國內(nèi)最強(qiáng)MCU，GD32H7的工藝及新功能

這兩天和朋友聊了下GD32H7，談到它的工藝，因?yàn)?00MHz的主頻，比STM32H7的高，STM32H7是40nm工藝；CM7在ARM的手冊(cè)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(cái)報(bào)，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(gè)角度，GD32H7的面積應(yīng)該會(huì)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(duì)GD32H7系列的新外設(shè)做個(gè)小結(jié)

本文目錄：

• EFUSE，Electronic Fuse，電子保險(xiǎn)絲
• TRIGSEL，Trigger Selection Controller，觸發(fā)配置器
• 運(yùn)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(shí)鐘相位延時(shí)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(shí)時(shí)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(jī)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(jì)的，這個(gè)很重要，不然里面存儲(chǔ)的ID錯(cuò)誤或密鑰錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致無法啟動(dòng)，或者無法正常加解密；

EFuse的原理及和其他常用的如OTP的對(duì)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(qiáng)，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(gè)外設(shè)可以有4個(gè)觸發(fā)輸入，這4個(gè)觸發(fā)輸入的觸發(fā)源可以從TRISEL靈活選擇

運(yùn)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(hào)處理，數(shù)字電源，伺服，AI計(jì)算，儲(chǔ)能等，對(duì)安全，運(yùn)算會(huì)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(chǔ)器通信的接口，支持單線，雙線，四線和八線SPI存儲(chǔ)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(gè)OSPI單元，并配置了一個(gè)OSPIM用于IO的配置；

至于為什么要OSPI，主要是MCU內(nèi)部的存儲(chǔ)，包括Flash/RAM空間有限，有時(shí)候需要更多的程序或者數(shù)據(jù)空間，就需要外擴(kuò)；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(duì) Σ-Δ 調(diào)制器輸出的串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。

此外，HPDF 還支持并行數(shù)據(jù)流輸入功能， 實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部外設(shè) ADC 或 MCU 內(nèi)部存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)鐘相位延時(shí)模塊

Clock phase delay module，支持輸入時(shí)鐘的頻率范圍：25MHz ~ 208MHz，支持多達(dá)12個(gè)輸出時(shí)鐘相位選擇。

這個(gè)單元主要用來給SDMMC或者SPI (Quad SPI，Octa SPI)提供時(shí)鐘；

RSPDIF，索尼飛利浦?jǐn)?shù)字接收接口

音頻接口，GD32H7的一個(gè)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(gè)人理解，這個(gè)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(shí)時(shí)解密單元

根據(jù)讀取請(qǐng)求地址信息，RTDEC（實(shí)時(shí)解密）模塊可以對(duì)Arm? AXI或AHB總線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 解密。

RTDEC的最初目的是保護(hù)存儲(chǔ)在外部SPI NOR Flash設(shè)備中的只讀固件的機(jī)密性。RTDEC在OSPI存儲(chǔ)器讀操作期間進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)解密密鑰存放在EFuse里面，這樣每臺(tái)機(jī)器的密鑰可以不一樣，即使代碼讀出來了，也無法運(yùn)行

HWSEM，hardware semaphore，硬件信號(hào)量

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

這個(gè)功能，需要配合操作系統(tǒng)使用；