GD32 MCU原理及固件库开发指南
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1.2.1 GD32 MCU发展历程

GD32 MCU的发展历程大致可以分为以下3个阶段。

1.开始阶段

如图1-1所示,从2013年推出GD32F103系列MCU开始到2016年,GigaDevice公司不断丰富基于M3内核的产品线,并陆续推出GD32F10×、GD32F1×0及GD32F20×系列产品,从而使M3内核产品形成平台化。

2013年GigaDevice公司推出第一款以M3为内核的主流系列产品GD32F10×。该系列产品的最高主频为108MHz,最大Flash容量为3MB,最大SRAM容量为96KB,具有丰富的片内外设资源,其中定时器模块多达18个,通信模块包括多路USART/UART串口、SPI、IIC接口、USB接口、SDIO接口以及以太网接口,模拟模块包括多路ADC和DAC,具有EXMC接口,可支持外扩SRAM、NOR Flash以及NAND Flash等存储器并可驱动8080接口液晶屏。相较于市场同类产品,GD32F10×系列具有更高的主频、更大的Flash容量,并由于具有gFlash专利技术,在同主频下具有更高的代码执行效率。GD32F10×系列推向市场后得到了广大客户的欢迎。

2014年GigaDevice公司推出工作电压为3.3V以M3为内核的超值系列产品GD32F130/150。该系列产品的最高主频为72MHz,最大Flash容量为64KB,最大SRAM容量为8KB。相较于GD32F10×系列MCU,该系列产品具有更低的成本和功耗,可满足低成本的应用需求。

图1-1 GD32 M3内核MCU产品发展时间线

2015年GigaDevice公司推出以M3为内核的高性能系列产品G32F20×。该系列产品的最高主频为120MHz,最大Flash容量为3MB,最大SRAM容量为256KB,可以覆盖GD32F10×系列的外设资源配置,并可向下软硬件兼容GD32F10×系列。除集成了GD32F10×系列片内外设外,GD32F20×系列片内还集成了CRC(循环冗余校验)计算单元、TRNG(真随机数生成器)、CAU(加密处理器)以及HAU(哈希处理器)模块,这让它具有更高的安全性能。GD32F20×还集成了摄像头接口及TLI接口(TFT_LCD接口),这让它可支持外扩摄像头及TFT液晶屏。

2016年1月GigaDevice公司推出工作电压为5V以M3为内核超值系列产品GD32F170/190。该系列最高主频为72MHz,最大Flash容量为64KB,最大SRAM容量为8KB,可兼容GD32F130/150系列。除集成了GD32F130/150系列片内外设外,GD32F170/190系列片内还集成了SLCD段码液晶驱动模块、OPA(运算放大器)、CAN(内置CAN PHY)及TSI(电容触摸)模块等,让它可满足家电、工业等领域的部分5V供电的需求。

2.成长阶段

如图1-2所示,自2016年9月(推出第一款基于M4内核的GD32F450系列MCU)至2017年,GigaDevice公司基于新的产品工艺以及M4内核,迅速推出M4系列产品并向下兼容M3系列产品。

2016年年底至2017年年初,GigaDevice公司推出以M4为内核的高性能产品GD32F4××。该系列产品的最高主频为200MHz,最大Flash容量为3MB,最大SRAM容量为512KB,具有非常丰富的片内外设资源,并可支持BGA176引脚封装,可满足高性能的应用需求。

2017年3月GigaDevice公司推出以M4为内核的主流型产品GD32F30×。该系列产品的最高主频为120MHz,最大Flash容量为3MB,最大SRAM容量为96KB,可向下兼容GD32F10×系列产品。相较于GD32F10×系列,GD32F30×系列产品具有更高的主频以及更优异的内核性能。

2017年5月GigaDevice公司推出以M4为内核的超值系列产品GD32F3×0。该系列产品的最高主频为108MHz,最大Flash容量为128KB,最大SRAM容量为16KB,可向下兼容GD32F1×0系列产品,相较于GD32F1×0系列,GD32F3×0系列产品具有更高的主频、更丰富的外设资源(新增OTG模块、TSI模块、2路比较器)以及更优异的内核性能。

3.全面发展阶段

自2017年下半年至本书完稿时,GD32 MCU进入全面发展阶段。

(1) 引入嵌入式eFlash技术,先后推出GD32E103、GD32C103、GD32E230、GD32E50×等不同系列的MCU,这些产品具有更宽的工作电压、更低的产品功耗、更短的Flash擦写时间等特性,可满足更高性能、更低功耗的应用需求。

图1-2 GD32 M4内核MCU产品时间线

(2)针对光模块应用市场,推出GD32E232、GD32E501光模块系列产品;针对行业应用需求,集成更小封装产品(支持QFN24、QFN32、BGA64)以及相关外设,提供IIC BOOT、CLA(可编程逻辑阵列)、8路DAC、MDIO接口以及IO复位保持等功能。

(3)针对低功耗应用市场,推出GD32L233超低功耗系列产品。该系列产品的最高主频为64MHz,集成了64~256KB的嵌入式eFlash和16~32KB的SRAM,深度睡眠功耗降至2μA[1],唤醒时间低于10μs,待机功耗仅为0.4μA,深度睡眠模式下可支持LPtimer、LPUART、RTC、LCD、IIC等多个外设唤醒,具有多种运行模式和休眠模式,提供了优异的功耗效率和优化的处理性能。

(4)针对无线通信应用市场,推出GD32W515 Wi-Fi无线通信系列产品SoC,集成2.4GHz单流IEEE802.11b/g/n MAC/Baseband/RF射频模块。该系列MCU集成TrustZone硬件安全机制,最高主频为180MHz,配备了高达2MB的片上Flash和448KB的SRAM,与各厂商无线路由器具有极佳的兼容性,可以快速建立连接并完成通信。

(5)针对汽车应用市场,推出GD32A503系列车规级MCU,采用先进的车规级工艺平台以及生产标准,符合车用高可靠性和稳定性要求,可用于车身控制、辅助驾驶及智能座舱等多种电气化车用场景。

(6)推出全球首款基于RISC-V内核的GD32VF103系列MCU,提供从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等的完整工具链支持。

(7)围绕GD32 MCU,推出信号链相关的周边模拟产品GD30系列,包括电源管理单元、电机驱动IC、高性能电源IC以及锂电管理IC。这个系列的产品丰富了GD32 MCU“百货商店”类产品,可为客户提供更多的产品解决方案。

(8)预计后续GigaDevice会不断推出新的MCU产品并继续丰富现有产品线,以满足更多应用场景下的MCU应用需求。