jh.chun/VesiScan-Basic_Zephyr
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VesiScan-Basic_Zephyr/manual/nrf_connect_vscode_manual.md
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geniushyun 17a78d4418 md 파일 추가
2026-04-12 19:16:14 +09:00

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nRF Connect for VS Code

완전 입문 가이드

설치 → 프로젝트 생성 → 파일 구조 이해 → 빌드 & 플래싱

목차

  1. nRF Connect SDK 개요
  2. 개발 환경 설치
  3. 첫 프로젝트 만들기
  4. 핵심 파일 구조
    • CMakeLists.txt
    • prj.conf (Kconfig)
    • .overlay (Device Tree)
  5. 빌드 & 플래싱
  6. 디버깅 (RTT / J-Link)
  7. 실제 프로젝트 예시 (VesiScan)

1. nRF Connect SDK 개요

nRF Connect SDK란?

Nordic Semiconductor의 nRF 시리즈 MCU를 위한 공식 개발 환경

  • 기반: Zephyr RTOS + 자체 미들웨어 레이어
  • 지원 칩: nRF52 / nRF53 / nRF91 / nRF54 시리즈
  • VS Code 확장: nRF Connect for VS Code Extension Pack
nRF Connect SDK
├── Zephyr RTOS          ← 코어 OS (스케줄러, 드라이버 등)
├── nrfxlib              ← Nordic 전용 라이브러리 (BLE, LTE 등)
├── mcuboot              ← 부트로더
└── 내 프로젝트 코드

핵심 개념: 내 코드는 SDK 위에 "앱" 형태로 올라감 SDK 자체는 수정하지 않음 → west 도구로 관리

2. 개발 환경 설치 (1/3)

필요한 소프트웨어

소프트웨어 역할 다운로드
VS Code 코드 편집기 code.visualstudio.com
nRF Connect Extension Pack VS Code 확장 묶음 VS Code 마켓플레이스
nRF Connect SDK Zephyr + Nordic 라이브러리 확장에서 자동 설치
J-Link 플래싱 / 디버깅 드라이버 segger.com

2. 개발 환경 설치 (2/3)

VS Code 확장 설치

  1. VS Code 실행 → Extensions (Cmd+Shift+X / Ctrl+Shift+X)
  2. "nRF Connect for VS Code Extension Pack" 검색 후 설치
  3. 설치되는 확장 목록:
nRF Connect for VS Code Extension Pack
├── nRF Connect        ← 메인 확장 (빌드, 플래싱, 디버그)
├── nRF DeviceTree     ← .overlay 파일 자동완성 / 검사
├── nRF Kconfig        ← prj.conf 자동완성 / 검사
└── nRF Terminal       ← 시리얼/RTT 터미널

2. 개발 환경 설치 (3/3)

SDK 설치 (Toolchain Manager)

  1. VS Code 좌측 사이드바 → nRF Connect 아이콘 클릭
  2. "Install Toolchain" → 원하는 SDK 버전 선택 (예: v2.6.0)
  3. 자동으로 다음을 다운로드:
    • ARM GCC 툴체인
    • west (Python 기반 빌드/패키지 도구)
    • nRF Connect SDK 소스

설치 경로 예시 (macOS) ~/ncs/v2.6.0/ → SDK 소스 ~/ncs/toolchains/ → GCC, west 등

3. 첫 프로젝트 만들기 (1/2)

방법 A: Sample에서 시작 (추천)

  1. 사이드바 → nRF Connect 패널
  2. "Create a new application" 클릭
  3. 옵션 선택:
    • Copy a sample: SDK 내 샘플을 복사해서 시작
    • Blank application: 빈 프로젝트 생성
추천 시작 샘플:
├── zephyr/samples/basic/blinky     ← GPIO LED 기초
├── zephyr/samples/bluetooth/peripheral_uart  ← BLE NUS
└── nrf/samples/bluetooth/nordic_uart_service ← Nordic BLE

3. 첫 프로젝트 만들기 (2/2)

방법 B: Build Configuration 추가

  1. "Add Build Configuration" 클릭
  2. Board 선택 (예: nrf52840dk_nrf52840)
  3. 설정 확인 후 Build 클릭

프로젝트 최소 구성

my_project/
├── CMakeLists.txt   ← 빌드 대상 소스 파일 목록
├── prj.conf         ← Kconfig: 기능 ON/OFF 스위치
├── src/
│   └── main.c       ← 진입점
└── boards/          ← (선택) 보드별 오버레이
    └── nrf52840dk_nrf52840.overlay

4. CMakeLists.txt

역할

빌드 시스템에게 "무엇을 컴파일할지" 알려주는 파일

기본 구조

# 최소 CMake 버전 요구
cmake_minimum_required(VERSION 3.20.0)

# Zephyr SDK 찾기 (필수 - 항상 이 줄이 있어야 함)
find_package(Zephyr REQUIRED HINTS $ENV{ZEPHYR_BASE})

# 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
)

4. CMakeLists.txt - 핵심 포인트

자주 쓰는 명령어

명령어 역할
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

  • app은 Zephyr에서 정의한 고정 타겟 이름 → 변경 불가
  • 새 .c 파일을 만들면 반드시 이 파일에 추가 해야 컴파일됨
  • 헤더(.h)는 추가 불필요, 소스(.c)만 등록

4. prj.conf (Kconfig)

역할

Zephyr 커널 & 드라이버 기능을 ON/OFF 하는 설정 파일 "어떤 기능을 활성화할지" 결정하는 스위치 모음

구조 예시 (VesiScan 기반)

# 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

4. prj.conf - 값의 종류

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

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

/* 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)

/ {
    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)

/* 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

/* P0.08이 UART0 RX와 충돌 → UART0 비활성화 */
&uart0 {
    status = "disabled";
};

4. .overlay — ADC 채널 설정

배터리 전압 측정 ADC (VesiScan 예시)

&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:
west flash --runner jlink

5. 빌드 에러 해결 팁

자주 발생하는 에러

에러 메시지 원인 해결
undefined reference to ... .c 파일이 CMakeLists에 없음 target_sources에 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

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

#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.elf에 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.txt에 -O0 최적화 옵션 없어도 Zephyr 디버그 빌드 (-DCONF_FILE=prj.conf + Debug 모드)로 자동 설정됨

7. 실제 프로젝트 예시 — VesiScan

프로젝트 구조

VesiScan-Basic_zephyr/
├── CMakeLists.txt                    ← 빌드 설정
├── prj.conf                          ← GPIO, BLE, ADC, I2C, RTT
├── boards/
│   └── nrf52840dk_nrf52840.overlay   ← 핀 설정
└── src/
    ├── main.c                        ← 메인 루프
    ├── parser.c / .h                 ← 데이터 파싱
    ├── power_control.c / .h          ← 전원 관리
    ├── ble/
    │   └── ble_service.c / .h        ← BLE NUS 서비스
    └── drivers/
        ├── battery/battery_adc.c     ← 배터리 ADC
        ├── led/led_control.c         ← LED 제어
        └── imu/imu_i2c.c            ← ICM42670P IMU

7. VesiScan — 활성화된 기능 정리

prj.conf 기준 활성화 기능

VesiScan 기능 스택
│
├── 하드웨어
│   ├── GPIO      → LED, 전원버튼, 전원홀드
│   ├── I2C       → ICM42670P IMU (P1.14/P1.15)
│   └── ADC       → 배터리 전압 (AIN2 = P0.04)
│
├── 통신
│   └── BLE       → NUS (Nordic UART Service)
│       ├── Device Name: "VB026030000"
│       ├── MTU: 247 bytes
│       └── TX Power: +8 dBm
│
└── 디버그
    └── RTT       → Segger J-Link RTT 로그

7. VesiScan — .overlay 핀 맵 요약

핀 배치 한눈에 보기

핀 방향 기능 코드 참조
P0.08 출력 전원 홀드 래치 PWR_HOLD
P1.08 입력 전원 버튼 BUTTON_CHECK
P0.12 출력 BLE LED (녹색) LED_BLE
P0.29 출력 기능 LED (주황) FUNCTION_LED
P0.04 아날로그 배터리 ADC (AIN2) io-channels
P1.14 I2C IMU SCL i2c0
P1.15 I2C IMU SDA i2c0

overlay의 노드 라벨 (LED_BLE, PWR_HOLD 등)을 코드에서 DT_ALIAS() / DT_NODELABEL()로 직접 참조 가능

요약 & 체크리스트

새 프로젝트 시작 시 확인 사항

  • nRF Connect Extension Pack 설치
  • SDK + Toolchain 버전 설치 (Toolchain Manager)
  • Board 선택하여 Build Configuration 추가
  • CMakeLists.txt에 모든 .c 파일 등록
  • prj.conf에 필요한 기능 CONFIG_XXX=y로 활성화
  • .overlay 파일명 = 보드 이름과 일치 확인
  • 핀 충돌 확인 (기본 주변장치 비활성화 필요 시)
  • Build → Flash → RTT 로그로 동작 확인

Thank you

nRF Connect for VS Code 매뉴얼

작성 기준 프로젝트: VesiScan-Basic_zephyr SDK 버전: nRF Connect SDK v2.x / Zephyr RTOS

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