關(guān)于GD32F450系列高性能200MHz主頻Cortex?-M4 MCU的介紹和應(yīng)用

GigaDevice GD32F450系列全新32位通用 MCU基于200MHz Cortex-M4內(nèi)核，持續(xù)以業(yè)界領(lǐng)先的強(qiáng)大處理效能與低功耗、高集成度、高可靠性和易用性的最佳組合，為工業(yè)控制與物聯(lián)網(wǎng)等高性能計(jì)算需求提供高性?xún)r(jià)比解決方案。

2016年9月12日 — 日前，業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商GigaDevice (兆易創(chuàng)新)全新推出基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的GD32F450系列高性能微控制器，并以200MHz的工作主頻在業(yè)界首次將ARM Cortex-M4內(nèi)核的處理能力發(fā)揮到極致。

作為GD32 MCU家族Cortex-M4內(nèi)核的首個(gè)旗艦產(chǎn)品系列，GD32F450采用了業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體工藝制程，整合了強(qiáng)大的運(yùn)算效能和出色的功耗效率，集成了更多的片上資源和接口外設(shè)，從而為工業(yè)控制、電機(jī)變頻、圖形顯示、安防監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)應(yīng)用帶來(lái)創(chuàng)新的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。更具備了優(yōu)異的靜電防護(hù)(ESD)和電磁兼容(EMC)能力，并符合工業(yè)級(jí)高可靠性和溫度標(biāo)準(zhǔn)。

GigaDevice MCU事業(yè)部總經(jīng)理鄧禹表示：“MCU正迎來(lái)重要的發(fā)展機(jī)遇, GD32F450作為中國(guó)第一個(gè)Cortex-M4內(nèi)核32位通用微控制器產(chǎn)品系列，以業(yè)界領(lǐng)先的高性能擴(kuò)大了GD32智能創(chuàng)新平臺(tái)的選擇范圍，提供了Cortex-M4內(nèi)核的處理能力與低功耗、高集成度、高可靠性和易用性的最佳組合，并延續(xù)了GD32微控制器家族的卓越基因，以高性?xún)r(jià)比帶來(lái)出眾的價(jià)值。我們將持續(xù)關(guān)注多樣化的市場(chǎng)應(yīng)用需求與產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)，這也是我們進(jìn)一步豐富和完善產(chǎn)品布局的強(qiáng)大推動(dòng)力?！?/p>

領(lǐng)先的高性能和功耗效率

作為業(yè)界最高性能的Cortex-M4微控制器，GD32F450具備了超高的計(jì)算性能，處理器最高主頻可達(dá)200MHz，并提供了完整的DSP指令集、并行計(jì)算能力和專(zhuān)用浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)，從而將32位控制與領(lǐng)先的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)集成來(lái)滿(mǎn)足高級(jí)計(jì)算需求。在閃存中直接執(zhí)行代碼高速零等待，最高主頻下的工作性能可達(dá)250DMIPS，CoreMark測(cè)試更取得了673分的優(yōu)異表現(xiàn)。同主頻下的代碼執(zhí)行效率相比市場(chǎng)同類(lèi)Cortex-M4產(chǎn)品提高了10%-20%，并已全面超越Cortex-M3產(chǎn)品，性能提升超過(guò)40%。

GD32F450配備了512KB到3072KB的片上Flash及256KB到512KB的SRAM，雙區(qū)塊(dual-bank)閃存允許同步讀寫(xiě)操作，從而方便了安全程序升級(jí)，在更新軟件的同時(shí)不影響應(yīng)用性能。業(yè)界領(lǐng)先的55nm低功耗制造工藝使GD32F450延續(xù)了GD32系列MCU的高集成度特性，并保證產(chǎn)品價(jià)格可控。

GD32F450采用2.6V-3.6V供電，I/O口可承受5V電平。內(nèi)置的電源管理單元支持高級(jí)電源管理并提供了三種省電模式，在所有外設(shè)全速運(yùn)行模式下的工作電流僅為500μA/MHz，實(shí)現(xiàn)了極佳的能效比。還首次具備了電壓調(diào)整功能。當(dāng)頻率降低時(shí)，CPU電壓也可隨之降低，從而將動(dòng)態(tài)功耗降至最低水平。在電池供電時(shí)的待機(jī)電流最低僅為2μA。

豐富的集成外設(shè)資源

GD32F450片上集成了豐富的創(chuàng)新外設(shè)資源。2個(gè)支持三相PWM互補(bǔ)輸出和霍爾采集接口的16位高級(jí)定時(shí)器可用于矢量控制，還擁有多達(dá)8個(gè)16位通用定時(shí)器、2個(gè)32位通用定時(shí)器、2個(gè)16位基本定時(shí)器和2個(gè)八通道DMA控制器。

外設(shè)接口資源包括8個(gè)USART, 6個(gè)SPI, 3個(gè)快速I2C, 2個(gè)I2S, 2個(gè)CAN2.0B, 1個(gè)SDIO接口, 1個(gè)10/100M以太網(wǎng)控制器(MAC)，并首次配備了兩個(gè)USB2.0 OTG接口，包括了全速 (Full Speed, 12Mbps) 和高速 (High Speed, 480Mbps) 接口，可提供Device, HOST, OTG等多種傳輸模式。并采用了全新的支持無(wú)晶振(Crystal-less) USB設(shè)計(jì)。GD32F450的USB 2.0 FS全速接口擁有獨(dú)立的48 MHz振蕩器，可替代外部晶振生成USB通信所需的精確時(shí)鐘信號(hào)，從而有效降低使用成本并提高系統(tǒng)集成度。

全新設(shè)計(jì)的SPI接口最高工作頻率更可達(dá)30MHz，還支持4線(xiàn)同步串行模式，方便連接到外部大容量NOR Flash并實(shí)現(xiàn)快速訪(fǎng)問(wèn)。模擬外設(shè)的性能也已全面增強(qiáng)，GD32F450配備了3個(gè)采樣率高達(dá)2.6M SPS的12位高速ADC，提供了多達(dá)24個(gè)可復(fù)用通道，并新增了16-bit硬件過(guò)采樣濾波功能和分辨率可配置功能，還擁有2個(gè)12位DAC，為支持混合信號(hào)控制提供了更高的性?xún)r(jià)比。多達(dá)80%的可用GPIO具有多種可選功能還支持端口重映射，極佳的靈活性和易用性滿(mǎn)足多種應(yīng)用需求。

作為當(dāng)前市場(chǎng)最高性能的Cortex-M4內(nèi)核MCU產(chǎn)品，GD32F450系列提供了卓越的閃存緩存和連接能力方案。GD32F450系列MCU以先進(jìn)的緩存架構(gòu)配置了4個(gè)獨(dú)立的SRAM存儲(chǔ)器，可支持不同總線(xiàn)上的主設(shè)備同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。新增的64KB內(nèi)核專(zhuān)用緩存(TCM RAM)既可作為系統(tǒng)運(yùn)行的堆棧,又可作為高速運(yùn)算緩沖, 從而有助于發(fā)揮出內(nèi)核的最高性能。32位總線(xiàn)接口EXMC還支持?jǐn)U展外部SDRAM內(nèi)存，能夠以更高的性?xún)r(jià)比靈活方便的進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)緩存與高級(jí)界面控制。

GD32F450還配備了TFT LCD控制器和硬件圖形加速器IPA (Image Processing Accelerator),以實(shí)現(xiàn)液晶驅(qū)動(dòng)并顯著提升顯示畫(huà)質(zhì)，最高可以支持XGA 10吋1024 x 768像素的RGB TFT顯示。另外還配備了8位至14位的Camera視頻接口，便于連接數(shù)字?jǐn)z像頭并實(shí)現(xiàn)圖像采集與傳輸。

高防護(hù)能力及迅捷供貨

GD32F450系列提供了11個(gè)產(chǎn)品型號(hào)，包括BGA176、LQFP144和LQFP100等3種封裝類(lèi)型選擇。目前，該系列產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始提供樣片，并將于十月份正式投入量產(chǎn)及全面供貨。充分適用于工業(yè)控制、電機(jī)變頻、圖形顯示、安防監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等高性能計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)合并持續(xù)帶來(lái)創(chuàng)新的應(yīng)用體驗(yàn)。

不僅具備了業(yè)界領(lǐng)先的高性能，GD32F450系列還提供了卓越的抗擾性能和靜電防護(hù)等級(jí)。芯片級(jí)的ESD防護(hù)水平在人體放電(HBM)模式可達(dá)7KV，器件放電模式(CDM)可達(dá)800V，遠(yuǎn)高于行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，從而適合在復(fù)雜噪聲環(huán)境下的控制應(yīng)用，并協(xié)助客戶(hù)研發(fā)出更耐用、更可靠的終端產(chǎn)品。

GigaDevice為GD32F450產(chǎn)品配備了完整豐富的固件庫(kù)，并提供了集成接口驅(qū)動(dòng)的FreeRTOS/uCOS等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的參考例程。包括多種開(kāi)發(fā)板和應(yīng)用軟件在內(nèi)的GD32開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)也已準(zhǔn)備就緒，全新的開(kāi)發(fā)工具包括GD32450I-EVAL、GD32450Z-EVAL、GD32450V-EVAL對(duì)應(yīng)三種不同封裝和管腳的全功能評(píng)估板，方便用戶(hù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)調(diào)試。還提供了支持在線(xiàn)仿真、在線(xiàn)燒錄和脫機(jī)燒錄三合一功能的調(diào)試量產(chǎn)工具GD-Link。得益于廣泛的ARM生態(tài)體系，包括Keil MDK等更多開(kāi)發(fā)軟件和第三方燒錄工具也均已全面支持。這些都極大程度的簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)難度。

GD32微控制器家族

GD32 MCU產(chǎn)品家族目前已經(jīng)擁有200余個(gè)產(chǎn)品型號(hào)、11個(gè)產(chǎn)品系列及11種不同封裝類(lèi)型。提供了業(yè)界最為寬廣的Cortex-M3 MCU選擇，并以領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)持續(xù)不斷的推出Cortex-M4 MCU產(chǎn)品。所有型號(hào)在軟件和硬件引腳封裝方面都保持相互兼容，全面支持各種高中低端嵌入式應(yīng)用與升級(jí)。融合了高性能、低成本與易用性的GD32系列通用MCU采用了多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利技術(shù)并為日益增長(zhǎng)的多元化應(yīng)用需求提供助力。產(chǎn)品通過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)檢驗(yàn)，已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新首選。