我的工作流程：在 Apple Silicon (M4 Pro) 設定 nRF52 DK 開發環境

Published:
  Lastmod: 2025-03-10
開發環境
by Ernest Chiang

Post Title Image （圖說：開箱 Apple MacBook Pro M4 Pro 和 reMarkable Paper Pro。拍攝於 AWS re:Invent 2024，拉斯維加斯。圖片來源：Ernest）

今天花了一些時間在一台 macOS Sequoia 15.1.1 機器上設定 nRF52 DK (PCA10040) 開發板的開發環境，這台機器是 Apple Macbook Pro M4 Pro (Apple Silicon)。這篇部落格文章筆記了這個過程，留給自己以及同為使用 Nordic Semiconductor nRF52 DK 朋友們參考。

工作流程

以下是本文關於 nRF52 DK 開發環境設定過程的流程概念圖：

flowchart TD A[Start Setup] --> B[Install Prerequisites] B --> B1[Xcode Command Line Tools] B --> B2[Homebrew] B1 & B2 --> C[Install Core Tools] C --> C1[GNU Arm Embedded Toolchain] C --> C2[Install nrfutil Components] C --> C3[Install Optional Tools] C1 --> C1a[gcc-arm-embedded] C2 --> C2a[nrf5sdk-tools] C2 --> C2b[device] C2 --> C2c[completion] C3 --> C3a[OpenOCD] C1a & C2a & C2b & C2c & C3a --> F[Verify Installation] F --> F1[Verify arm-none-eabi-gcc] F --> F2[Verify nrfjprog] F --> F3[Check Device Connection] F1 & F2 & F3 --> G[Development Environment Ready] %% Set background color style C1 fill:#f9d5e5,stroke:#333,stroke-width:1px style C2 fill:#d5f9e5,stroke:#333,stroke-width:1px style C3 fill:#d5e5f9,stroke:#333,stroke-width:1px

這個流程圖展示了從 安裝先決條件 到 擁有開發環境 的過程。按照這個工作流程設定 nRF52 DK 開發環境。主要步驟包括安裝基本工具，然後是 Nordic 特定的開發工具，最後驗證安裝成功。

先決條件

在深入設定之前，先確保已安裝了這些必要的元件：

  • Xcode 指令列工具：透過 xcode-select --install 安裝
  • Homebrew：macOS 的套件管理器

安裝過程

GNU Arm Embedded Toolchain

homebrew 裡頭有一包打包好的 gcc-arm-embedded：

brew install --cask gcc-arm-embedded

安裝後，檢查一下是否正確安裝：

$ arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (Arm GNU Toolchain 14.2.Rel1 (Build arm-14.52)) 14.2.1 20241119
Copyright (C) 2024 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ make -v
GNU Make 3.81
Copyright (C) 2006  Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.
There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

This program built for i386-apple-darwin11.3.0

重要：不要安裝 arm-none-eabi-gcc。請安裝 gcc-arm-embedded，以避免兼容性問題。

nRF Util (nrfutil)

nRF Util 是一個指令列工具，整合了一些 Nordic 功能：

  1. 從 Nordic Semiconductor nRF Util 官方網頁 下載最新版本，應該要大於 v7.0.0。目前這個步驟無法使用 homebrew 或 pip 完成，得要過去官網下載。（不要使用 pip 安裝，最多只能安裝到舊版本 v5.2.0。官方整個改寫了 nrfutil。）

  2. 然後使用這些指令進行設定：

$ cd Downloads
$ chmod +x nrfutil
$ ./nrfutil --version
$ sudo mv nrfutil /usr/local/bin

$ nrfutil --version
nrfutil 7.12.0 (39003c9 2024-06-10)
commit-hash: 39003c9d0e5d946af0f417cfadf4ac55a6d03c19
commit-date: 2024-06-10
host: aarch64-apple-darwin
build-timestamp: 2024-06-10T15:50:53.137997000Z
classification: nrf-external

接下來，使用 nrfutil 安裝其他元件：

$ nrfutil install nrf5sdk-tools
$ nrfutil install device
$ nrfutil install completion
$ nrfutil completion install zsh

也可以一次性安裝所有元件：

$ nrfutil install nrf5sdk-tools; nrfutil install device; nrfutil install completion; nrfutil completion install zsh

安裝後，將以下內容添加到 .zshrc 文件中以啟用指令自動完成：

# From nrfutil completion install
[[ -r "${HOME}/.nrfutil/share/nrfutil-completion/scripts/zsh/setup.zsh" ]] && . "${HOME}/.nrfutil/share/nrfutil-completion/scripts/zsh/setup.zsh"

# Initialize zsh completion system
autoload -Uz compinit
compinit

驗證是否安裝成功，應該要有 nrfjprog 工具可以使用：

$ nrfjprog -v
nrfjprog version: 10.24.2 external
JLinkARM.dll version: 8.16

檢查 nRF52 DK 裝置是否可被識別：

$ nrfutil device list
682629006
product         J-Link
board version   PCA10040
ports           /dev/tty.usbmodem0006826290061
traits          devkit, jlink, seggerUsb, serialPorts, usb

Found 1 supported device(s)

OpenOCD（Optional）

為了獲得 on-chip debugging 功能，可以安裝 OpenOCD 備用：

brew install open-ocd

關於 nRF SDK

nRF5 SDK v.s nRF Connect SDK

值得注意的是，nRF5 SDK 現在處於維護模式，Nordic Semiconductor 建議對新專案使用 nRF Connect SDK：

  • nRF Connect SDK 是一個統一的 SDK，橫跨基於 nRF52、nRF53、nRF70 和 nRF91 等系列裝置
  • 它將 Zephyr RTOS 與各種樣本、協議和驅動程式整合
  • 該 SDK 公開放在 GitHub 上，並支援免費的 nRF Connect for VS Code IDE
  • 👉 nRF Connect SDK and nRF5 SDK statement - Nordic Blog

我有幾個使用 nRF5 SDK 開發的現有專案，但未來可能需要研究一下 nRF Connect SDK。

nRF Util 的主要功能

nRF Util 提供了幾個有用的指令：

nrfutil nrf5sdk-tools 指令

  • 產生 Device firmware update (DFU) package
  • 加密金鑰管理
  • 產生 Bootloader 程式設定
  • 透過各種傳輸方式（BLE、UART、USB、Thread、Zigbee）執行 DFU 程式

nrfutil device 指令

  • Listing connected devices
  • Programming devices
  • Erasing and recovery operations
  • Various device management tasks

nrfutil completion 指令

透過 shell 中的指令自動完成功能，更方便使用 nrfutil 指令。

Deprecated Tools

nRF Command Line Tools 正在被歸檔 (archived) 並逐漸被新版本 nRF Util (> v7.0.0) 取代。雖然它們仍然可以透過以下方式安裝：

brew install --cask nordic-nrf-command-line-tools

但建議對所有新的開發工作使用新版本 nRF Util (> v7.0.0) 。

總結

安裝了這些工具後，我現在在 macOS (Apple Silicon) 上擁有了完整的（希望是這樣，哈哈） nRF52 DK 開發板開發環境。接下來可以重新把玩過往的專案。

從 nRF5 SDK 轉移到 nRF Connect SDK 代表 Nordic 開發生態系統的重要轉變，提供更好的整合、更多功能和更廣泛的裝置支援。對於任何新專案，我將按照 Nordic 的建議使用 nRF Connect SDK 而不是較舊的 nRF5 SDK。因為我有一些使用 nRF5 SDK 的現有專案，看來未來得花些時間研究 nRF Connect SDK。