maa samples 140->100 변경, mec/maa 수신 시 Piezo 자동 Active/Sleep

- MAA_NUM_SAMPLES 140에서 100으로 변경 (DR_ADC_ECHO_SAMPLES_MAX 제한) - 단일(mec) 및 모든 채널(maa) 에코 캡처 명령 수신 시 Piezo 자동 Active, 응답 송신 후 Sleep - Cmd_mpa 중복 호출 정리 (dr_piezo_system_init 내부에 power_on 포함) - 채널별 디버그 로그 추가 - 코드 리뷰 주석 정리 및 기타 파일 업데이트 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
2026-03-17 18:03:04 +09:00
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--- a/project/ble_peripheral/dr_piezo/dr_piezo.c
+++ b/project/ble_peripheral/dr_piezo/dr_piezo.c
@@ -3,35 +3,88 @@
 * @brief   Piezo Transducer Driver (2MHz Signal Generator)
 * @author  Charles KWON
 * @date    2025-12-09
- * 
+ *
 * @details Uses Timer2 + GPIOTE + PPI for CPU-free 2MHz waveform generation
- *          
+ *
 *          Timing Diagram (???):
- *          
+ *
 *                   |<----------- PE HIGH ----------->|
 *          PE    ___/?????????????????????????????????\___
 *          P_OUT ___/?\_/?\_/?\_/?\_/?\________________\___
 *          N_OUT ___\_/?\_/?\_/?\_/?\_/________________\___
 *          DMP   _________________________/?????\_________
 *                   |<-- 3~5 cycles -->|  |<DMP>|
- *          
+ *
 *          P_OUT? N_OUT? ?? ?? ?? (???)
- *          
+ *
 *          2MHz = 500ns period = 250ns half-period
 *          Timer @ 16MHz: 1 tick = 62.5ns
 *          Half-period = 250ns = 4 ticks
 *          Full-period = 500ns = 8 ticks
 ******************************************************************************/

-#include "dr_piezo.h"
-#include "nrf_gpio.h"
-#include "nrf_timer.h"
-#include "nrf_gpiote.h"
-#include "nrf_ppi.h"
-#include "nrf_delay.h"
-#include "power_control.h"
-#include "app_util_platform.h"
+/*******************************************************************************
+ * [한국어 설명] 피에조 초음파 트랜스듀서 드라이버
+ *
+ * === 개요 ===
+ * 방광 측정용 2MHz 초음파 송신 신호를 생성하는 드라이버.
+ * nRF52840의 하드웨어 주변장치(Timer2 + GPIOTE + PPI)를 활용하여
+ * CPU 개입 없이 정밀한 2MHz 파형을 자동으로 생성한다.
+ *
+ * === 초음파 TX 시퀀스 ===
+ * 1단계: PE(Pulse Enable) = HIGH -> MOSFET 드라이버 활성화
+ * 2단계: P_OUT/N_OUT 교번 펄스 생성 (2MHz, 3~7 사이클)
+ *        - P_OUT과 N_OUT은 역상(반대 위상)으로 동작
+ *        - 피에조 소자 양단에 +/-20V 교번 전압 인가
+ * 3단계: DMP(Dump) = HIGH -> 펄스 완료 후 피에조에 남은 잔류 에너지 방전
+ * 4단계: DMP = LOW -> 방전 완료
+ * 5단계: PE = LOW -> MOSFET 드라이버 비활성화, 유휴 상태 복귀
+ *
+ * === 하드웨어 아키텍처 ===
+ * [Timer2] --- CC[0](반주기=4틱) ---> [PPI CH8,9] ---> [GPIOTE CH4,5] -> P_OUT/N_OUT 토글
+ *          |-- CC[1](전체주기=8틱) --> [PPI CH10,11] --> [GPIOTE CH4,5] -> P_OUT/N_OUT 토글
+ *          |-- CC[2](전체주기=8틱) --> 타이머 자동 클리어 + 인터럽트(잔여 사이클 카운트)
+ *
+ * - Timer2: 16MHz 클럭, 16비트 모드
+ *   - CC[0] = 4틱(250ns) -> 반주기 시점에서 P_OUT/N_OUT 토글
+ *   - CC[1] = 8틱(500ns) -> 전체주기 시점에서 P_OUT/N_OUT 토글
+ *   - CC[2] = 8틱(500ns) -> 인터럽트 발생 + 타이머 자동 클리어(SHORT)
+ *
+ * - GPIOTE CH4: P_OUT 핀 토글 모드
+ * - GPIOTE CH5: N_OUT 핀 토글 모드
+ *
+ * - PPI CH8:  CC[0] 이벤트 -> P_OUT 토글 태스크
+ * - PPI CH9:  CC[0] 이벤트 -> N_OUT 토글 태스크
+ * - PPI CH10: CC[1] 이벤트 -> P_OUT 토글 태스크
+ * - PPI CH11: CC[1] 이벤트 -> N_OUT 토글 태스크
+ *
+ * === 전원 ===
+ * DR_PIEZO_PWR_EN(P1.9) -> DC/DC 컨버터 활성화 -> +/-20V 고전압 생성
+ *
+ * === 소프트웨어 버스트 모드 (dr_piezo_burst_sw 계열) ===
+ * Timer/PPI 대신 CPU에서 직접 GPIO를 제어하는 방식.
+ * 인터럽트를 비활성화(__disable_irq)하고 NOP 명령어로 정밀 타이밍 생성.
+ * 포트 레지스터(NRF_P1->OUT)에 직접 접근하여 여러 핀을 동시에 제어.
+ * 주파수별(1.7/1.8/1.9/2.0/2.1/2.2 MHz) NOP 개수가 다름.
+ *
+ * NOP 타이밍 계산법:
+ *   CPU 클럭 64MHz -> 1 NOP = 15.625ns
+ *   목표 반주기(ns) = 1,000,000 / (목표주파수MHz * 2)
+ *   필요 NOP 수 = (목표 반주기 - 레지스터 쓰기 시간(~30ns)) / 15.625
+ *   루프 오버헤드(~47ns = 3 NOP)는 두 번째 반주기에서 차감
+ ******************************************************************************/

+/* 헤더 포함 */
+#include "dr_piezo.h"
+#include "nrf_gpio.h"          /* GPIO 제어 (핀 설정, 출력) */
+#include "nrf_timer.h"         /* 타이머 주변장치 제어 */
+#include "nrf_gpiote.h"        /* GPIOTE (GPIO Tasks and Events) 제어 */
+#include "nrf_ppi.h"           /* PPI (Programmable Peripheral Interconnect) 제어 */
+#include "nrf_delay.h"         /* 지연(딜레이) 함수 */
+#include "power_control.h"     /* 전원 관리 */
+#include "app_util_platform.h" /* 인터럽트 우선순위 등 플랫폼 유틸리티 */
+
+/* 조건부 디버그 출력: FEATURE_PRINTF 정의 시 SEGGER RTT로 출력 */
 #ifdef FEATURE_PRINTF
 #include "debug_print.h"
 #else
@@ -39,62 +92,76 @@
 #endif

 /*==============================================================================
- * HARDWARE RESOURCE ALLOCATION
+ * 하드웨어 리소스 할당
+ * - Timer2: 2MHz 파형 생성의 시간 기준 (16MHz 클럭)
+ * - GPIOTE CH4/5: P_OUT/N_OUT 핀의 하드웨어 토글
+ * - PPI CH8~11: 타이머 비교 이벤트 -> GPIOTE 토글 태스크 자동 연결
 *============================================================================*/
-#define PIEZO_TIMER             NRF_TIMER2
-#define PIEZO_TIMER_IRQn        TIMER2_IRQn
-#define PIEZO_TIMER_IRQ_PRIORITY 6
+#define PIEZO_TIMER             NRF_TIMER2       /* 사용할 타이머 인스턴스 */
+#define PIEZO_TIMER_IRQn        TIMER2_IRQn      /* 타이머2 인터럽트 번호 */
+#define PIEZO_TIMER_IRQ_PRIORITY 6               /* 인터럽트 우선순위 (6 = 중간) */

-/* GPIOTE channels */
-#define GPIOTE_CH_P_OUT         4
-#define GPIOTE_CH_N_OUT         5
+/* GPIOTE 채널 할당 - 핀 토글 제어용 */
+#define GPIOTE_CH_P_OUT         4   /* P_OUT(양극 출력) 토글용 GPIOTE 채널 */
+#define GPIOTE_CH_N_OUT         5   /* N_OUT(음극 출력) 토글용 GPIOTE 채널 */

-/* PPI channels */
-#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0   8
-#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0   9
-#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1   10
-#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1   11
+/* PPI 채널 할당 - 타이머 이벤트 -> GPIOTE 태스크 연결 */
+#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0   8   /* CC[0](반주기) -> P_OUT 토글 */
+#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0   9   /* CC[0](반주기) -> N_OUT 토글 */
+#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1   10  /* CC[1](전체주기) -> P_OUT 토글 */
+#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1   11  /* CC[1](전체주기) -> N_OUT 토글 */

 /*==============================================================================
- * TIMING CONSTANTS
+ * 타이밍 상수
+ * Timer2 클럭: 16MHz -> 1틱 = 62.5ns
+ * 2MHz 신호: 주기 500ns(8틱), 반주기 250ns(4틱)
 *============================================================================*/
-#define TIMER_FREQ_MHZ          16
-#define TICK_NS                 (1000 / TIMER_FREQ_MHZ)  /* 62.5ns */
+#define TIMER_FREQ_MHZ          16                       /* 타이머 클럭 주파수 (MHz) */
+#define TICK_NS                 (1000 / TIMER_FREQ_MHZ)  /* 1틱 = 62.5ns */

-/* 2MHz: period = 500ns, half = 250ns */
-#define PERIOD_TICKS_2MHZ       8       /* 500ns / 62.5ns = 8 */
-#define HALF_PERIOD_TICKS       4       /* 250ns / 62.5ns = 4 */
+/* 2MHz 기준 타이밍: 주기 = 500ns, 반주기 = 250ns */
+#define PERIOD_TICKS_2MHZ       8       /* 전체 주기: 500ns / 62.5ns = 8틱 */
+#define HALF_PERIOD_TICKS       4       /* 반주기: 250ns / 62.5ns = 4틱 */

 /*==============================================================================
- * PIEZO OPERATING FREQUENCY CONFIGURATION
+ * 피에조 동작 주파수 설정
 *============================================================================*/
 /*
- * Target piezo frequency: 1.8 MHz
+ * 목표 피에조 주파수: 2.1 MHz (하드웨어 버스트 모드용)
 *
- * Timing (hardcoded in dr_piezo_burst_sw for stability):
- *   1.8 MHz: 556ns period, 278ns half-period
- *   At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
- *     First half:  15 NOPs (~234ns)
- *     Second half: 12 NOPs (~188ns) + loop overhead
+ * 소프트웨어 버스트 모드의 타이밍은 각 주파수별 함수에 NOP 개수로 하드코딩됨.
+ * 안정적인 파형 생성을 위해 컴파일 타임에 고정.
 *
- * To change frequency, modify the NOP counts in dr_piezo_burst_sw():
- *   2.0 MHz: First=14, Second=11
- *   2.1 MHz: First=13, Second=10
- *   1.5 MHz: First=18, Second=15
+ * NOP 기반 타이밍 계산 (CPU 64MHz, 1 NOP = 15.625ns):
+ *   1.7 MHz: 반주기 294ns -> 첫 반주기 18 NOP, 둘째 반주기 10 NOP + 루프 오버헤드
+ *   1.8 MHz: 반주기 278ns -> 첫 반주기 17 NOP, 둘째 반주기 11 NOP + 루프 오버헤드
+ *   1.9 MHz: 반주기 263ns -> 첫 반주기 15 NOP, 둘째 반주기  9 NOP + 루프 오버헤드
+ *   2.0 MHz: 반주기 250ns -> 첫 반주기 15 NOP, 둘째 반주기 10 NOP + 루프 오버헤드
+ *   2.1 MHz: 반주기 238ns -> 첫 반주기 14 NOP, 둘째 반주기  9 NOP + 루프 오버헤드
+ *   2.2 MHz: 반주기 227ns -> 첫 반주기 13 NOP, 둘째 반주기  8 NOP + 루프 오버헤드
+ *
+ * 주파수를 변경하려면 dr_piezo_burst_sw_XXmhz() 함수의 NOP 수를 수정할 것.
 */
-#define PIEZO_FREQ_MHZ          2.1f
+#define PIEZO_FREQ_MHZ          2.1f    /* 기본 동작 주파수 (MHz) */

 /*==============================================================================
- * STATIC VARIABLES
+ * 정적 변수
 *============================================================================*/
-static volatile bool     m_tx_active = false;
-static volatile uint8_t  m_remaining_cycles = 0;
-static uint32_t          m_period_ticks = PERIOD_TICKS_2MHZ;
-static bool              m_power_enabled = false;
-static bool              m_initialized = false;
+static volatile bool     m_tx_active = false;           /* TX 송신 중 플래그 (인터럽트에서 변경) */
+static volatile uint8_t  m_remaining_cycles = 0;        /* 남은 펄스 사이클 수 (인터럽트에서 감소) */
+static uint32_t          m_period_ticks = PERIOD_TICKS_2MHZ; /* 현재 주기 (타이머 틱 단위) */
+static bool              m_power_enabled = false;       /* DC/DC 컨버터 전원 상태 */
+static bool              m_initialized = false;         /* 드라이버 초기화 완료 여부 */

 /*==============================================================================
- * INTERRUPT HANDLER
+ * 타이머2 인터럽트 핸들러
+ * 매 주기(CC[2])마다 호출되어 잔여 사이클을 감소시킨다.
+ * 잔여 사이클이 0이 되면:
+ *   1) 타이머 정지 및 클리어
+ *   2) GPIOTE 비활성화 (P_OUT/N_OUT 토글 중단)
+ *   3) GPIO를 출력 모드로 재설정 후 LOW로 초기화
+ *   4) DMP 펄스 발생 (피에조 잔류 에너지 방전)
+ *   5) PE = LOW (MOSFET 드라이버 비활성화)
 *============================================================================*/
 void TIMER2_IRQHandler(void)
 {
@@ -140,9 +207,12 @@ void TIMER2_IRQHandler(void)
 }

 /*==============================================================================
- * POWER CONTROL FUNCTIONS
+ * 전원 제어 함수
+ * DC/DC 컨버터(±20V)를 ON/OFF하여 피에조 구동 전압을 제어한다.
+ * 전원 안정화에 약 10ms 필요.
 *============================================================================*/

+/* 피에조 전원 ON: DC/DC 컨버터 활성화 → ±20V 생성 */
 void dr_piezo_power_on(void)
 {
    nrf_delay_ms(20);
@@ -158,6 +228,7 @@ void dr_piezo_power_on(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Power ON: +/-20V ready\r\n");
 }

+/* 피에조 전원 OFF: TX 비활성화 후 DC/DC 컨버터 차단 */
 void dr_piezo_power_off(void)
 {
    dr_piezo_disable();
@@ -169,10 +240,17 @@ void dr_piezo_power_off(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Power OFF\r\n");
 }

+/* 피에조 전원 상태 확인 */
+bool dr_piezo_is_power_on(void)
+{
+    return m_power_enabled;
+}
+
 /*==============================================================================
- * PRIVATE FUNCTIONS
+ * 내부(private) 초기화 함수
 *============================================================================*/

+/* GPIO 초기화: 모든 신호 핀을 출력 모드로 설정하고 LOW(유휴)로 초기화 */
 static void dr_piezo_gpio_init(void)
 {
    nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
@@ -192,6 +270,7 @@ static void dr_piezo_gpio_init(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] GPIO init done\r\n");
 }

+/* GPIOTE 초기화: P_OUT/N_OUT을 토글 모드로 설정 (PPI 연결 대상) */
 static void dr_piezo_gpiote_init(void)
 {
    /* P_OUT: Toggle mode, initial LOW */
@@ -215,6 +294,12 @@ static void dr_piezo_gpiote_init(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] GPIOTE init done\r\n");
 }

+/*
+ * 타이머 초기화: 16MHz 클럭, 16비트 모드
+ * CC[0]=반주기(4틱): 반주기 시점 토글 이벤트
+ * CC[1]=전체주기(8틱): 전체주기 시점 토글 이벤트
+ * CC[2]=전체주기(8틱): 인터럽트 발생 + 타이머 자동 클리어(SHORT)
+ */
 static void dr_piezo_timer_init(void)
 {
    nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_STOP);
@@ -258,6 +343,12 @@ static void dr_piezo_timer_init(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Timer init done (period=%d ticks)\r\n", m_period_ticks);
 }

+/*
+ * PPI 초기화: 타이머 비교 이벤트 → GPIOTE 토글 태스크 연결 (4채널)
+ * CC[0] 이벤트(반주기) → P_OUT 토글 + N_OUT 토글
+ * CC[1] 이벤트(전체주기) → P_OUT 토글 + N_OUT 토글
+ * 이로써 P_OUT과 N_OUT은 항상 역상으로 동작함.
+ */
 static void dr_piezo_ppi_init(void)
 {
    /*
@@ -302,9 +393,10 @@ static void dr_piezo_ppi_init(void)
 }

 /*==============================================================================
- * TX DRIVER FUNCTIONS
+ * TX 드라이버 공개 함수
 *============================================================================*/

+/* TX 드라이버 초기화: GPIO → GPIOTE → Timer → PPI 순서로 설정 */
 void dr_piezo_init(void)
 {
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Initializing TX driver...\r\n");
@@ -321,6 +413,7 @@ void dr_piezo_init(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX driver ready (2MHz)\r\n");
 }

+/* TX 드라이버 해제: 타이머 정지, PPI/GPIOTE 비활성화, 모든 핀 LOW */
 void dr_piezo_uninit(void)
 {
    nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_STOP);
@@ -346,6 +439,13 @@ void dr_piezo_uninit(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX driver uninitialized\r\n");
 }

+/*
+ * 하드웨어 기반 버스트 송신 (Timer + PPI + GPIOTE 사용)
+ * 1) GPIOTE를 재설정: P_OUT=HIGH 시작, N_OUT=LOW 시작 (역상)
+ * 2) PE = HIGH → MOSFET 드라이버 활성화
+ * 3) 타이머 시작 → PPI가 자동으로 P_OUT/N_OUT 토글
+ * 4) 인터럽트 핸들러에서 잔여 사이클 관리 및 종료 처리
+ */
 void dr_piezo_burst(uint8_t cycles)
 {
    if (m_tx_active)
@@ -409,11 +509,13 @@ void dr_piezo_burst(uint8_t cycles)
    nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_START);
 }

+/* 기본 사이클 수(5)로 버스트 송신 */
 void dr_piezo_pulse(void)
 {
    dr_piezo_burst(DR_PIEZO_DEFAULT_CYCLES);
 }

+/* TX 출력 활성화: 수동으로 초기 상태 설정 (PE=HIGH, P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW) */
 void dr_piezo_enable(void)
 {
    nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
@@ -423,6 +525,7 @@ void dr_piezo_enable(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX enabled\r\n");
 }

+/* TX 출력 비활성화: 모든 신호 핀 LOW로 복귀 (유휴 상태) */
 void dr_piezo_disable(void)
 {
    nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
@@ -432,11 +535,13 @@ void dr_piezo_disable(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX disabled\r\n");
 }

+/* TX 송신 중 여부 확인 (인터럽트 핸들러에서 false로 전환) */
 bool dr_piezo_is_busy(void)
 {
    return m_tx_active;
 }

+/* 동작 주파수 변경 (100kHz~4MHz): 타이머 CC 레지스터 재설정 */
 void dr_piezo_set_frequency(uint32_t freq_hz)
 {
    if (freq_hz < 100000 || freq_hz > 4000000)
@@ -456,9 +561,14 @@ void dr_piezo_set_frequency(uint32_t freq_hz)
 }

 /*==============================================================================
- * MUX CONTROL FUNCTION
+ * MUX 제어 함수
+ * 8채널 아날로그 MUX로 피에조 에코 신호 경로를 선택한다.
+ * MUXA: CH0~CH3 담당, MUXB: CH4~CH7 담당
+ * SEL0, SEL1: MUX 내부 채널 주소 선택
+ * High Drive(H0H1) 모드: MUX IC의 빠른 스위칭을 위해 강한 출력 구동력 사용
 *============================================================================*/

+/* MUX 제어 핀 초기화: 4개 핀 모두 High Drive 출력으로 설정, 기본값 LOW */
 void dr_piezo_mux_init(void)
 {
    /* Configure MUX control pins as outputs */
@@ -522,9 +632,18 @@ void dr_piezo_mux_init(void)
 }


+/*
+ * 피에조 채널 선택 (0~7)
+ * 채널 매핑 (EN_MUXA, EN_MUXB, SEL0, SEL1):
+ *   CH0 = MUXA 입력0 (1,0,0,0)   CH4 = MUXB 입력0 (0,1,1,1)
+ *   CH1 = MUXA 입력2 (1,0,1,0)   CH5 = MUXB 입력1 (0,1,0,1)
+ *   CH2 = MUXA 입력1 (1,0,0,1)   CH6 = MUXB 입력2 (0,1,1,0)
+ *   CH3 = MUXA 입력3 (1,0,1,1)   CH7 = MUXB 입력3 (0,1,0,0)
+ * 채널 전환 후 MUX 안정화 대기 시간(1.3ms) 필요.
+ */
 void dr_piezo_select_channel(uint8_t channel)
 {
-    channel = channel & 0x07;  /* Mask to 0-7 */
+    channel = channel & 0x07;  /* 0~7 범위로 마스킹 */

    switch (channel) {
        //           EN_A  EN_B  SEL0  SEL1
@@ -566,6 +685,7 @@ void dr_piezo_select_channel(uint8_t channel)
    nrf_delay_us(DR_PIEZO_MUX_SETTLING_US);
 }

+/* 핀 테스트: 각 신호 핀을 순서대로 HIGH/LOW 토글 (오실로스코프 확인용) */
 void dr_piezo_test_pins(void)
 {
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Pin test...\r\n");
@@ -606,9 +726,10 @@ void dr_piezo_test_pins(void)
 }

 /*==============================================================================
- * SYSTEM FUNCTIONS
+ * 시스템 함수 (전원 + TX 드라이버 통합 제어)
 *============================================================================*/

+/* 시스템 전체 초기화: 전원 ON → TX 드라이버 초기화 */
 void dr_piezo_system_init(void)
 {
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] System init...\r\n");
@@ -617,6 +738,7 @@ void dr_piezo_system_init(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] System ready\r\n");
 }

+/* 시스템 전체 종료: TX 드라이버 해제 → 전원 OFF */
 void dr_piezo_system_uninit(void)
 {
    dr_piezo_uninit();
@@ -624,6 +746,7 @@ void dr_piezo_system_uninit(void)
    DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] System shutdown\r\n");
 }

+/* 전원 확인 후 버스트 송신 (블로킹: 송신 완료까지 대기) */
 void dr_piezo_transmit(uint8_t cycles)
 {
    if (!m_power_enabled)
@@ -638,60 +761,74 @@ void dr_piezo_transmit(uint8_t cycles)
 }

 /*==============================================================================
- * SOFTWARE-BASED BURST 
+ * 소프트웨어 기반 버스트 모드
 * 2025-12-11 Charles KWON
 *==============================================================================
- * 
- * Timing Diagram:
- * 
- *          |<-margin->|<----- pulses ----->|<-- DMP -->|<-margin->|
- * 
+ *
+ * Timer/PPI/GPIOTE 하드웨어 대신 CPU에서 직접 GPIO 레지스터를 조작하여
+ * 초음파 펄스를 생성하는 방식. 인터럽트를 비활성화하여 정확한 타이밍 보장.
+ *
+ * === 타이밍 다이어그램 ===
+ *
+ *          |<-마진->|<----- 펄스들 ----->|<-- DMP -->|<-마진->|
+ *
 * PE    ___/--------------------------------------------------\___
 * P_OUT ___________/-\_/-\_/-\_/-\_/-\____________________\_______
 * N_OUT ___________\_/-\_/-\_/-\_/-\_/____________________\_______
 * DMP   __________________________________/----------\____________
- * 
- * Signal Description:
- * - PE (Pulse Enable): Wraps entire sequence with margin before and after
- * - P_OUT: Positive output, starts LOW, toggles at 2MHz, opposite phase to N_OUT
- * - N_OUT: Negative output, starts LOW, toggles at 2MHz, opposite phase to P_OUT
- * - DMP (Dump): Activates after pulses complete, simultaneous with N_OUT falling edge
- * 
- * Timing Specifications:
- * - Frequency: 2MHz (500ns period, 250ns half-period)
- * - CPU Clock: 64MHz (1 NOP = 15.625ns)
- * - Duty Cycle: 50:50
- * - DMP Pulse Width: ~500ns
- * - PE Margin: ~3 NOPs before pulses and after DMP
- * 
- * Pin Mapping (Port P1):
- * - P1.02: N_OUT (Negative output)
- * - P1.03: P_OUT (Positive output)
- * - P1.05: PE (Pulse Enable)
- * - P1.09: DMP (Dump control)
- * 
- * Note: Direct register access (NRF_P1->OUT) is used for simultaneous
- *       multi-pin control to ensure precise timing and phase alignment.
+ *
+ * === 신호 설명 ===
+ * - PE (Pulse Enable): 전체 시퀀스를 감싸는 활성화 신호 (전후 마진 포함)
+ * - P_OUT: 양극 출력, N_OUT과 역상으로 2MHz 토글
+ * - N_OUT: 음극 출력, P_OUT과 역상으로 2MHz 토글
+ * - DMP (Dump): 펄스 완료 후 피에조 잔류 에너지 방전
+ *
+ * === 동작 원리 ===
+ * 1) __disable_irq()로 인터럽트 차단 → 타이밍 흔들림 방지
+ * 2) PE ON (P0.25 OUTSET 레지스터 사용 → 다른 P0 핀 영향 없음)
+ * 3) NOP 마진 후 for 루프로 P_OUT/N_OUT 교번 출력
+ * 4) DMP 펄스 (32 NOP ≒ 500ns)
+ * 5) PE OFF 후 __enable_irq()로 인터럽트 복원
+ *
+ * === 포트 레지스터 직접 접근 ===
+ * NRF_P1->OUT 레지스터에 미리 계산된 비트 마스크를 직접 기록.
+ * 이 방식으로 P_OUT, N_OUT, DMP를 동시에 제어하면서도
+ * 채널 선택 핀(MUX SEL)은 보존한다 (P1_CTRL_MASK로 제어 핀만 변경).
+ * PE는 P0 포트에 있으므로 OUTSET/OUTCLR 레지스터로 별도 제어.
 *============================================================================*/
+/* 핀 번호에서 포트 내 비트 위치 추출 (하위 5비트 = 0~31) */
 #define PIN_NUM(pin)    ((pin) & 0x1F)


-/* Bit masks for P1 port pins - derived from dr_piezo.h definitions
- * 
- * WARNING: Never hardcode pin numbers!
- * Hardcoding may save a developer's time momentarily,
- * but it will also shorten their lifespan
+/* P1 포트 핀의 비트 마스크 - dr_piezo.h의 핀 정의에서 자동 생성
+ *
+ * 경고: 핀 번호를 절대 하드코딩하지 말 것!
+ * 하드코딩은 개발자의 시간을 일시적으로 절약해줄 수 있지만,
+ * 동시에 개발자의 수명을 단축시킬 것이다.
 * - Charles KWON
+ *
+ * 각 마스크는 해당 핀의 포트 레지스터 내 비트 위치를 나타낸다.
+ * NRF_P1->OUT에 직접 쓸 때 사용되며, 여러 핀을 동시에 제어 가능.
 */

-#define P_OUT_MASK      (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_P_OUT))   /* P1.03 -> P1.07 */
-#define N_OUT_MASK      (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_N_OUT))   /* P1.02 -> P1.06 */
-#define PE_MASK         (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_PE))      /* P1.05 -> P0.25 */
-#define DMP_MASK        (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_DMP))     /* P1.09 -> P1.00 */
+#define P_OUT_MASK      (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_P_OUT))   /* P1.07 양극 출력 */
+#define N_OUT_MASK      (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_N_OUT))   /* P1.06 음극 출력 */
+#define PE_MASK         (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_PE))      /* P0.25 펄스 활성화 */
+#define DMP_MASK        (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_DMP))     /* P1.00 방전 제어 */

-/* Combined mask for all piezo control signals (excluding channel select) */
+/* P1 포트에서 피에조 제어에 사용하는 핀들의 결합 마스크 (채널 선택 핀 제외) */
 #define P1_CTRL_MASK    (P_OUT_MASK | N_OUT_MASK | DMP_MASK)

+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 기본 주파수 2.1MHz
+ *
+ * NOP 타이밍 계산:
+ *   2.1MHz → 주기 476ns, 반주기 238ns
+ *   CPU 64MHz → 1 NOP = 15.625ns
+ *   첫 반주기: 14 NOP(≒219ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒249ns
+ *   둘째 반주기: 9 NOP(≒141ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒218ns
+ *   합계: ≒436~476ns (≒2.1MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
@@ -838,6 +975,13 @@ void dr_piezo_burst_sw(uint8_t cycles)
 *     First half:  15 NOPs (~234ns)
 *     Second half: 12 NOPs (~188ns) + loop overhead
 */
+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 1.8MHz
+ * NOP 타이밍: 반주기 278ns
+ *   첫 반주기: 17 NOP(≒266ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒296ns
+ *   둘째 반주기: 11 NOP(≒172ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒249ns
+ *   합계: ≒499~556ns (≒1.8MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw_18mhz(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
@@ -960,6 +1104,13 @@ void dr_piezo_burst_sw_18mhz(uint8_t cycles)
 *     Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
 *     Total: ~468-500ns per cycle
 */
+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 2.0MHz
+ * NOP 타이밍: 반주기 250ns
+ *   첫 반주기: 15 NOP(≒234ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒264ns
+ *   둘째 반주기: 10 NOP(≒156ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
+ *   합계: ≒468~500ns (≒2.0MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw_20mhz(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
@@ -1083,6 +1234,13 @@ void dr_piezo_burst_sw_20mhz(uint8_t cycles)
 *     Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
 *     Total: ~468-500ns per cycle
 */
+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 1.9MHz
+ * NOP 타이밍: 반주기 263ns
+ *   첫 반주기: 15 NOP(≒234ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒264ns
+ *   둘째 반주기: 9 NOP(≒141ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒218ns
+ *   합계: ≒468~500ns (≒1.9MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw_19mhz(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
@@ -1208,6 +1366,13 @@ void dr_piezo_burst_sw_19mhz(uint8_t cycles)
 *     Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
 *     Total: ~452ns per cycle (~2.21 MHz)
 */
+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 2.2MHz
+ * NOP 타이밍: 반주기 227ns
+ *   첫 반주기: 13 NOP(≒203ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
+ *   둘째 반주기: 8 NOP(≒125ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒202ns
+ *   합계: ≒435~454ns (≒2.2MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw_22mhz(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
@@ -1327,6 +1492,13 @@ void dr_piezo_burst_sw_22mhz(uint8_t cycles)
 *     Second half: 14 NOPs (~219ns) + loop overhead (~47ns) = ~266ns
 *     Total: ~532-588ns per cycle
 */
+/*
+ * 소프트웨어 버스트 - 1.7MHz
+ * NOP 타이밍: 반주기 294ns
+ *   첫 반주기: 18 NOP(≒281ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒311ns
+ *   둘째 반주기: 10 NOP(≒156ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
+ *   합계: ≒532~588ns (≒1.7MHz)
+ */
 void dr_piezo_burst_sw_17mhz(uint8_t cycles)
 {
    /* Clamp cycles to valid range (1-20) */
--- a/project/ble_peripheral/dr_piezo/dr_piezo.h
+++ b/project/ble_peripheral/dr_piezo/dr_piezo.h
@@ -3,20 +3,60 @@
 * @brief   Piezo Transducer Driver (2MHz Signal Generator)
 * @author  Charles KWON
 * @date    2025-12-09
- * 
+ *
 * @note    Hardware: nRF52840 + MD1822K6-G MOSFET Driver + TC7920K6-G MOSFET
- *          Output: <EFBFBD>20V at 2MHz, 3~5 cycles
- * 
+ *          Output: +/-20V at 2MHz, 3~5 cycles
+ *
 * @details Timing Sequence:
 *          1. PE = HIGH (enable)
 *          2. P_OUT/N_OUT = 2MHz pulses (3~5 cycles)
 *          3. DMP = HIGH (dump)
 *          4. DMP = LOW
 *          5. PE = LOW (disable)
- *          
+ *
 *          All signals (P_OUT, N_OUT, DMP) operate within PE HIGH period.
 ******************************************************************************/

+/*******************************************************************************
+ * [한국어 설명] 피에조 초음파 트랜스듀서 드라이버 헤더
+ *
+ * === 개요 ===
+ * 방광 측정용 초음파 송신기의 핀 할당, 설정값, 함수 선언을 정의.
+ * nRF52840 + MD1822K6-G(MOSFET 드라이버) + TC7920K6-G(MOSFET) 하드웨어 구성.
+ * 출력: +/-20V, 2MHz, 3~7 사이클 버스트.
+ *
+ * === 핀 할당 ===
+ * 전원 제어:
+ *   - DR_PIEZO_PWR_EN (P1.9): DC/DC 컨버터 활성화 -> +/-20V 고전압 생성
+ *
+ * TX 신호 핀 (MOSFET 드라이버 제어):
+ *   - PE  (P0.25): Pulse Enable - 전체 시퀀스 활성화/비활성화
+ *   - DMP (P1.0):  Dump - 펄스 후 피에조 잔류 에너지 방전
+ *   - P_OUT (P1.7): Positive Output - 피에조 양극 구동
+ *   - N_OUT (P1.6): Negative Output - 피에조 음극 구동 (P_OUT과 역상)
+ *
+ * MUX 제어 핀 (8채널 에코 신호 경로 선택):
+ *   - EN_MUXA (P0.21): MUXA 활성화 (CH0~CH3 담당)
+ *   - EN_MUXB (P0.23): MUXB 활성화 (CH4~CH7 담당)
+ *   - SEL0 (P1.10): MUX 내부 채널 주소 비트 0
+ *   - SEL1 (P0.28): MUX 내부 채널 주소 비트 1
+ *
+ * === MUX 채널 매핑 (8채널) ===
+ * CH0 = MUXA 입력0: EN_A=1, EN_B=0, SEL0=0, SEL1=0
+ * CH1 = MUXA 입력2: EN_A=1, EN_B=0, SEL0=1, SEL1=0
+ * CH2 = MUXA 입력1: EN_A=1, EN_B=0, SEL0=0, SEL1=1
+ * CH3 = MUXA 입력3: EN_A=1, EN_B=0, SEL0=1, SEL1=1
+ * CH4 = MUXB 입력0: EN_A=0, EN_B=1, SEL0=1, SEL1=1
+ * CH5 = MUXB 입력1: EN_A=0, EN_B=1, SEL0=0, SEL1=1
+ * CH6 = MUXB 입력2: EN_A=0, EN_B=1, SEL0=1, SEL1=0
+ * CH7 = MUXB 입력3: EN_A=0, EN_B=1, SEL0=0, SEL1=0
+ *
+ * === 두 가지 버스트 모드 ===
+ * 1) 하드웨어 버스트 (dr_piezo_burst): Timer2 + PPI + GPIOTE 사용, CPU 비의존적
+ * 2) 소프트웨어 버스트 (dr_piezo_burst_sw_XXmhz): CPU NOP 기반 정밀 타이밍
+ *    - 주파수별 전용 함수: 1.7/1.8/1.9/2.0/2.1/2.2 MHz
+ ******************************************************************************/
+
 #ifndef DR_PIEZO_H
 #define DR_PIEZO_H

@@ -25,7 +65,8 @@
 #include "nrf_gpio.h"

 /*==============================================================================
- * POWER CONTROL PINS (DC/DC Converter +/-20V)
+ * 전원 제어 핀 (DC/DC 컨버터 +/-20V)
+ * DR_PIEZO_PWR_EN: HIGH로 설정 시 DC/DC 컨버터가 +/-20V 고전압 생성
 *============================================================================*/
 //#define DR_PIEZO_PWR_SHDN       NRF_GPIO_PIN_MAP(0, 21)  /**< SHDN_VPP/VNN (LT3463) */    // P0.21 : PZT_EN_MUXA  jhChun 0128
 //#define DR_PIEZO_PWR_EN_10V     NRF_GPIO_PIN_MAP(0, 22)  /**< EN_+10V (MCP1804) */        // P0.22 : NIRS PIN     
@@ -33,7 +74,12 @@
 #define DR_PIEZO_PWR_EN       NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 9)  /** Power Enable   jhChun 0128 */

 /*==============================================================================
- * TX SIGNAL PINS (MOSFET Driver Control)
+ * TX 신호 핀 (MOSFET 드라이버 제어)
+ * PE:    Pulse Enable - 전체 TX 시퀀스 활성화/비활성화
+ * DMP:   Dump - 펄스 후 피에조 잔류 에너지 방전용
+ * P_OUT: Positive Output - 피에조 양극 구동 (N_OUT과 역상)
+ * N_OUT: Negative Output - 피에조 음극 구동 (P_OUT과 역상)
+ * 주의: 이전 핀 할당(주석 처리)에서 새 보드 레이아웃으로 변경됨 (jhChun 0128)
 *============================================================================*/
 //#define DR_PIEZO_PIN_PE         NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 5)   /**< Pulse Enable */
 //#define DR_PIEZO_PIN_DMP        NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 9)   /**< Dump control */
@@ -46,7 +92,11 @@
 #define DR_PIEZO_PIN_N_OUT      NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 6)   /**< Negative output */         // P1.2 -> P1.6  jhChun 0128
 
 /*==============================================================================
- * MUX CONTROL PINS (Echo Signal Path Selection)
+ * MUX 제어 핀 (에코 신호 경로 선택)
+ * 8채널 아날로그 MUX로 피에조 센서 채널을 선택한다.
+ * MUXA(CH0~CH3)와 MUXB(CH4~CH7) 두 개의 4채널 MUX 사용.
+ * EN_MUXA/EN_MUXB: 각 MUX 활성화 (동시에 하나만 HIGH)
+ * SEL0/SEL1: MUX 내부 4채널 중 하나를 선택하는 주소 비트
 *============================================================================*/
 //#define DR_PIEZO_MUX_SEL1       NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 13)  /**< MUX Select 1 (HIGH) */
 //#define DR_PIEZO_MUX_SEL2       NRF_GPIO_PIN_MAP(1, 12)  /**< MUX Select 2 (LOW) */
@@ -59,7 +109,11 @@
 #define DR_PIEZO_MUX_SEL1       NRF_GPIO_PIN_MAP(0, 28)  /**< MUX Select 1 */

 /*==============================================================================
- * CONFIGURATION
+ * 설정값
+ * DR_PIEZO_FREQ_HZ: 목표 주파수 (실제 동작 주파수는 dr_piezo.c에서 결정)
+ * DR_PIEZO_DEFAULT_CYCLES: 기본 버스트 사이클 수 (5)
+ * DR_PIEZO_MIN/MAX_CYCLES: 허용 사이클 범위 (3~7)
+ * DR_PIEZO_MUX_SETTLING_US: MUX 채널 전환 후 아날로그 경로 안정화 대기 시간
 *============================================================================*/
 /**
 * @note Actual operating frequency is defined in dr_piezo.c as PIEZO_FREQ_MHZ.
@@ -73,7 +127,8 @@
 #define DR_PIEZO_MUX_SETTLING_US 1300   /**< MUX settling delay (us) */

 /*==============================================================================
- * POWER CONTROL FUNCTIONS
+ * 전원 제어 함수
+ * DC/DC 컨버터(+/-20V)를 ON/OFF하여 피에조 구동 고전압을 제어한다.
 *============================================================================*/

 /**
@@ -86,8 +141,15 @@ void dr_piezo_power_on(void);
 */
 void dr_piezo_power_off(void);

+/**
+ * @brief 피에조 전원 상태 확인
+ * @return true: 전원 ON, false: 전원 OFF
+ */
+bool dr_piezo_is_power_on(void);
+
 /*==============================================================================
- * TX DRIVER FUNCTIONS
+ * TX 드라이버 함수
+ * 초음파 송신 관련: 초기화, 버스트 송신, 활성화/비활성화, 주파수 설정
 *============================================================================*/

 /**
@@ -156,7 +218,12 @@ void dr_piezo_mux_init(void);
 void dr_piezo_select_channel(uint8_t channel);

 /*==============================================================================
- * SYSTEM FUNCTIONS (Power + TX combined)
+ * 시스템 함수 (전원 + TX 통합 제어)
+ * 전원 ON/OFF와 TX 드라이버 초기화/해제를 한 번에 수행하는 편의 함수.
+ * 소프트웨어 버스트(burst_sw) 계열: CPU NOP 기반 정밀 타이밍.
+ *   - Timer/PPI 없이 CPU에서 직접 GPIO를 제어
+ *   - 인터럽트 비활성화 상태에서 동작하여 타이밍 정확도 보장
+ *   - 주파수별 전용 함수 제공 (NOP 개수가 다름)
 *============================================================================*/

 /**