关于GD32 Colibri-F450VE开发板的性能分析和介绍

半导体产业发展迅猛,不少企业都打出了自己的明星产品。今天要谈的这个产品就是来自兆易创新gigadevice最新的基于arm cortex-m4处理器系列的微控制器——gd32 colibri-f450ve开发板。
从flash与兆易结缘,到如今gd32系列微控制器产品,兆易通过融合创新,成功成为一家前景可期的微控制器半导体企业。在基于arm系列处理器的生态圈越来越广的今天,兆易已经从趋势中找到了自身企业的发展之路,从cortex-m3系列到最新的cortex-m4系列mcu,稳步创新,结合自身flash技术上的实力,在微控制器领域中开创了新一片天地。
因为笔者之前有幸体验过兆易最新的基于arm cortex-m4处理器的全功能板gd32450i-eval,第一次拿到gd32 colibri-f450ve开发板的时候内心还是很激动的,直接上图。
其实如果以前玩过兆易的其它微控制器的口袋实验板,那对这款gd32 colibri-f450ve开发板的外观就不会陌生,微控制器的io引脚都通过排针引出,方便用户diy。虽然板载的外设资源模块不多,但是目前市面上外设模块的生态系统很成熟(如各种传感器、各种通信模块等),按照自己的需求购买外设模块更加符合自己对产品的定义,同时也多了一些diy的乐趣。
gd32 colibri-f450ve开发板
gd32 colibri-f450ve开发板大致分为两部分,主微控制系统部分以及调试器部分。主控制器部分主要包括 led、key、串口、同时又通过引出的io口兼容现在非常流行的arduino uno3接口,方便灵活扩展支持更多的外设。调试器部分主要以gd-link芯片、usb hub芯片、usb转串口芯片实现通过一个microusb扩展出调试器、串口等功能,电路复杂了,但是方便了工程师的使用,一条microusb线就能解决供电、串口、调试三合一的功能,非常棒。
gd32 colibri-f450ve开发板具体的资源分布如下图所示。
gd32 colibri-f450ve开发板主要的板载资源:
gd32f450vet6微控制器,基于arm cortex-m4处理器,最大主频达200mhz,是业界m4内核最高主频
机械按键:一个复位按键、一个唤醒按键、两个用户按键
1个microusb接口,通过板载的usb hub控制器实现gd-link调试器以及usb转串口功能
兼容arduino uno3扩展接口、支持colibri扩展接口
正如上面所说的那样,gd32 colibri-f450ve开发板在功能设计上做到尽量的简洁,主要包括 led、key、串口、gd-link,同时又通过兼容现在非常流行的arduino uno3 接口来灵活的扩展支持更多的外设。
其中板卡引出的扩展io除了支持arduino扩展接口,还支持colibri接口,这种接口貌似是这板卡独有的,市面上也没有这种接口的单独模块供应,有兴趣的朋友可以看看原理图具体的引脚定义,当然,也可以参考板子背面的白色丝印标注出的信号。
板子的另外一个是调试器部分的组成,包括了usb转串口ic、usb集线器ic、兆易gd32的usb系列微控制器作为调试器ic。板子上的布局虽然复杂了,但是对于工程师使用来说更加方便了,一根microusb线就可以搞定。
总的来说,gd32 colibri-f450ve开发板和目前主流的最小微控制器系统板基本上是同一种模式,中规中矩,没什么好吐槽的点。当然,如果要说gd32 colibri-f450ve开发板最大的优势,莫过于板载的这颗gd32f450系列的微控制器产品以及支持trochili rtos系统,trochili是一个全新的国产的适用于嵌入式领域的实时操作系统内核。支持多线程、多优先级、抢占式调度。内核代码大部分由c语言开发,代码结构清晰,可维护性好,gd32f450系列微控制器可以完美的移植trochili rtos,在全功能配置下,sram占用约为2.8kb,flash占用约为10kb,看来国产mcu和国产rtos要纷纷登上世界舞台了。
gd32f450微控制器
先来看下板子上的这颗巨大无比的微控制器,具体规格型号为gd32f450vet6,lqfp100封装,属于lqfp100封装系列中配置规格最高的一款产品,如下图所示。
gd32 colibri-f450ve相比兆易官方推出的全功能板上的gd32450i-eval开发板上的mcu在flash跟sram容量上是持平了,同样是3mb flash+256kb sram,炫酷拽,要说区别的话,就是在io上有所删减,不过对于gd32 colibri-f450ve开发板,如果真要使用最高规格的mcu,引脚都没地方引出来。
gd32f450vet6微控制器特性:
基于arm cortex-m4处理器,最高200mhz主频,集成512kb flash、256kb sram
集成了8个16位通用定时器、2个32位通用定时器,2个先进的16位定时器,2个基本定时器、一个systick、两个看门狗、1个rtc
4个usart、4个uart、3个i2c,5/2个spi/i2s,1个sdio,2个can2.0b,usb otg fs/hs、
1个以太网mac、一个tft-lcd接口、1个数字摄像头接口,1 个 exmc,3个16位adc,两个dac
最大可支持扩展82个gpio口
gd32f450vet6资源非常丰富,真是一点也不夸张,除了秉承了优秀的数字扩展外设外,还集成了众多的模拟外设,如3个16位高速adc、2个dac。并且片上集成了2个can2.0b的总线控制器,而且内置了一个can2.0b的物理层收发接口(phy),这点是在其它具备can控制器的微控制器上也是不常见的,可以有效的协助工程师简化板级设计并降低成本。本身丰富的片上资源加上200mhz主频的高性能arm cortex-m4处理器,非常适合需要功能、性能强大的嵌入式领域、工业领域等。
gd32f450系列微控制器同样支持兆易特有的专利技术——内核访问闪存高速零等待技术,这使得处理器访问flash的速度能达到最快,不需要等待时间,大大增强了代码的执行效率;同时gd32f450系列微控制器都具有3种省电模式:睡眠模式、深度睡眠模式以及待机模式,支持2.6v~3.3v供电,部分io还可以承受5v电平,防止在不当的操作条件下意外损坏芯片。
gd32f450系列更具备了优异的静电防护(esd)和电磁兼容(emc)能力,并符合工业级高可靠性和温度标准。超强的性能、丰富的功能,稳定可靠的安全性,使gd32f450系列微控制器在众多场合都有非常广阔的应用前景,如工业控制、电机变频、图形显示、安防监控、传感器网络、无人机、机器人、物联网等市场。
上电使用
如果第一次使用gd32 colibri-f450ve开发板,还是要做一些准备工作,比如安装gd32f450的database,cmsis-dp驱动,这些都能在网上找到,不过若想体验下trochili rtos系统、针对gd32 colibri-f450ve开发板的软件包,目前而言还需要官方提供。
安装gd32f4系列微控制器的database并安装cmsis-dap的调试器的驱动。
安装ch340的usb转串口驱动。
基本环境搭建后就可以正式进行开发了。开发ide工具选用keil比较方便,因为官方提供的软件包就是基于keil的。修改正确的路径。
载入例程
编译、下载并调试
板卡运行程序
借助官方提供的源代码我们可以极易的实现板卡各种功能的测试、开发,以及通过板载的gdlink进行功能的调试,更多的内容在本文就不再一一演示了。爱板网接下来将准备好100块板卡的免费试用的机会,而且到时可不是笔者手上的这种手工焊接的板子,将会是正式的量产板,有兴趣的朋友可以亲自来体验一番。
介绍了兆易创新基于最新的gd32f4系列微控制器推出的一款简单好用的入门级开发板——gd32 colibri-f450ve,板载正版的gdlink仿真器、usb转串口功能、兼容现在非常流行的arduino uno3扩展接口,可以方便灵活的支持更多的外设扩展。开发板搭载gd32f450系列中配置规格较高的gd32f450vet6,主频达恐怖的200mhz,内部更是集成了高达3mb的flash,256kb sram,并支持exmc接口,存储扩展非常的丰富,此系列微控制器还集成了lcd、数字摄像头接口等,无论是性能、功能亦或是价格等综合优势明显,非常适合应用在工业控制、人机界面、安全支付、电机变频、图形显示、安防监控、传感器网络、无人机、机器人、车载设备和物联网等市场领域,稍后爱板网也将推出100块此板卡免费试用的活动,有兴趣的工程师千万不要错过了。

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