播放。CIS 提供高保真音頻串流，無論是音樂、播客還是通話，都能確保清晰且低延遲的音質。同時，個別耳機的音量和均衡設定不會互相影響，提供個性化的聆聽體驗。

2.      助聽器應用
CIS 對助聽器使用者尤為有利，能夠直接將助聽器連接到智能手機或電視，並針對個別需求調整音頻設定。此技術可提升語音清晰度並減少背景噪音，使日常互動更加自然流暢。

總結

LE Audio 的 BIS 和 CIS 提供了針對不同使用場景的音頻傳輸解決方案。BIS 特別適合於需要多用戶共享的公開場合，如活動或公共場所的廣播服務；而 CIS 則適合提供私密、高品質的音頻體驗，尤其在多設備間的同步傳輸中表現出色。

隨著 LE Audio 技術的不斷發展，我們的日常音頻體驗將會迎來顯著的改變，這些創新技術不僅提高了音質，也增強了用戶的互動感。

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Edited by Sales Manager: Ms. Mandy Chao

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Nordic nRF54; nRF53: nRF52; nRF51; nRF7002
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Bluetooth Specification: BT5.4 ; BT5.3 ; BT5.2.
Wi-Fi Specification: Wi-Fi 6
LoRa Specification: LoRaWAN

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