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國內(nèi)最強MCU,GD32H7的工藝及新功能

09/25 10:40
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這兩天和朋友聊了下GD32H7,談到它的工藝,因為600MHz的主頻,比STM32H7的高,STM32H7是40nm工藝;CM7在ARM的手冊里面,給出的28HPM工藝的參考頻率是很高的,可以到1.1GHz; 小二后面還是翻了下2020和2021的財報,2021特別提到MCU增加了22nm的工藝; 所以GD32H7應(yīng)該是22nm工藝Logic工藝;

從這個角度,GD32H7的面積應(yīng)該會比STM32H7的小不少,大家可以搶客戶了...搶啥客戶,可以看

GD32H7主推市場,及Cortex-M7多維度分析

本文針對GD32H7系列的新外設(shè)做個小結(jié)

本文目錄:

  • EFUSE,Electronic Fuse,電子保險絲
  • TRIGSEL,Trigger Selection Controller,觸發(fā)配置器
  • 運算加速器,CAU,HAU,TMU,F(xiàn)AC
  • OSPI單元,OSPI和OPSIM
  • HPDF,High Performance Digital Filter,高性能數(shù)字濾波器
  • CPDM,Clock phase delay module,時鐘相位延時模塊
  • RSPDIF,Receiver of Sony/Philips Digital Interface,索尼飛利浦?jǐn)?shù)字接收接口
  • LPDTS,Low power digital temperature sensor,低功耗數(shù)字溫度傳感器接口
  • EDOUT,Encoder Divided-Output Controller,編碼器分頻輸出控制器
  • RTDEC,Real-time decryption,實時解密單元
  • HWSEM,hardware semaphore,

EFUSE,電子熔絲

GD32H7內(nèi)置了32x32bit的EFuse,支持冗余備份機制,其編程電壓(1.71~1.98)及讀(0.72~1.05V),看起來EFUSE的魯棒性是認(rèn)真設(shè)計的,這個很重要,不然里面存儲的ID錯誤或密鑰錯誤,可能導(dǎo)致無法啟動,或者無法正常加解密;

EFuse的原理及和其他常用的如OTP的對比,可以參考今天第二篇推文;

TRIGSEL,觸發(fā)選擇控制器

GD32H7在外設(shè)的觸發(fā)特性做了增強,支持的IP外設(shè)都具有專門的觸發(fā)選擇寄存器,可以靈活的配置觸發(fā)源,一個外設(shè)可以有4個觸發(fā)輸入,這4個觸發(fā)輸入的觸發(fā)源可以從TRISEL靈活選擇

運算加速器

前面文章有介紹過GD32H7的應(yīng)用方向,包括數(shù)字信號處理,數(shù)字電源,伺服,AI計算,儲能等,對安全,運算會有要求,GD32H7內(nèi)置了不同的加速單元如下,基于名字應(yīng)該比較好理解,不贅述

CAU,Cryptographic Acceleration Unit,密碼加速器

HAU,Hash Acceleration Unit,哈希加速器

TMU,Trigonometric Math Unit,三角函數(shù)加速器

FAC,F(xiàn)ilter arithmetic accelerator,濾波算法加速器

OSPI

OSPI是一種專用于和外部存儲器通信的接口,支持單線,雙線,四線和八線SPI存儲器 (PSRAMS, NAND, NOR flash等),這里的線數(shù),是數(shù)據(jù)線的數(shù)目,下圖中的OSPIM_Px_IO[7:0]

GD32H7支持兩個OSPI單元,并配置了一個OSPIM用于IO的配置;

至于為什么要OSPI,主要是MCU內(nèi)部的存儲,包括Flash/RAM空間有限,有時候需要更多的程序或者數(shù)據(jù)空間,就需要外擴;GD的很多MCU內(nèi)部的Flash都是XIP的(eXecute In Place), 只不過以前的可能是SPI或者QSPI,沒有OSPI的速率高;

HPDF,高性能數(shù)字濾波器

GD32H7xx 內(nèi)部集成了一種專門用于外部 Σ-Δ 調(diào)制器的高性能數(shù)字濾波器模塊(HPDF)。HPDF 支持 SPI 接口和曼徹斯特編碼單線接口,通過串行接口可將外部的 Σ-Δ 調(diào)制器與 MCU 連接,并對 Σ-Δ 調(diào)制器輸出的串行數(shù)據(jù)流進行濾波。

此外,HPDF 還支持并行數(shù)據(jù)流輸入功能, 實現(xiàn)對內(nèi)部外設(shè) ADC 或 MCU 內(nèi)部存儲器里的數(shù)據(jù)進行濾波處理。

這是典型的工業(yè)用的電流采樣方式;STM32H7里面是DFSDM;

CPDM,時鐘相位延時模塊

Clock phase delay module,支持輸入時鐘的頻率范圍:25MHz ~ 208MHz,支持多達12個輸出時鐘相位選擇。

這個單元主要用來給SDMMC或者SPI (Quad SPI,Octa SPI)提供時鐘;

RSPDIF,索尼飛利浦?jǐn)?shù)字接收接口

音頻接口,GD32H7的一個應(yīng)用方向是語音AI;除了RSPDIF,GD32H7還有SAI (Serial Audio Interface)

LPDTS,低功耗數(shù)字溫度傳感器接口

溫度傳感器應(yīng)該都很熟悉,GD32H7內(nèi)置的溫度傳感器,將溫度值轉(zhuǎn)換成方波輸出,溫度通過方波的頻率可以得到;

個人理解,這個是為了配合外部的監(jiān)控芯片/FPGA的?

EDOUT,編碼器分頻輸出控制器

編碼器分頻輸出控制器(EDOUT)用于把從編碼器獲取到的位置信息,以A相、B相和Z相脈沖 的方式輸出

RTDEC,實時解密單元

根據(jù)讀取請求地址信息,RTDEC(實時解密)模塊可以對Arm? AXI或AHB總線數(shù)據(jù)進行實時 解密。

RTDEC的最初目的是保護存儲在外部SPI NOR Flash設(shè)備中的只讀固件的機密性。RTDEC在OSPI存儲器讀操作期間進行實時解密。

這主要是防止讀出固件,抄襲產(chǎn)品;終端客戶可以在外部的Flash里面燒錄加密的固件,同時解密密鑰存放在EFuse里面,這樣每臺機器的密鑰可以不一樣,即使代碼讀出來了,也無法運行

HWSEM,hardware semaphore,硬件信號量

硬件信號量(HWSEM)模塊提供了一種非阻塞機制來保證不同進程之間的同步。HWSEM以 原子方式實現(xiàn)了32個信號量,支持信號量的寫鎖定與讀鎖定,支持只有當(dāng)總線主控ID和進程ID 都與信號量鎖信息相匹配時才解鎖信號量。

這個功能,需要配合操作系統(tǒng)使用;

 

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