geniushyun
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16 KiB
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style: |
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|
|
}
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h1 {
|
|
color: #00a9ce;
|
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font-size: 42px;
|
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|
|
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|
|
}
|
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h2 {
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|
color: #003087;
|
|
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|
|
}
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h3 {
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|
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|
|
}
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|
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|
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|
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|
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|
|
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|
|
}
|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
}
|
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|
|
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|
|
}
|
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|
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|
|
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|
|
}
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|
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|
|
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|
|
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---
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|
<!-- _color: white -->
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# nRF Connect for VS Code
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## 완전 입문 가이드
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**설치 → 프로젝트 생성 → 파일 구조 이해 → 빌드 & 플래싱**
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# 목차
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1. **nRF Connect SDK 개요**
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2. **개발 환경 설치**
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3. **첫 프로젝트 만들기**
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4. **핵심 파일 구조**
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- `CMakeLists.txt`
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- `prj.conf` (Kconfig)
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- `.overlay` (Device Tree)
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|
5. **빌드 & 플래싱**
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6. **디버깅 (RTT / J-Link)**
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7. **실제 프로젝트 예시 (VesiScan)**
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# 1. nRF Connect SDK 개요
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## nRF Connect SDK란?
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Nordic Semiconductor의 **nRF 시리즈 MCU**를 위한 공식 개발 환경
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- **기반**: Zephyr RTOS + 자체 미들웨어 레이어
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- **지원 칩**: nRF52 / nRF53 / nRF91 / nRF54 시리즈
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- **VS Code 확장**: nRF Connect for VS Code Extension Pack
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|
```
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nRF Connect SDK
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|
├── Zephyr RTOS ← 코어 OS (스케줄러, 드라이버 등)
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|
├── nrfxlib ← Nordic 전용 라이브러리 (BLE, LTE 등)
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|
├── mcuboot ← 부트로더
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|
└── 내 프로젝트 코드
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|
```
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|
> **핵심 개념**: 내 코드는 SDK 위에 "앱" 형태로 올라감
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|
> SDK 자체는 수정하지 않음 → `west` 도구로 관리
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# 2. 개발 환경 설치 (1/3)
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## 필요한 소프트웨어
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| 소프트웨어 | 역할 | 다운로드 |
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|---|---|---|
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| VS Code | 코드 편집기 | code.visualstudio.com |
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|
| nRF Connect Extension Pack | VS Code 확장 묶음 | VS Code 마켓플레이스 |
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|
| nRF Connect SDK | Zephyr + Nordic 라이브러리 | 확장에서 자동 설치 |
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|
| J-Link | 플래싱 / 디버깅 드라이버 | segger.com |
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# 2. 개발 환경 설치 (2/3)
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|
## VS Code 확장 설치
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|
1. VS Code 실행 → Extensions (`Cmd+Shift+X` / `Ctrl+Shift+X`)
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|
2. **"nRF Connect for VS Code Extension Pack"** 검색 후 설치
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|
3. 설치되는 확장 목록:
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|
```
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|
nRF Connect for VS Code Extension Pack
|
|
├── nRF Connect ← 메인 확장 (빌드, 플래싱, 디버그)
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|
├── nRF DeviceTree ← .overlay 파일 자동완성 / 검사
|
|
├── nRF Kconfig ← prj.conf 자동완성 / 검사
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|
└── nRF Terminal ← 시리얼/RTT 터미널
|
|
```
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---
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# 2. 개발 환경 설치 (3/3)
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|
## SDK 설치 (Toolchain Manager)
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1. VS Code 좌측 사이드바 → **nRF Connect 아이콘** 클릭
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|
2. **"Install Toolchain"** → 원하는 SDK 버전 선택 (예: `v2.6.0`)
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3. 자동으로 다음을 다운로드:
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|
- ARM GCC 툴체인
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|
- west (Python 기반 빌드/패키지 도구)
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|
- nRF Connect SDK 소스
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> **설치 경로 예시 (macOS)**
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|
> `~/ncs/v2.6.0/` → SDK 소스
|
|
> `~/ncs/toolchains/` → GCC, west 등
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# 3. 첫 프로젝트 만들기 (1/2)
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## 방법 A: Sample에서 시작 (추천)
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1. 사이드바 → **nRF Connect** 패널
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|
2. **"Create a new application"** 클릭
|
|
3. 옵션 선택:
|
|
- **Copy a sample**: SDK 내 샘플을 복사해서 시작
|
|
- **Blank application**: 빈 프로젝트 생성
|
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|
|
```
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|
추천 시작 샘플:
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├── zephyr/samples/basic/blinky ← GPIO LED 기초
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├── zephyr/samples/bluetooth/peripheral_uart ← BLE NUS
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└── nrf/samples/bluetooth/nordic_uart_service ← Nordic BLE
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```
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---
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|
# 3. 첫 프로젝트 만들기 (2/2)
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## 방법 B: Build Configuration 추가
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|
1. **"Add Build Configuration"** 클릭
|
|
2. **Board** 선택 (예: `nrf52840dk_nrf52840`)
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|
3. 설정 확인 후 **Build** 클릭
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|
## 프로젝트 최소 구성
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|
```
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|
my_project/
|
|
├── CMakeLists.txt ← 빌드 대상 소스 파일 목록
|
|
├── prj.conf ← Kconfig: 기능 ON/OFF 스위치
|
|
├── src/
|
|
│ └── main.c ← 진입점
|
|
└── boards/ ← (선택) 보드별 오버레이
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└── nrf52840dk_nrf52840.overlay
|
|
```
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---
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|
# 4. CMakeLists.txt
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|
|
## 역할
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|
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|
> **빌드 시스템에게 "무엇을 컴파일할지" 알려주는 파일**
|
|
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|
## 기본 구조
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|
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|
```cmake
|
|
# 최소 CMake 버전 요구
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|
cmake_minimum_required(VERSION 3.20.0)
|
|
|
|
# Zephyr SDK 찾기 (필수 - 항상 이 줄이 있어야 함)
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|
find_package(Zephyr REQUIRED HINTS $ENV{ZEPHYR_BASE})
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|
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|
# 프로젝트 이름
|
|
project(vesiscan)
|
|
|
|
# 헤더 파일 검색 경로 추가
|
|
target_include_directories(app PRIVATE
|
|
src
|
|
src/ble
|
|
src/drivers/battery
|
|
)
|
|
|
|
# 컴파일할 소스 파일 목록
|
|
target_sources(app PRIVATE
|
|
src/main.c
|
|
src/parser.c
|
|
src/ble/ble_service.c
|
|
)
|
|
```
|
|
|
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---
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|
# 4. CMakeLists.txt - 핵심 포인트
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|
## 자주 쓰는 명령어
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|
| 명령어 | 역할 |
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|
|---|---|
|
|
| `find_package(Zephyr ...)` | **필수** - Zephyr 빌드 시스템 로드 |
|
|
| `project(이름)` | 프로젝트 이름 설정 |
|
|
| `target_sources(app PRIVATE ...)` | 컴파일할 .c 파일 추가 |
|
|
| `target_include_directories(app PRIVATE ...)` | 헤더 검색 경로 추가 |
|
|
| `target_compile_definitions(app PRIVATE ...)` | 전처리기 매크로 정의 |
|
|
|
|
## 주의사항
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|
|
|
- `app`은 Zephyr에서 정의한 고정 타겟 이름 → 변경 불가
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|
- 새 `.c` 파일을 만들면 **반드시 이 파일에 추가** 해야 컴파일됨
|
|
- 헤더(`.h`)는 추가 불필요, 소스(`.c`)만 등록
|
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---
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|
# 4. prj.conf (Kconfig)
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|
|
## 역할
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|
|
|
> **Zephyr 커널 & 드라이버 기능을 ON/OFF 하는 설정 파일**
|
|
> "어떤 기능을 활성화할지" 결정하는 스위치 모음
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|
|
|
## 구조 예시 (VesiScan 기반)
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|
|
```ini
|
|
# GPIO 활성화
|
|
CONFIG_GPIO=y
|
|
|
|
# 로깅 (RTT로 출력)
|
|
CONFIG_LOG=y
|
|
CONFIG_LOG_BACKEND_RTT=y
|
|
CONFIG_USE_SEGGER_RTT=y
|
|
|
|
# BLE 스택
|
|
CONFIG_BT=y
|
|
CONFIG_BT_PERIPHERAL=y
|
|
CONFIG_BT_DEVICE_NAME="VB026030000"
|
|
|
|
# BLE NUS (Nordic UART Service)
|
|
CONFIG_BT_NUS=y
|
|
|
|
# ADC (배터리 측정)
|
|
CONFIG_ADC=y
|
|
|
|
# I2C (IMU 센서)
|
|
CONFIG_I2C=y
|
|
```
|
|
|
|
---
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|
|
|
# 4. prj.conf - 값의 종류
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|
|
|
## Kconfig 값 타입
|
|
|
|
| 타입 | 예시 | 설명 |
|
|
|---|---|---|
|
|
| `bool` | `CONFIG_GPIO=y` / `=n` | 켜기 / 끄기 |
|
|
| `string` | `CONFIG_BT_DEVICE_NAME="MyDevice"` | 문자열 |
|
|
| `int` | `CONFIG_HEAP_MEM_POOL_SIZE=2048` | 정수 |
|
|
| `hex` | `CONFIG_FLASH_BASE_ADDRESS=0x0` | 16진수 |
|
|
|
|
## 팁
|
|
|
|
- `=y` → 기능 활성화, `=n` → 비활성화
|
|
- nRF Kconfig 확장 설치 시 **자동완성** 지원
|
|
- 잘못된 `CONFIG_` 이름은 **빌드 시 경고** 발생
|
|
- 의존 관계 있음: `CONFIG_BT_NUS=y` 하려면 `CONFIG_BT=y` 필요
|
|
|
|
---
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|
|
|
# 4. .overlay (Device Tree) — 개요
|
|
|
|
## Device Tree란?
|
|
|
|
> **하드웨어 구성을 코드 없이 선언하는 데이터 포맷**
|
|
> "어떤 핀에 무엇이 연결되어 있는지" 알려주는 하드웨어 지도
|
|
|
|
```
|
|
.overlay 파일 위치:
|
|
boards/nrf52840dk_nrf52840.overlay
|
|
↑ 이 이름이 빌드 보드와 일치해야 자동으로 적용됨
|
|
```
|
|
|
|
## 기본 문법
|
|
|
|
```dts
|
|
/* 노드 수정 */
|
|
&노드이름 {
|
|
속성이름 = <값>;
|
|
status = "okay"; /* 활성화 */
|
|
status = "disabled"; /* 비활성화 */
|
|
};
|
|
|
|
/* 새 노드 추가 */
|
|
/ {
|
|
내이름: 노드이름 {
|
|
compatible = "gpio-leds";
|
|
gpios = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
|
};
|
|
};
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 4. .overlay — GPIO 핀 설정
|
|
|
|
## LED & 버튼 정의 (VesiScan 예시)
|
|
|
|
```dts
|
|
/ {
|
|
led {
|
|
compatible = "gpio-leds";
|
|
|
|
/* LED_BLE: GPIO0 12번 핀, Active Low */
|
|
LED_BLE: LED_BLE {
|
|
gpios = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
|
label = "Green LED";
|
|
};
|
|
|
|
/* FUNCTION_LED: GPIO0 29번 핀, Active Low */
|
|
FUNCTION_LED: FUNCTION_LED {
|
|
gpios = <&gpio0 29 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
|
label = "Orange LED";
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
pin {
|
|
compatible = "gpio-keys";
|
|
|
|
/* 전원 홀드 핀: GPIO0 8번, Active High */
|
|
PWR_HOLD: PWR_HOLD {
|
|
gpios = <&gpio0 8 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
|
|
};
|
|
};
|
|
};
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 4. .overlay — I2C 핀 재설정
|
|
|
|
## I2C 핀을 기본값에서 변경 (VesiScan IMU 예시)
|
|
|
|
```dts
|
|
/* I2C0 핀 재설정: SCL=P1.14, SDA=P1.15 */
|
|
&i2c0_default {
|
|
group1 {
|
|
psels = <NRF_PSEL(TWIM_SCL, 1, 14)>,
|
|
<NRF_PSEL(TWIM_SDA, 1, 15)>;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
&i2c0 {
|
|
status = "okay";
|
|
clock-frequency = <I2C_BITRATE_STANDARD>;
|
|
};
|
|
```
|
|
|
|
## 충돌 방지 — 기본 주변장치 비활성화
|
|
|
|
```dts
|
|
/* P0.08이 UART0 RX와 충돌 → UART0 비활성화 */
|
|
&uart0 {
|
|
status = "disabled";
|
|
};
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 4. .overlay — ADC 채널 설정
|
|
|
|
## 배터리 전압 측정 ADC (VesiScan 예시)
|
|
|
|
```dts
|
|
&adc {
|
|
status = "okay";
|
|
#address-cells = <1>;
|
|
#size-cells = <0>;
|
|
|
|
/* AIN2 = P0.04, 배터리 전압 측정 */
|
|
channel@2 {
|
|
reg = <2>;
|
|
zephyr,gain = "ADC_GAIN_1_6"; /* 1/6 게인 */
|
|
zephyr,reference = "ADC_REF_INTERNAL"; /* 0.6V 기준 */
|
|
zephyr,input-positive = <NRF_SAADC_AIN2>;
|
|
zephyr,resolution = <12>; /* 12비트 */
|
|
zephyr,oversampling = <2>; /* 4x 오버샘플링 */
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
/ {
|
|
/* 코드에서 ADC 채널 참조용 */
|
|
zephyr,user {
|
|
io-channels = <&adc 2>;
|
|
};
|
|
};
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 4. 파일 구조 요약
|
|
|
|
## 세 파일의 관계
|
|
|
|
```
|
|
┌─────────────────────────────────────────────────┐
|
|
│ 내 프로젝트 │
|
|
│ │
|
|
│ CMakeLists.txt → "어떤 파일을 컴파일하나?" │
|
|
│ │
|
|
│ prj.conf → "어떤 기능을 켜나?" │
|
|
│ (Kconfig) BLE, I2C, ADC, LOG 등 │
|
|
│ │
|
|
│ .overlay → "하드웨어가 어떻게 연결됐나?" │
|
|
│ (Device Tree) 핀 번호, 주소, 설정 등 │
|
|
└─────────────────────────────────────────────────┘
|
|
↓ 빌드 시 Zephyr가 모두 합쳐서 컴파일
|
|
```
|
|
|
|
| 파일 | 변경 시 영향 | 자동완성 확장 |
|
|
|---|---|---|
|
|
| `CMakeLists.txt` | 새 파일 추가/제거 | 없음 |
|
|
| `prj.conf` | 기능 활성화/비활성화 | nRF Kconfig |
|
|
| `.overlay` | 핀/주변장치 설정 | nRF DeviceTree |
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 5. 빌드 & 플래싱
|
|
|
|
## VS Code에서 빌드
|
|
|
|
1. 사이드바 → **nRF Connect** 패널
|
|
2. **APPLICATIONS** 섹션에서 프로젝트 확인
|
|
3. **Build** 버튼 (망치 아이콘) 클릭
|
|
|
|
```
|
|
빌드 결과물 위치:
|
|
build/
|
|
├── zephyr/
|
|
│ ├── zephyr.hex ← 플래싱용 HEX 파일
|
|
│ ├── zephyr.elf ← 디버깅용 ELF 파일
|
|
│ └── zephyr.bin ← 바이너리
|
|
└── CMakeFiles/ ← 빌드 캐시
|
|
```
|
|
|
|
## 플래싱
|
|
|
|
1. J-Link 또는 DK 보드를 USB로 연결
|
|
2. **Flash** 버튼 클릭
|
|
3. `west flash` 명령도 가능:
|
|
```bash
|
|
west flash --runner jlink
|
|
```
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 5. 빌드 에러 해결 팁
|
|
|
|
## 자주 발생하는 에러
|
|
|
|
| 에러 메시지 | 원인 | 해결 |
|
|
|---|---|---|
|
|
| `undefined reference to ...` | .c 파일이 CMakeLists에 없음 | `target_sources`에 추가 |
|
|
| `Kconfig warning: ...` | 잘못된 CONFIG 이름 | 철자 확인, 의존성 확인 |
|
|
| `DTS error: ...` | .overlay 문법 오류 | nRF DeviceTree 확장으로 확인 |
|
|
| `No boards found` | 보드 이름 불일치 | overlay 파일명 = 보드 이름 |
|
|
| `west not found` | Toolchain 설정 안 됨 | nRF Connect 패널에서 SDK 재설치 |
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 6. 디버깅 — RTT
|
|
|
|
## Segger RTT (Real-Time Transfer)
|
|
|
|
> UART 없이 J-Link를 통해 **실시간 로그** 출력
|
|
|
|
### prj.conf 설정
|
|
|
|
```ini
|
|
CONFIG_LOG=y
|
|
CONFIG_LOG_BACKEND_RTT=y
|
|
CONFIG_USE_SEGGER_RTT=y
|
|
CONFIG_RTT_CONSOLE=y
|
|
CONFIG_UART_CONSOLE=n ← UART 비활성화
|
|
```
|
|
|
|
### 코드에서 사용
|
|
|
|
```c
|
|
#include <zephyr/logging/log.h>
|
|
LOG_MODULE_REGISTER(my_module, LOG_LEVEL_DBG);
|
|
|
|
void my_func(void) {
|
|
LOG_INF("동작 시작");
|
|
LOG_DBG("디버그 값: %d", value);
|
|
LOG_ERR("에러 발생!");
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
### 로그 확인
|
|
|
|
VS Code 사이드바 → **nRF Terminal** → **Start Terminal with New Configuration** → RTT 선택
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 6. 디버깅 — GDB
|
|
|
|
## VS Code 중단점 디버깅
|
|
|
|
1. `.elf` 파일이 `build/zephyr/zephyr.elf`에 있어야 함
|
|
2. VS Code 상단 **Debug** 버튼 (▶ 아이콘 옆 벌레)
|
|
3. 또는 **nRF Connect** 패널 → **Debug** 버튼
|
|
|
|
### 가능한 작업
|
|
|
|
- 중단점 설정/해제
|
|
- 변수 값 실시간 확인
|
|
- 스택 추적 (Call Stack)
|
|
- 레지스터 / 메모리 뷰
|
|
|
|
> **팁**: `CMakeLists.txt`에 `-O0` 최적화 옵션 없어도
|
|
> Zephyr 디버그 빌드 (`-DCONF_FILE=prj.conf` + Debug 모드)로 자동 설정됨
|
|
|
|
---
|
|
|
|
# 7. 실제 프로젝트 예시 — VesiScan
|
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## 프로젝트 구조
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VesiScan-Basic_zephyr/
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├── CMakeLists.txt ← 빌드 설정
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├── prj.conf ← GPIO, BLE, ADC, I2C, RTT
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├── boards/
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│ └── nrf52840dk_nrf52840.overlay ← 핀 설정
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└── src/
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├── main.c ← 메인 루프
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├── parser.c / .h ← 데이터 파싱
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├── power_control.c / .h ← 전원 관리
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├── ble/
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│ └── ble_service.c / .h ← BLE NUS 서비스
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└── drivers/
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├── battery/battery_adc.c ← 배터리 ADC
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├── led/led_control.c ← LED 제어
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└── imu/imu_i2c.c ← ICM42670P IMU
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# 7. VesiScan — 활성화된 기능 정리
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## prj.conf 기준 활성화 기능
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VesiScan 기능 스택
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├── 하드웨어
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│ ├── GPIO → LED, 전원버튼, 전원홀드
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│ ├── I2C → ICM42670P IMU (P1.14/P1.15)
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│ └── ADC → 배터리 전압 (AIN2 = P0.04)
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│
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├── 통신
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│ └── BLE → NUS (Nordic UART Service)
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│ ├── Device Name: "VB026030000"
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│ ├── MTU: 247 bytes
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│ └── TX Power: +8 dBm
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│
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└── 디버그
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└── RTT → Segger J-Link RTT 로그
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# 7. VesiScan — .overlay 핀 맵 요약
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## 핀 배치 한눈에 보기
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| 핀 | 방향 | 기능 | 코드 참조 |
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| P0.08 | 출력 | 전원 홀드 래치 | `PWR_HOLD` |
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| P1.08 | 입력 | 전원 버튼 | `BUTTON_CHECK` |
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| P0.12 | 출력 | BLE LED (녹색) | `LED_BLE` |
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| P0.29 | 출력 | 기능 LED (주황) | `FUNCTION_LED` |
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| P0.04 | 아날로그 | 배터리 ADC (AIN2) | `io-channels` |
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| P1.14 | I2C | IMU SCL | `i2c0` |
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| P1.15 | I2C | IMU SDA | `i2c0` |
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> **overlay의 노드 라벨** (`LED_BLE`, `PWR_HOLD` 등)을 코드에서
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> `DT_ALIAS()` / `DT_NODELABEL()`로 직접 참조 가능
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# 요약 & 체크리스트
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## 새 프로젝트 시작 시 확인 사항
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- [ ] nRF Connect Extension Pack 설치
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- [ ] SDK + Toolchain 버전 설치 (Toolchain Manager)
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- [ ] Board 선택하여 Build Configuration 추가
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- [ ] `CMakeLists.txt`에 모든 `.c` 파일 등록
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- [ ] `prj.conf`에 필요한 기능 `CONFIG_XXX=y`로 활성화
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- [ ] `.overlay` 파일명 = 보드 이름과 일치 확인
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- [ ] 핀 충돌 확인 (기본 주변장치 비활성화 필요 시)
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- [ ] Build → Flash → RTT 로그로 동작 확인
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<!-- _paginate: false -->
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# Thank you
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**nRF Connect for VS Code 매뉴얼**
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작성 기준 프로젝트: **VesiScan-Basic_zephyr**
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SDK 버전: nRF Connect SDK v2.x / Zephyr RTOS
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*이 문서는 Marp를 이용해 PPT로 내보낼 수 있습니다.*
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*VS Code에서 Marp for VS Code 확장 설치 후*
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