Nordic Semiconductor nRF52/nRF53 晶片比較表 2025Q1

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  Lastmod: 2025-03-16
拆解比較
by Ernest Chiang

(圖說：美味的背後有多少辛苦的前置準備？ 拍攝於 Le Bouchon Ogasawara 餐廳，渋谷，東京。圖片來源：Ernest。)

tl;dr 重點摘要

  • nRF52832 適合較簡單的藍牙低功耗應用，而 nRF52840 則增加了 USB 和進階安全功能，適合注重連接性的產品
  • nRF52833 引入方向定位功能 (AoA/AoD)，可實現基於位置的服務和資產追蹤應用
  • nRF5340 的雙核心架構能夠支援複雜的多協議應用，同時維持關鍵的即時效能
  • 安全功能從 nRF52832 的基本 AES 加密顯著提升至 nRF5340 的全面安全保護 (TrustZone、CryptoCell、安全啟動)
  • 在 nRF52 系列內的開發遷移所需努力較小，但遷移至 nRF53 需要因架構變更而進行大量程式碼重構

1️⃣ 通用規格與市場定位 General Specifications and Positioning

  • 發布年份/日期
  • 系列與定位
  • 目標市場領域
  • 核心功能亮點
  • 工作溫度範圍
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
發布年份2016201920182020
系列nRF52 SeriesnRF52 SeriesnRF52 SeriesnRF53 Series
定位Mid-range BLE SoCAdvanced connectivity SoCFeature-rich SoCDual-core wireless SoC
核心功能亮點Bluetooth 5, ARM Cortex-M4F, ThreadBluetooth 5.1, AoA/AoD, ARM Cortex-M4FBluetooth 5, USB, ARM Cortex-M4F, Thread, ZigbeeDual Cortex-M33 cores, Bluetooth 5.2, Thread, Zigbee
工作溫度-40°C to 85°C-40°C to 105°C-40°C to 85°C-40°C to 105°C

2️⃣ 處理器與效能 Processor and Performance

  • CPU 架構
  • 時脈頻率
  • FPU 支援
  • DSP 功能
  • 效能指標
  • CoreMark 分數
  • 功率效率 (CoreMark/MHz)
  • 能源效率 (CoreMark/mA)
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
CPU 架構ARM Cortex-M4ARM Cortex-M4ARM Cortex-M4Application core:
ARM Cortex-M33
Network core:
ARM Cortex-M33
時脈頻率64 MHz64 MHz64 MHzApplication core:
128/64 MHz
Network core:
64 MHz
FPUYesYesYesYes (both cores)
DSP 功能YesYesYesYes (both cores)
CoreMark 分數215 (flash)217 (flash)212 (flash)514 (Application core)
功率效率3.36 CoreMark/MHz3.4 CoreMark/MHz3.3 CoreMark/MHz4.0 CoreMark/MHz
能源效率58 CoreMark/mA65.8 CoreMark/mA64 CoreMark/mAN/A
附加功能---TrustZone support (Application core)

3️⃣ 記憶體配置 Memory Configuration

  • 快閃記憶體大小
  • RAM 大小
  • 快取設定
  • 記憶體保護功能
  • QSPI/XIP 功能
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
快閃記憶體大小512 KB / 256 KB (variant dependent)512 KB1 MBApplication core:
1 MB
Network core:
256 KB
RAM 大小64 KB / 32 KB (variant dependent)128 KB256 KBApplication core:
512 KB
Network core:
64 KB
快取設定Instruction cacheInstruction cacheInstruction cache2-way set associative cache (Application core)
Direct mapped cache (Network core)
記憶體保護Block protectAccess control lists (ACL)Access control lists (ACL)System protection unit (SPU)
QSPI/XIP 功能NoNoYes
(32 MHz QSPI)		Yes
(QSPI with on-the-fly encryption)
頁面大小4 KB4 KB4 KBApplication core: 4 KB
Network core: 2 KB
耐久性10,000
write/erase
cycles		10,000
write/erase
cycles		10,000
write/erase
cycles		10,000
write/erase
cycles
資料保留10 years at 85°C10 years at 85°C10 years at 85°C10 years at 85°C

4️⃣ 無線電與連接能力 Radio and Connectivity

  • 支援的協定
  • 藍牙版本支援
  • IEEE 802.15.4 支援
  • 專有協定
  • 射頻效能
  • 靈敏度
  • 輸出功率範圍
  • 電流消耗 (TX/RX)
  • 方向定位功能
  • AoA/AoD 支援
  • 天線切換功能
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
藍牙支援
藍牙版本5.05.15.05.2
BLE 資料傳輸率2 Mbps, 1 Mbps2 Mbps, 1 Mbps, 500 kbps, 125 kbps2 Mbps, 1 Mbps, 500 kbps, 125 kbps2 Mbps, 1 Mbps, 500 kbps, 125 kbps
其他協議
IEEE 802.15.4NoYesYesYes
ThreadNoYesYesYes
ZigbeeNoYesYesYes
專有 2.4 GHzYes
(1 Mbps)		Yes
(1 Mbps, 2 Mbps)		Yes
(1 Mbps, 2 Mbps)		Yes
(1 Mbps, 2 Mbps)
無線電效能
靈敏度 (1 Mbps BLE)-96 dBm-96 dBm-95 dBm-98 dBm
靈敏度 (長距離)N/A-103 dBm (125 kbps)-103 dBm (125 kbps)-104 dBm (125 kbps)
輸出功率範圍-20 to +4 dBm-20 to +8 dBm-20 to +8 dBm-40 to +3 dBm
TX 電流 (0 dBm)5.3 mA4.9 mA4.8 mA4.8 mA
RX 電流5.4 mA4.6 mA4.6 mA2.6 mA
方向定位
到達角 (AoA)NoYesNoYes
出發角 (AoD)NoYesNoYes
天線切換NoYesNoYes

5️⃣ 電源管理 Power Management

  • 供電電壓範圍
  • 電源模式
  • 不同模式下的電流消耗
  • System OFF
  • System ON 閒置
  • 不同的睡眠模式
  • 電源調節器
  • DC/DC 轉換器
  • LDO 選項
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
供電電壓
供電電壓範圍1.7V - 3.6V1.7V - 5.5V1.7V - 5.5V1.7V - 5.5V
電源模式
System ON 模式Constant latency, Low powerConstant latency, Low powerConstant latency, Low powerConstant latency, Low power
System OFF 模式YesYesYesYes
Force-OFF 模式N/AN/AN/AYes
(Network core)
電流消耗 (典型值)
System OFF (無 RAM 保留)0.4 µA0.6 µA0.4 µA0.9 µA
System OFF (全 RAM 保留)0.7 µAN/A1.5 µA2.4 µA
(512 kB app + 64 kB network)
System ON 閒置 (無 RAM 保留)1.9 µA1.5 µA1.5 µA1.3 µA
從快閃記憶體執行 (DC/DC)3.7 mA3.7 mA3.7 mAN/A
電源調節器
DC/DC 轉換器YesYesYesYes
LDOYesYesYesYes
進階電源管理YesYesYesYes
自動周邊設備電源管理YesYesYesYes

6️⃣ 安全功能 Security Features

  • 硬體安全
  • TrustZone 支援
  • CryptoCell 版本
  • 信任根基
  • 加密加速器
  • 存取保護機制
  • 安全啟動功能
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
硬體安全
TrustZone 支援NoNoYesYes
CryptoCellNoNoCryptoCell 310CryptoCell 312
信任根基NoNoYesYes
加密功能
AESYes (ECB, CCM)Yes (ECB, CCM)Yes (ECB, CBC, CMAC/CBC-MAC, CTR, CCM/CCM*)Yes (ECB, CBC, CMAC/CBC-MAC, CTR, CCM/CCM*, GCM)
雜湊演算法NoNoSHA-1, SHA-256SHA-1, SHA-2 up to 256 bits
公鑰加密NoNoRSA up to 2048-bit, ECCRSA up to 3072 bits, ECC
安全隨機數生成器YesYesNIST SP800-90A/B compliantNIST 800-90B, AIS-31, FIPS 140-2 compliant
金鑰管理NoNoDerived key modelDerived key model
存取保護
快閃記憶體存取控制Block protectAccess control listsAccess control listsSystem protection unit (SPU)
除錯埠保護Yes
(APPROTECT)		Yes
(APPROTECT)		Yes
(APPROTECT)		Yes
(CTRL-AP)
安全啟動NoSecure boot readySecure boot readySecure boot ready
安全韌體更新NoNoYesYes

7️⃣ 介面與周邊設備 Interfaces and Peripherals

  • GPIO 數量
  • 數位介面
  • SPI/SPIM/SPIS
  • I²C/TWI
  • UART/UARTE
  • USB
  • I²S
  • 類比周邊設備
  • ADC 規格
  • 比較器
  • 溫度感測器
  • 其他周邊設備
  • PWM
  • 計時器與計數器
  • QDEC
  • NFC
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
GPIO
GPIO 針腳32424848
數位介面
SPI/SPIM 實例3445
SPIS 實例3334
I²C/TWI 實例2224
UART/UARTE 實例1224
USBNoYes
(2.0 full speed)		Yes
(2.0 full speed)		Yes
(2.0 full speed)
I²SYesYesYesYes
PDM (麥克風)YesYesYesYes
QSPINoNoYes (32 MHz)Yes
類比周邊設備
ADC12-bit, 200 ksps, 8 channels12-bit, 200 ksps, 8 channels12-bit, 200 ksps, 8 channels12-bit, 200 ksps, 8 channels
比較器 (COMP)YesYesYesYes
低功耗比較器 (LPCOMP)YesYesYesYes
溫度感測器YesYesYesYes
其他周邊設備
PWM 單元3444
計時器5 (32-bit)5 (32-bit)5 (32-bit)5 (32-bit)
實時計數器 (RTC)3333
看門狗計時器YesYesYesYes
正交解碼器 (QDEC)YesYesYesYes (2)
隨機數生成器YesYesYesYes
NFCYes (Type 2 Tag)Yes (Type 2 Tag)Yes (Type 2 Tag)Yes (Type 2 Tag)
可程式化周邊互連PPIPPIPPIDPPI

8️⃣ 封裝選項與物理特性 Package Options and Physical Characteristics

  • 可用封裝
  • 尺寸
  • 針腳/球數
  • 散熱特性
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
可用封裝
QFNQFN48 (6x6 mm)QFN40 (5x5 mm)QFN48 (6x6 mm)-
aQFN-aQFN73 (7x7 mm)aQFN73 (7x7 mm)aQFN94 (7x7 mm)
WLCSPWLCSP (3.0x3.2 mm)WLCSP (3.175x3.175 mm)WLCSP (3.544x3.607 mm)WLCSP95 (4.4x4.0 mm)
尺寸
最小封裝3.0x3.2 mm (WLCSP)3.175x3.175 mm (WLCSP)3.544x3.607 mm (WLCSP)4.4x4.0 mm (WLCSP)
針腳/球數
QFN484048-
aQFN-737394
WLCSP56495695
散熱特性
工作溫度-40°C to 85°C-40°C to 105°C-40°C to 85°C-40°C to 105°C
儲存溫度-40°C to 125°C-40°C to 125°C-40°C to 125°C-40°C to 125°C

9️⃣ 應用與使用案例 Applications and Use Cases

  • 物聯網應用
  • 穿戴式裝置
  • 智慧家庭產品
  • 工業應用
  • 醫療保健與健身裝置
  • 音訊應用
  • 電腦周邊設備
  • 遊戲控制器
  • 定位服務
類別nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
物聯網應用
智慧家庭YesYesYesYes
工業物聯網LimitedYesYesYes
感測器網路YesYesYesYes
穿戴式裝置
健康/健身追蹤器YesYesYesYes
智慧手錶YesYesYesYes
醫療裝置YesYesYesYes
音訊應用
無線耳塞LimitedYesYesYes
無線耳機LimitedYesYesYes
麥克風與喇叭YesYesYesYes
電腦周邊設備
鍵盤YesYesYesYes
滑鼠YesYesYesYes
多點觸控板YesYesYesYes
其他類別
遊戲控制器YesYesYesYes
遙控器YesYesYesYes
定位服務LimitedYes
(with direction finding)		LimitedYes
(with direction finding)
支付裝置LimitedLimitedYesYes
信標YesYesYesYes
無線充電LimitedLimitedYesYes
複雜應用的適用性
多協議應用LimitedGoodVery goodExcellent
安全關鍵應用LimitedLimitedGoodExcellent
處理密集型應用GoodGoodGoodExcellent
超低功耗應用Very goodVery goodVery goodExcellent

✴️ 開發生態系統 Development Ecosystem

  • SDK 支援
  • SoftDevice 選項
  • 開發工具
  • 向下相容性
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
SDK 支援
nRF5 SDKYesYesYesLimited
nRF Connect SDKLimitedYesYesYes
Zephyr RTOSYesYesYesYes
SoftDevice 選項
S112 (Bluetooth peripheral)YesYesYesNo
S113 (Bluetooth peripheral + central)YesYesYesNo
S132 (Bluetooth full stack)YesYesNoNo
S140 (Bluetooth full stack)NoYesYesNo
S340 (Bluetooth + Thread)NoNoYesNo
SoftDevice ControllerNoNoNoYes
開發工具
nRF Connect for DesktopYesYesYesYes
SEGGER Embedded StudioYesYesYesYes
GCC, IAR, Keil supportYesYesYesYes
nRF Command Line ToolsYesYesYesYes
nRF52 DKYesYesNoNo
nRF52833 DKNoYesNoNo
nRF52840 DKNoNoYesNo
nRF5340 DKNoNoNoYes
除錯功能
SWDYesYesYesYes
追蹤埠YesYesYesYes
即時追蹤YesYesYesYes
記憶體監視點單元YesYesYesYes

🚧 遷移與升級路徑 Migration and Upgrade Path

  • 針腳相容性
  • 軟體可移植性
  • 功能遷移考量
功能nRF52832nRF52833nRF52840nRF5340
硬體相容性
針腳相容性BaselinePartial with nRF52832Not compatible with nRF52832Not compatible with nRF52 series
無線電相容性On-air compatible with nRF51, nRF24L, nRF24APOn-air compatible with nRF52, nRF51, nRF24L, nRF24APOn-air compatible with nRF52, nRF51, nRF24L, nRF24APOn-air compatible with nRF52, nRF51, nRF24L, nRF24AP
軟體可移植性
從 nRF52832 的程式碼可移植性-HighModerateLow
從 nRF51 系列的程式碼可移植性ModerateModerateModerateLow
功能考量
增強的無線電功能NoYes
(Direction finding)		Yes
(Long range, higher output power)		Yes
(Direction finding, better sensitivity)
增強的 CPU 效能NoNoNoYes (Dual-core, higher clock)
增強的安全性NoNoYes
(CryptoCell 310)		Yes
(CryptoCell 312, TrustZone)
增強的記憶體NoYes
(More RAM)		Yes
(More RAM and flash)		Yes
(More RAM and flash)
增強的介面NoYes
(More peripherals)		Yes
(USB, QSPI)		Yes
(More peripherals)
遷移挑戰
程式碼重構需求-MinimalModerateSignificant
硬體重新設計需求-Minimal to moderateSignificantSignificant
電源管理變更-MinimalMinimalModerate
建議遷移路徑
從 nRF51 系列Direct migrationVia nRF52832Via nRF52832Via nRF52840
從 nRF52832-Direct migrationDirect migrationVia nRF52840

ℹ️ 參考資料 Reference