Alábbi írásunkban azokról a kiértékelő és tesztpanelekről szólunk, melyek a fejlesztőmérnökök munkájának segítésére és a mikrokontrollerek könnyű használatbavételére, a működés tesztelésére és a megírt programok hibakeresésére készített a gyártó. A hardver leírása mellett szót ejtünk a programozáshoz használható általánosan alkalmazott fejlesztőrendszerről, a CrossWorks for ARM 4.1-ről, mely a GigaDevice eszközök támogatását is magába foglaló általános platformfüggetlen fejlesztői felületet kínál a felhasználó számára.

Ezzel az ismertetéssel vezetjük be a sorozat következő részének tárgyát képző mintaalkalmazást, ahol a GPIO ki- és bemenetek kezelését, LED-ek vezérlését és különböző kapcsolók állapot-lekérdezésének mikéntjét mutatjuk be. A sorozat befejező, ötödik és hatodik része pedig az Endrich GmbH által fejlesztett, a GD32VF (Risc-V) architektúrán alapuló IoT egylapos számítógépét (SBC) mutatja be, ami átveszi a most bemutatásra kerülő kiértékelő panelek feladatát, kiegészítve az adatgyűjtéshez elengedhetetlen szenzor funkciók és azok gyűjtötte adatok felhőalapú adatbázisba juttatásához elengedhetetlen GSM kommunikáció integrálásával.

A GD32 egy új, ARM Cortex vagy Risc-V magokkal ellátott, alacsony fogyasztású, univerzális, nagy teljesítményű mikrovezérlő család, mely integrálja a tervezés egyszerűsítéséhez és a költségtakarékos, mégis innovatív termék előállításához elvárt funkciókat. A GigaDevice szabadalmaztatott „gFlash” memóriatechnológiával kiegészítve egy komoly mikrovezérlő vonal áll a tervezőmérnökök rendelkezésére.

A GD32 sorozatú mikrokontroller használata nemcsak a fejlesztők, de a felhasználók számára is sok előnnyel szolgál. Az MCU maximális sebessége a versenytársakénál 50%-kal többet nőtt. A kódfuttatás hatásfoka ugyanolyan órajel mellett 30-40%-kal nagyobb. Az áramfogyasztás ugyanolyan frekvencia esetén 20–30%-kal csökkent.

1 | A GD32 kontroller családhoz kapható tesztkészletek

Ezek a tulajdonságai teszik lehetővé, hogy a GD32 sorozatú GigaDevice MCU-kat alkalmazások széles spektrumán lehessen használni. A GD32 sorozatú mikrokontrollerek teszteléséhez és a fejlesztés megkönnyítéséhez a GigaDevice különböző tudásszintű kiértékelő kártyákat és kezdőkészleteket kínál az egyszerű programozó és hibakereső moduloktól a maximális hardverkiépítésű teszt alaplapokig.

GD32 Kiértékelő alaplap

A GigaDevice kiértékelő alaplap családja a mikrokontroller majd minden on-chip perifériájához való egyszerű hozzáférést és a tesztelés lehetőségét biztosítja. Kapcsolatot biztosít a külvilág felé, külső felhasználói memória elérés lehetőségét adja és TFT kijelzőt is tartalmaz. A GigaDevice saját GD-Link programozói és hibakereső interfésze is a kártyára került.

2 | GD32150R-EVAL kiértékelő panel a GD32 Cortex-M3 GD32150R8T6 mikrokontrollerhez

A GD32150R-EVAL kiértékelő panel a GD32F150R8T6 mikrokontrollert használja központi MCU-ként, és teljes fejlesztői platformot biztosít a GD32F1x0 „value line” ARM Cortex-M3 core sorozathoz. A panel a mikrokontroller minden perifériájához egyszerű hozzáférést tesz lehetővé. Az 5V-os energiaellátás a mini-USB interfészen keresztül valósul meg, SWD, Reset, Boot mód kiválasztó kapcsolók, felhasználói nyomógomb, LED, valamint I²C, I²S, USART, RS-485, SPI, USB interfészek és 2.2” TFT-LCD is található rajta. A HDMI-CEC csatlakozáson keresztül fogyasztói elektronikai eszközök felhasználói vezérlése valósítható meg, a beépített fotóellenállás, IR LED és fotódetektor érzékelési feladatokhoz, míg a kapacitív érintő interfész (TSI) és a különböző gombok pedig a gép-ember kapcsolat kialakításához alkalmazhatók.

Az analóg/digitális és digitális/analóg átalakítók (ADC, DAC) fizikai ki- és bemenetekként a rendezett csatlakozókon keresztül érhetők el. A hardver rendszerfeszültsége 3.3V, amit az USB-ről érkező 5V átalakításával a beépített DC/DC konverter szolgáltat. Egy Mini USB kábel és a J-Link eszköz szükséges a programok letöltéséhez. Kiválasztható a megfelelő indítási (BOOT) mód, mely történhet a rendszermemóriából, a külső felhasználói memóriából, vagy az SRAM-ból. Egy indikátor LED jelzi a tápfeszültség meglétét. A főbb perifériák és interfészek hardver kialakítását az alábbi ábra foglalja össze:

3 | A GD32150R-EVAL kiértékelő készlet egyes perifériáinak hardver struktúrája

GD32 Kezdőkészlet

A GigaDevice kezdőkészlet az MCU kivezetéseihez illeszkedő csatlakozó felületeket (Extension Header) kínál a felhasználó számára a gyors prototípus csatlakoztatáshoz és teszteléshez. Minden ilyen eszköz tartalmazza a GigaDevice saját GD-Link programozói és hibakereső interfészét is, melyen keresztül USB kábel segítségével kapcsolódhatunk a személyi számítógéphez, ezzel biztosítva a kártya tápellátását és az adatkapcsolatot is a mikrokontroller programozásához és a szoftver hibakereséshez.

4 | Kezdőkészlet a GD32F170C8T6 GigaDevice GD32 ARM Cortex-M3 mikrokontrollerhez

A következő részben bemutatásra kerülő mintaprogramhoz szükség lesz a felhasználók számára a mikrokontroller PF6 és PF7 GPIO portjain keresztül elérhető két SMD LED-re (LED1, LED2). Ezek a portok a kártya bal oldalán lévő univerzális csatlakozósoron is elérhetőek, ide egy egytokos kétszínű LED anódjait, míg a GND csatlakozáshoz a közös katódot csatlakoztatjuk. Ez a LED a beépített LED1 és LED2 felhasználói világító diódákkal párhuzamosan működik majd.

5 | A GD32170C-START kezdőkészlet egyes hardver szekcióinak magyarázata

Fejlesztőeszközök

A GD32 család integrálja azokat az MCU jellemzőket, amelyek lehetővé teszik a gyors, könnyű és professzionális beágyazott rendszertervezést, és a fejlesztők kezébe ad egy megfizethető és bizonyítottan innovatív, komplex félvezetőgyártási technológián alapuló MCU eszközt. A GigaDevice számos jól ismert ARM fejlesztőrendszerhez kínál kiterjedt eszköztámogatást, így például a KEIL, az IAR vagy a Rowley CrossWorks for ARM platformfüggetlen integrált fejlesztői környezethez a mikrokontrollerek programozásához, hibakereséshez és ellenőrzéshez. További népszerű, ingyenes platform a Microsoft Visual Studio Code-ra épülő PlatformIO integrált fejlesztőrendszer is.

CrossWorks for ARM 4.1

A népszerű ARM IDE a CrossWorks for ARM termékhez a gyártó speciális próbalicencet ajánl. A felhasználó döntheti el, hogy (30 napos) időkorlátos teljes verziót, vagy 16 kB kódméretre korlátozott, egyébként teljes funkciós korlátlan ideig használható próbaváltozatot telepít. (A Keil MDK-ARM Lite Edition próbaváltozatként szintén rendelkezésre áll, itt 32 Kbyte a méretkorlát). A CrossWorks for ARM egy komplett C/C++ és Assembly nyelvű fejlesztőrendszer, ami sok más mellett a Cortex-M mikrokontrollerekre való fejlesztést is messzemenőkig támogatja.

A CrossStudio integrált fejlesztői környezet egy natív módon felépített IDE, mellyel szerkeszthetjük, fordíthatjuk, a mikrokontroller Flash memóriájába tölthetjük a kódot, és lehetőség van a hibakeresésre is az SWD/JTAG interfészen keresztül. A CrossWorks csomagmenedzsere lehetővé teszi az egyes GigaDevice GD32 ARM Cortex mikrokontroller eszközökhöz szükséges könyvtárak és komponensek letöltését és rendszerbe integrálását.

A sorozat következő részében bemutatunk egy olyan mintaalkalmazást, amit a CrossWorks for ARM 4.1 fejlesztőrendszerben készítettünk és a GD32170C-START kezdőkészlet lehetőségeit kihasználva különböző feladatokat valósítunk meg.

1. rész: GigaDevice 32 bites mikrovezérlők IoT-alkalmazásokhoz

(Nyitókép: Illusztráció, Adobe Stock)