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Zephyr 板卡支持解析：CTHINGS.CO Connectivity Card（nRF52840 / nRF9161）开发与刷写实践

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CTHINGS.CO Connectivity Card（下文简称 CTCC）是一系列以 M.2 / mPCIe 形态因子出现的无线连接卡，搭载 Nordic nRF52840 或 nRF9161 SoC，在 Zephyr RTOS 中作为完整板卡目标（ctcc/nrf52840、ctcc/nrf9161）获得原生支持。本文以 boards/ct/index.rst 指引下的板卡文档（ctcc/doc/index.rst）为主体，结合仓库内的设备树、defconfig 与烧录脚本，系统讲解 CTCC 板卡的硬件特性、引脚连接、应用构建、外部调试探针烧录与 MCUboot + MCUmgr 无线刷写流程，帮助你快速将 Zephyr 应用部署到这类无板载调试器的连接卡上。

板卡概览：两种 SoC、两种形态因子

CTCC（Connectivity Card）以 M.2 或 mPCIe 形态因子提供，搭载不同的 SoC，从而支持多种无线接口：

从 board.yml 可以看到，板卡家族定义中包含nrf52840与带ns（non-secure，非安全域）变体的nrf9161两类 SoC。其中nrf9161是带 TrustZone-M 的 SoC，因此仓库额外提供了 ctcc_nrf9161_ns.dts 与 ctcc_nrf9161_ns_defconfig 以支持非安全域应用。

支持的硬件特性

根据板卡文档，CTCC 具备以下功能模块：

• CLOCK：时钟
• FLASH：闪存
• GPIO（General Purpose Input Output）
• MPU（Memory Protection Unit）：内存保护单元
• NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）：嵌套向量中断控制器
• RADIO：nRF52840 支持 Bluetooth Low Energy 与 802.15.4；nRF9161 支持 LTE-M / NB-IoT 与 DECT NR+
• RTC（nRF RTC System Clock）
• USB（仅 nRF52840）
• UARTE（Universal asynchronous receiver-transmitter with EasyDMA，仅 nRF9161）
• WDT（Watchdog Timer）

这些特性与板卡 yaml 声明一致：ctcc_nrf52840.yaml 声明bluetooth、gpio、usbd、watchdog、counter受支持；ctcc_nrf9161.yaml 声明gpio、watchdog、counter受支持，并标注 88 KB RAM 与 1024 KB Flash。

硬件细节与引脚连接

硬件构成差异

• nRF52840 版本：板卡带有一个 32.768 kHz 外部低频晶振（见 ctcc_nrf52840.dts 中的时钟配置）。
• nRF9161 版本：板卡带有一颗 64 Mbit 外部 SPI NOR Flash（MX25R6435）与一个板载 USB-UART 转换器（CP210X）。对应设备树 ctcc_nrf9161_common.dtsi 中声明了mx25r6435fm2il0@0，SPI 最高频率 10 MHz，jedec-id = [c2 25 38]，并启用深度掉电（has-dpd）与唤醒时序。

LED 引脚定义

注意：板卡本身没有板载 LED，但在 mPCIe / M.2 引脚上暴露了 LED 信号，可直接通过 GPIO 驱动：

• nRF52840：LED1 = P0.23，LED2 = P0.22
• nRF9161：LED1 = P0.11，LED2 = P0.12

设备树中对应节点为 ctcc_nrf52840.dts 与 ctcc_nrf9161_common.dtsi 中的leds节点，均配置为GPIO_ACTIVE_LOW，并通过aliases将led0、led1分别映射到 LED1、LED2（同时提供mcuboot-led0别名供 MCUboot 使用）。

nRF9161 的 UART 与 SPI 引脚复用

nRF9161 的串口与 SPI 引脚在 ctcc_nrf9161-pinctrl.dtsi 中通过 pinctrl 机制定义：

• UART0：TX = P0.28，RX = P0.29，RTS = P0.14，CTS = P0.15，默认波特率 115200
• SPI3（SPIM）：SCK = P0.03，MISO = P0.05，MOSI = P0.04，片选为 P0.16（低有效），驱动模式NRF_DRIVE_H0H1

每个外设都同时配置了default与sleep两组引脚状态（low-power-enable），以支持低功耗运行。

默认配置解析：MPU、TrustZone 与 USB

板级 defconfig 定义了构建应用时的默认 Kconfig 配置：

nRF52840（ctcc_nrf52840_defconfig）：

# Enable MPU CONFIG_ARM_MPU=y # Enable hardware stack protection CONFIG_HW_STACK_PROTECTION=y # Enable GPIO CONFIG_GPIO=y # Board Kconfig.defconfig enables USB CDC ACM and should disable USB remote # wakeup by default. It needs to be disabled here, because the USB nrfx # driver always overwrites option from Kconfig mentioned above with the # imply from CONFIG_USB_NRFX. CONFIG_USB_DEVICE_REMOTE_WAKEUP=n

nRF9161（ctcc_nrf9161_defconfig）：

# Enable MPU CONFIG_ARM_MPU=y # Enable hardware stack protection CONFIG_HW_STACK_PROTECTION=y # Enable TrustZone-M CONFIG_ARM_TRUSTZONE_M=y # Enable GPIO CONFIG_GPIO=y # Enable UART driver CONFIG_SERIAL=y # Enable console CONFIG_CONSOLE=y CONFIG_UART_CONSOLE=y

可以看到 nRF52840 版本默认启用 USB 设备支持（设备树中zephyr_udc0: &usbd使能nordic,nrf-usbd，并引入 cdc_acm_serial.dtsi），而 nRF9161 版本则启用 UART 作为控制台与 MCUmgr 传输通道（chosen中指定zephyr,console、zephyr,shell-uart、zephyr,uart-mcumgr均为 uart0）。

应用构建

CTCC 板卡的应用构建方式与 Zephyr 其他板卡一致（构建细节参见 构建应用指南）。例如，为ctcc/nrf52840构建并烧录 USB CDC ACM 控制台示例（该示例在模拟 USB 端口上输出日志）：

west build -b ctcc/nrf52840 samples/subsys/usb/console west flash

若使用 nRF9161 目标，只需将 USB 设备相关配置替换为 UART 配置（板级 defconfig 已默认完成），例如控制台输出走 uart0。

编程与烧录：两种方式

CTCC 板卡支持两种编程方式：

1. 使用外部调试探针（Debug Probe）
2. 使用带 MCUmgr 支持的 MCUboot 引导程序

以下烧录说明以ctcc/nrf52840为例；使用nrf9161目标时，将 USB 设备相关配置替换为 UART 配置即可。

方式一：使用外部调试探针

CTCC 板卡没有板载 J-Link，需要通过板上的 SWD 测试焊盘连接外部调试探针（如 Segger J-Link）。对于 Segger J-Link，请按照 nRF 板卡 Segger J-Link 指南 安装并配置所需软件，进一步说明参见 Segger J-Link 烧录。

从烧录脚本 board.cmake 可以看到板卡支持的烧录后端：

• nrfutil（nrfutil.board.cmake）
• nrfjprog（带--softreset参数）
• pyocd（nRF52840 使用--target=nrf52840，nRF9161 使用--target=nrf9161，均指定 4 MHz SWD 频率）

以usb-cdc-acm-console应用为例（输出日志到模拟 USB 端口）：

west build -b ctcc/nrf52840 samples/subsys/usb/console west flash

连接外部探针后，即可照常构建并烧录应用（参考 构建应用 与 运行应用）。

方式二：使用带 MCUmgr 的 MCUboot

也可以使用带 MCUmgr 支持的 MCUboot 引导程序来烧录 Zephyr 应用。步骤如下：

1. 从 MCUmgr 工具与库支持列表 安装一个兼容 MCUmgr 的工具，并确保mcuboot的imgtool可用于签名二进制（参见 west 签名）。

2. 编译 MCUboot（作为带 MCUmgr 支持的 Zephyr 应用）。

   nRF52840：

   west build -b ctcc/nrf52840 mcuboot/boot/zephyr -d mcuboot

   nRF9161：

   west build -b ctcc/nrf9161 mcuboot/boot/zephyr -d mcuboot

3. 烧录 MCUboot：按方式一（外部调试探针）将其烧录到板卡。

4. 通过 USB 烧录其他 Zephyr 应用：使用 MCUmgr 兼容工具烧录签名后的镜像，并复位目标进入该镜像启动。

   nRF52840 构建带 MCUboot 支持的 blinky 示例：

   west build -b ctcc/nrf52840 samples/basic/blinky \ -DCONFIG_BOOTLOADER_MCUBOOT=y \ -DCONFIG_MCUBOOT_SIGNATURE_KEY_FILE="path/to/mcuboot/boot/root-rsa-2048.pem"

   nRF9161 构建带 MCUboot 支持的 blinky 示例：

   west build -b ctcc/nrf9161 samples/basic/blinky \ -DCONFIG_BOOTLOADER_MCUBOOT=y \ -DCONFIG_MCUBOOT_SIGNATURE_KEY_FILE="path/to/mcuboot/boot/root-rsa-2048.pem"

注意：以上示例均假定使用mcuboot/boot目录下的默认root-rsa-2048.pem证书文件。在构建参数中提供证书会自动生成签名二进制。切勿在生产固件中使用该证书！

MCUboot 的双槽位布局已在设备树中预定义：以 ctcc_nrf52840.dts 为例，Flash 被划分为mcuboot（0x00000–0x12000）、image-0（slot0，0x12000–0x88000）、image-1（slot1，0x88000–0xfc000）与storage（0xfc000 起 16 KB）四个分区，且chosen中zephyr,code-partition指向slot0_partition。nRF9161 则引入 nrf91xx_partition.dtsi 的默认分区配置。

调试与运行验证

CTCC 板卡没有板载 J-Link 调试芯片，但 nRF 板卡 Segger 指南 中的说明同样适用，只需额外连接外部调试器即可。

测试烧录后的软件时，将 CTCC 卡插入 mPCIe / M.2 插槽，或使用 mPCIe / M.2 转 USB 适配器接入 USB 口：

• nRF52840：在 Linux 系统上执行lsusb，应能看到NordicSemiconductor MCUBOOT（引导阶段）或NordicSemiconductor USB-DEV（已启动 blinky 应用）。
• nRF9161：由于板载 USB-UART 转换器，lsusb中无法看到明显变化；应使用任意终端仿真程序连接 UART 控制台观察输出。

小结

CTCC 系列连接卡借助 Zephyr 原生板卡支持，将 BLE/802.15.4（nRF52840）与 LTE-M/NB-IoT/DECT NR+（nRF9161）能力封装为标准的 M.2 / mPCIe 形态因子。无论是通过 SWD 焊盘外接 J-Link 调试，还是借助 MCUboot + MCUmgr 实现 USB/UART 通道刷写，开发者都可以参考 ctcc/doc/index.rst 与上述设备树、defconfig 及 board.cmake 中的烧录后端配置，快速搭建可复用的连接节点原型。更多板卡信息可查阅板卡 yaml（ctcc_nrf52840.yaml、ctcc_nrf9161.yaml）及 Nordic 官方资料。

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