Европейский прагматизм, китайская хитрость. Новый ARM Cortex-M3 микроконтроллер от GigaDevice

В последнее время на российских и зарубежных форумах разработчиков электроники поползли слухи о появлении китайских клонов сверхпопулярных контроллеров STM32. В воздухе пахло скандалом, а в сети появлялось все больше различных версий происходящего. Кто-то утверждал, что хитрые китайские «пираты» наконец «вскрыли» контроллеры именитого производителя и «лепят» контрафакт даже без лицензии от ARM. Другие говорили, что ST Microelectronics сам организовал утечку, чтобы таким образом окончательно подмять рынок. Однако слухи оказались лишь слухами. Новые 32-битные ARM Cortex-M3 контроллеры GD32 – вполне официальный и легальный продукт известной компании GigaDevice.

Рис. 1. Новые 32-битные ARM Cortex-M3 контроллеры от GigaDevice.

Рынок высокопроизводительных микроконтроллеров с ядром ARM Cortex-M3 является чрезвычайно насыщенным. Без преувеличения можно сказать, что у каждого уважающего себя производителя есть такие контроллеры: ST Microelectronics, NXP, Texas Instruments (Luminary Micro), Atmel и т.д. Естественно, что при таком обилии предложений конкуренция оказывается просто заоблачной. Навязать борьбу грандам отрасли очень сложно,… но возможно! Что и доказывает компания GigaDevice.

В 2013 году GigaDevice объявила о начале выпуска линейки GD32 – 32-битных микроконтроллеров на базе ядра ARM Cortex-M3. Эта новость могла бы утонуть в потоке других аналогичных новостей. Однако этого не произошло, и причиной тому стали появившиеся слухи о подозрительном сходстве новых GD32 и STM32.

Кроме практически полного совпадения наименований и корпусных исполнений, GD32 использует в документации аналогичные наименования сигналов и обозначений. Стоит ли удивляться, что новость о «контрафакте» разлетелась как молния? При этом сама GigaDevice подливала масла в огонь, используя даже практически идентичное оформление параметрического поиска на официальной странице.

Стоит отметить, что ST Microelectronics по-прежнему не выдвигает никаких претензий, хотя и заявляет, что внимательно следит за ситуацией. А значит, под покровом внешней схожести скрываются принципиально новые контроллеры. Вот такая азиатская хитрость.

Видимо, стоит ожидать, что дальше сплетен на форумах дело не пойдет. Этому есть целый ряд предпосылок.

Во-первых, GigaDevice – вовсе не новичок, а солидный производитель, сделавший себе имя на производстве энергонезависимой памяти и имеющий технологии производства микросхем с нормами до 65 нм.

Во-вторых, вопреки слухам, GD32 использует лицензионное ядро Cortex-M3 от компании ARM, в чем несложно убедиться, если зайти на официальный сайт ARM и там воочию увидеть эмблему GigaDevice в перечне ключевых партнеров.

В-третьих, несмотря на близкую схожесть характеристик, между GD32 и STM32 все же есть отличия. Причем, эти отличия не всегда оказываются в пользу STM32.

Дадим краткую характеристику существующих серий 32-битных ARM Cortex-M3 микроконтроллеров GD32. Базовая серия GD32F1 включает шесть линеек:

GD32F130 – стартовая линейка серии GD32F1, предназначенная для бюджетных приложений. Рабочая частота до 48 МГц. Память: до 64 Кбайт FLASH, до 8 кбайт ОЗУ. Периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, 12-бит АЦП. Интерфейсы: USART/UART, SPI, I²C. Выпускается исключительно в малогабаритных и относительно маловыводных корпусах: TSSOP20, QFN28, LQFP48, LQFP64.

GD32F150 – стартовая линейка серии GD32F1. От GD32F130 отличается рабочей частотой до 72 МГц и дополнительной периферией: 12-бит ЦАП, компараторы, USB 2.0 FS, интерфейс сенсорных клавиш. Выпускается в корпусах: TSSOP20, QFN32, LQFP48, LQFP64.

GD32F101 – линейка серии GD32F1 с рабочей частотой до 56 МГц, до 3 Мбайт FLASH, до 80 байт ОЗУ. Периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, до 2 × АЦП 12-бит. Интерфейсы: USART/UART, SPI, I²C. Корпуса: QFN36, LQFP48, LQFP64, LQFP100, LQFP144.

GD32F103 – базовая линейка серии GD32F1. Рабочая частота до 108 МГц, до 3 Мбайт FLASH, до 96 Кбайт ОЗУ. Периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, до 3 × АЦП 12-бит 1 МГц, до 2 × ЦАП, контроллер внешней памяти EXMC. Интерфейсы: USART/ UART, SPI, I²C, 1 × CAN 2.0, 1 × USB 2.0 FS, SDIO. Корпуса: QFN36, LQFP48, LQFP64, LQFP100, LQFP144.

GD32F105 – линейка с расширенной периферией. Рабочая частота до 108 МГц, до 1 Мбайт FLASH, до 96 Кбайт ОЗУ. Отличается от GD32F103 дополнительной периферией до 2 × CAN 2.0 и 1 × USB OTG 2.0 FS. Корпуса: LQFP64, LQFP100, LQFP144.

GD32F107 – линейка с расширенной периферией. Рабочая частота до 108 МГц, до 1 Мбайт FLASH, до 96 Кбайт ОЗУ. Отличается от GD32F105 дополнительным 10/100 Ethernet MAC. Корпуса: LQFP64, LQFP100, LQFP144.

Производительная серия GD32F2 включает две линейки:

GD32F205 – базовая линейка производительной серии GD32F2. Рабочая частота до 120 МГц, до 3 Мбайт FLASH, до 256 Кбайт ОЗУ. Периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, до 3 × АЦП 12-бит 1 МГц, до 2 × ЦАП, контроллер внешней памяти EXMC, контроллер внешней SDRAM, контроллер TFT с RGB-интерфейсом. Интерфейсы: USART/ UART, SPI, I²C, 2 × CAN 2.0, 1 × USB 2.0 FS / device/ host/ OTG, SDIO. Корпуса: LQFP64, LQFP100, LQFP144, LQFP176.

GD32F207 – линейка производительной серии GD32F2 с расширенной периферией. От GD32F205 отличается дополнительными блоками: интерфейс цифровой камеры, 10/100 Ethernet MAC, блок криптографирования. Эти микроконтроллеры имеют широчайший функционал и могут применяться во множестве сфер: в потребительской, бытовой, измерительной и медицинской электронике (Рис. 2).

Рис. 2. Производительная серия GD32F2 от GigaDevice.

Даже это краткое описание дает представление о ключевых достоинствах микроконтроллеров GD32 по сравнению с «одноклассниками» из STM32. Таким образом, кроме азиатской хитрости, китайские производители применили и типичный европейский прагматизм, снабдив свои контроллеры объективными преимуществами:

• Повышенный объем FLASH до 3 Мбайт практически для всех линеек GD32F1 и GD32F2, в то время как даже для топовых конфигураций STM32F2 объем FLASH не превышает 1 Мбайт.
   
• Повышенный объем SRAM до 256 кбайт у GD32F2. STM32F2 имеют не более 128 Кбайт.
   
• Рабочая частота до 108 МГц для линеек серии GD32F1 против 72 МГц у STM32F1.
   
• Наличие контроллера TFT с RGB-интерфейсом. У STM32F1 и STM32F2 такой блок вообще отсутствует. Его можно найти только в высокопроизводительных микроконтроллерах более высокого класса STM32F42/43.
   
• Наличие контроллера внешней SDRAM. Аналогичный контроллер можно найти только у высокопроизводительных микроконтроллеров более высокого класса STM32F42/43.

Если все заявленные характеристики окажутся правдой, то GD32 смогут потеснить своих прославленных предшественников. Однако на данный момент GD32 имеют и несколько слабых мест по сравнению с STM32:

• Более узкий диапазон рабочих напряжений: 2.6…3.6 В против 1.65…3.6 В у STM32F2.
   
• Более узкий температурный диапазон: –40…+85 °С против –40…+125 °С у STM32F2 в исполнении Industrial.
   
• Новые контроллеры ориентированы в первую очередь на китайских потребителей. Об этом говорит хотя бы тот факт, что документация сейчас доступна только на китайской версии сайта.
   
• Отсутствует официальная поддержка производителей сред разработки (Keil, IAR и т.д.). Например, для работы в Keil необходимо установить дополнительное программное обеспечение, доступное на китайском сайте.
   
• Набор библиотек и документации по сравнению с STM32 пока что беден.
   
• Средства разработки, а также и сами контроллеры не так доступны, как STM32.

В качестве заключения в данной статье хочется еще раз повторить известную мысль, что конкуренция – это двигатель прогресса, и чем больше производителей микроконтроллеров – тем лучше для нас, разработчиков электроники!

Характеристики GD32F103VKT6:

• ядро: ARM Cortex-M3;
• частота: до 108 МГц;
• внутренняя память: 3 Мбайт FLASH; 96 Кбайт ОЗУ;
• периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, до 3 × АЦП 12-бит 1 МГц, до 2 × ЦАП, контроллер внешней памяти EXMC;
• интерфейсы: 5 USART/UART, 3 × SPI, 2 × I²C, 1 × CAN 2.0, 1 × USB 2.0 FS, SDIO;
• корпус: LQFP100;
• диапазон рабочих температур: –40…+85 °С;
• напряжение питания: 2.6…3.6 В.

Характеристики GD32F207ZKT6:

• ядро: ARM Cortex-M3;
• частота: до 120 МГц;
• внутренняя память: 3 Мбайт FLASH; 256 кбайт ОЗУ;
• периферия: таймеры общего назначения, системный таймер, сторожевой таймер, часы реального времени, до 3 × АЦП 12-бит 1 МГц, до 2 × ЦАП, контроллер внешней памяти EXMC, контроллер внешней SDRAM, контроллер TFT с RGB-интерфейсом, интерфейс с цифровой камерой, 10/ 100 Ethernet MAC, блоком криптографирования;
• интерфейсы: 4+4 USART/UART, 3 × SPI, 3 × I²C, 2 × CAN 2.0, 1 × USB 2.0 FS/device/host/OTG, SDIO;
• корпус: LQFP144;
• диапазон рабочих температур: –40…+85 °С;
• напряжение питания: 2.6…3.6 В.

О компании

GigaDevice – китайский производитель электронных компонентов. Основными направлениями деятельности компании являются разработка и производство энергонезависимой памяти и микроконтроллеров. GigaDevice была основана в 2005 году и стала первой китайской компанией, которая смогла самостоятельно разработать и начать производство SPI NOR FLASH, SPI NAND FLASH, SRAM, GigaROM, а так же ARM Cortex-M3 микроконтроллеров.

Посмотреть подробные характеристики ARM Cortex-M3 контроллеров от Giga Device