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兆易創新推出新GD32E5系列MCU

  • 魏于寧台北

GD32E5系列Cortex-M33內核通用MCU產品組合

半導體供應商兆易創新GigaDevice,近日發布基於全新Arm Cortex-M33內核的GD32E5系列高效能微控制器。這系列MCU採用台積電低功耗40奈米(40nm)嵌入式快閃記憶體製程構建,具備領先的處理能力、功耗效率、連接特性和更經濟的開發成本,進一步推動嵌入式開發向高精度工業控制領域擴展,解決數位電源、電機變頻、測量儀器、混合信號處理、高階消費類應用等多種功能集成和工作負載需求。

GD32E5產品組合提供了3個通用系列和1個專用系列,4種封裝類型23個型號選擇,目前已經開始提供樣片和開發板卡,並將於9月正式投入量產。

全新內核和硬體加速器提高處理效能

GD32E5系列基於最新Armv8-M架構的Cortex-M33內核,處理器主頻最高可達180MHz,內置硬體乘/除法器並提供了完整的DSP指令集和單精確度浮點運算單元(FPU),還配備了全新的硬體三角函數加速器(TMU),可支援向量、正餘弦、指數、平方根、常用對數等數學三角運算,以減輕CPU負擔並提高處理效率,從而推動以數位信號處理為中心的高級計算應用。最高工作效能可達244DMIPS,CoreMark測試可達547分。同主頻下的代碼執行效率相比市場Cortex-M4產品提升了10%-20%,相比Cortex-M23產品的效能提升超過40%。

GD32E5配備了128KB到512KB的Flash及80KB到128KB的SRAM,雙bank嵌入式快閃記憶體支援讀寫同步操作,還內置了用於任務隔離的記憶體保護單元(MPU)用於提高系統可靠性。晶片採用1.7V-3.6V供電,I/O口可承受5V電平。內置的電源管理單元更加優化並提供了5種全新省電模式,最高主頻所有外設全速運行模式下的工作電流僅為332µA/MHz,相對於GD32F4產品下降了32%,實現了極佳的能效比。在電池供電時的待機電流最低僅為0.7µA。

出色的高精度計時器和混合信號集成

GD32E5內置了全新的超高精度計時器(SHRTimer)。它內部擁有5個獨立的計數器,可以產生5組2路帶死區互補輸出的PWM控制信號,頻率最高可達11.5GHz,解析度最快僅為90ps,與其他外設豐富的聯動機制更可以產生開關電源、電機控制等各種實際需要的高頻波形。

GD32E5的模擬部件也採用了高度集成化的全新設計。為提供準確的類比測量,晶片集成了3個12位2.6M SPS取樣速率的高效能ADC,支援全差分輸入,配備多達21個可複用通道,並支援16位元硬體過採樣濾波功能和解析度可配置,實際有效位元數和線性度也比市場同類產品有明顯提升。此外還提供了2個12位DAC,3個傳播延遲為22ns的超快速比較器。

豐富的外設介面全面助力工業互聯網

GD32E5引入了全新的USB 2.0 OTG雙功能控制器,內置的硬體PHY為實現設計靈活性提供了多種工作速率,包括480Mbps的高速(HS)模式和12Mbps 的全速(FS)模式。並支援Device、HOST、OTG等工作方式,配合獨立的480MHz PLL支持無晶振 (Crystal-less)設計全面降低使用成本。目前正在通過相關認證,並確保符合USB-IF的設計標準要求。

新增的SQPI控制器則可以連接串列、兩線、四線平行介面的記憶體外設,如SQPI Flash和SQPI PSRAM等。從而方便的擴展外部存儲資源,例如用於移動印表機、顯示幕、指紋識別、OTA升級等需要較大RAM緩存的場合。全新GD32EPRT專用系列更于片上集成了4MB PSRAM,一步到位滿足開發所需。

GD32E5為實現廣泛的工控和互聯應用配備了更為豐富的標準外設資源:多達9個16位通用計時器、2個16位高級向量控制計時器、1個32位通用計時器、2個16位基本計時器和2個多通道DMA控制器。通訊介面則多達6個UART、3個SPI、3個I2C、2個I2S和1個SDIO。還集成了3個CAN-FD (flexible data-rate) 介面用於CAN匯流排網路,最高速率可達6Mbps。10/100M自我調整的快速乙太網控制器(MAC) 更可協助開發乙太網連接功能的即時應用。

全新MCU具備了6KV靜電防護(ESD)能力,並採用了時鐘展頻技術來降低對於高速數位系統的電磁干擾(EMI),全部符合工業級高可靠性和溫度標準。GD32E5系列MCU包含了GD32E503、GD32E505、GD32E507和GD32EPRT等4個產品系列、23個型號選擇。各系列軟體和引腳完美相容,優異的靈活性充分釋放Cortex-M33核心的卓越潛能。

兆易創新採用台積電40奈米低功耗製程打造先進的微控制器開發平台,具備了業界領先的能耗比和高整合度,能夠以更為經濟的成本價格助力產業升級,也進一步鞏固了GD32 MCU家族在本土微控制器市場的領導地位。

兆易創新產品市場總監金光一表示:「作為中國第一個Arm Cortex-M33核心通用MCU,我們攜手台積電推出的GD32E5系列高效能新品為資料密集、演算法密集、傳輸密集的高精度工控和消費類應用,提供了高性價比的解決方案。並將以持續拓展的GD32生態系統為服務支撐,深耕市場產業需求,提升用戶開發體驗。」