兆易創(chuàng)新 GD32G5xx 系列 MCU 憑借優(yōu)異的產(chǎn)品性能、豐富的場景適配能力及亮眼的市場表現(xiàn),斬獲 EEWORLD 之“工業(yè)MCU”大獎。
該產(chǎn)品是兆易創(chuàng)新面向?qū)崟r控制領(lǐng)域打造的高端專用 MCU,突破了傳統(tǒng)通用 MCU 局限,聚焦數(shù)字能源、電機控制、光通信三大核心賽道,同時適配人形機器人等新興場景,以高性能、強適配、優(yōu)生態(tài)的核心優(yōu)勢,成為國產(chǎn)高端 MCU 在實時控制領(lǐng)域的代表產(chǎn)品,更是兆易創(chuàng)新從通用 MCU 向行業(yè)專用 MCU 布局的重要里程碑代表。
日前,EEWORLD采訪了兆易創(chuàng)新MCU事業(yè)部產(chǎn)品市場資深經(jīng)理劉璐,就GD32G5xx的相關(guān)問題進(jìn)行了解答。
三大核心賣點,構(gòu)筑產(chǎn)品核心競爭力
GD32G5xx 系列的核心優(yōu)勢集中于極致產(chǎn)品性能、全流程技術(shù)服務(wù)、深度生態(tài)合作三大維度,從產(chǎn)品本身到配套支持再到產(chǎn)業(yè)協(xié)同,形成全鏈路競爭力,適應(yīng)了高端實時控制場景的嚴(yán)苛需求。
首先是產(chǎn)品具有高算力和強外設(shè)的特性,適配高精度實時控制。
產(chǎn)品搭載 Arm? Cortex?-M33 高性能內(nèi)核,主頻高達(dá) 216MHz,最高性能達(dá) 316 DMIPS,CoreMark 測試 694 分,算力表現(xiàn)媲美業(yè)界高端。同時從硬件加速、存儲配置、外設(shè)資源三大維度實現(xiàn)全方位升級,完美契合實時控制對高速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的核心要求。
硬件加速器:除內(nèi)核自帶DSP、FPU外,系統(tǒng)還集成三角函數(shù)加速器(TMU)、濾波算法(FAC)、快速傅里葉(FFT)等專用加速單元,將電源、電機控制中的常用算法硬化,大幅提升處理效率,減輕對 CPU 核負(fù)荷。
充足的存儲配置:配備 512KB 嵌入式 Flash(支持雙 Bank 功能,適配 OTA 在線升級,程序無縫切換執(zhí)行)、128KB SRAM(含 32KB 緊耦合內(nèi)存),搭配 2KB I-Cache 及 512B D-Cache,進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)算力。
豐富的外設(shè)資源:集成多品類高精度模擬與數(shù)字外設(shè),4 個 12 位 ADC(5.3MSPS、42 通道)、4 個 12 位 DAC(2 個采樣達(dá) 15MSPS)、8 個快速比較器,一系列高精度模擬外設(shè)以支持各類電機電源控制場景所需;16 通道高精度定時器(HRTimer,精度達(dá) 145ps),支持皮秒級 PWM 控制,適配復(fù)雜拓?fù)浒l(fā)波需求。GD32G5xx系列支持-40℃~+125℃的寬溫工作范圍,能夠滿足光模塊、工業(yè)電源、高速電機控制等對溫度要求高的差異化場景。
其次,是兆易創(chuàng)新專門的系統(tǒng)應(yīng)用團(tuán)隊,降低客戶開發(fā)成本。
能源等高端實時控制應(yīng)用門檻高,因此,兆易創(chuàng)新2021年起就組建數(shù)字能源專屬 AE(系統(tǒng)應(yīng)用工程師)團(tuán)隊,深度理解客戶需求,以 “成熟方案 + 聯(lián)合開發(fā)” 模式為客戶提供全流程支持,實現(xiàn)產(chǎn)品快速落地。
比如針對12kW OCP服務(wù)器電源,兆易創(chuàng)新推出了完整的接近量產(chǎn)級的解決方案,包括PCB、BOM以及全部代碼等。再比如包括3.5kW直流充電方案,便攜式雙向儲能逆變方案等等,都是依托GD32G5xx做的參考方案。
第三是攜手伙伴,共同開發(fā)高端應(yīng)用。
2025年,兆易創(chuàng)新與納微半導(dǎo)體達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,設(shè)立聯(lián)合實驗室,實現(xiàn)兆易高算力 MCU與納微氮化鎵第三代半導(dǎo)體技術(shù)的優(yōu)勢整合,聚焦 AI 數(shù)據(jù)中心、光伏逆變器、儲能、充電樁、電動汽車等高端場景,為第三代半導(dǎo)體高頻應(yīng)用提供完美算力與控制適配。
比如兆易創(chuàng)新同納微半導(dǎo)體推出的CRPS185 4.5kW AI數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源方案。該方案依托兆易創(chuàng)新GD32G553高性能MCU,以及納微GaNSafe高功率氮化鎵功率芯片、GeneSiC第三代快速碳化硅功率器件,以137W/in3的超高功率密度和超97%的效率展現(xiàn)出極佳性能。另外,雙方也推出了 500W 單級微型逆變器等解決方案。
全維度賦能產(chǎn)業(yè)升級
GD32G5xx 系列憑借高性能與強適配性,在數(shù)字能源、電機控制、光通信三大熱門賽道實現(xiàn)深度落地,針對各賽道痛點打造定制化解決方案,成為產(chǎn)業(yè)效能升級的核心算力支撐。
在數(shù)字能源領(lǐng)域,功率控制是MCU的一個關(guān)鍵應(yīng)用方向,兆易創(chuàng)新的GD32G5xx產(chǎn)品在高實時性、高精度方面有著明顯的優(yōu)勢。
首先是發(fā)波控制。以該系列的GD32G553為例,其具有的高精度定時器(HRTIM)支持16位16通道,可以支持多種復(fù)雜拓?fù)洌淮送猓€支持10個外部事件輸入和8個故障輸入通道,可配合實現(xiàn)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靈活發(fā)波和系統(tǒng)保護(hù)。
第二是精確感測。GD32G553支持4個12位ADC采樣速率高達(dá)5.3MSPS,具備高達(dá)42個通道,能夠高效地采集和處理環(huán)路中電流、電壓信號。
另外,在電機方面,電機控制對MCU的要求包括高效處理能力、精確的實時控制和豐富的外設(shè)接口。具體而言,MCU需要支持快速且精確的PWM信號生成以確保電機運轉(zhuǎn)平滑,配備高分辨率ADC進(jìn)行電流與電壓的實時監(jiān)測,并擁有充足的存儲空間以運行復(fù)雜的控制算法。此外,集成的安全機制和多樣的通信接口對于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連接性至關(guān)重要。
在光模塊市場中,對MCU在芯片尺寸、模擬功能集成以及可靠性方面有著更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),兆易創(chuàng)新GD32G553憑借WLCSP81(4x4)超小封裝,非常適合光模塊對于尺寸的挑戰(zhàn)。
具備信息安全、功能安全,守護(hù)全生命周期安全
針對歐盟CRA(歐洲彈性法案)方案落地后的行業(yè)需求,劉璐表示,GD32G5xx系列解決功能安全與信息安全的痛點,提供完整的解決方案與配套資源,保障系統(tǒng)從啟動到升級、對外通信、量產(chǎn)的全生命周期安全。
GD32G5xx擁有全面的安全機制,例如支持安全的OTA更新、安全啟動、安全調(diào)試及安全升級等功能,配套提供了SBSFU(Secure Boot and Secure Firmware Update)方案及Demo,同時也將提供CRA&62443等法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)適配說明,助力客戶開發(fā)符合CRA規(guī)范要求的產(chǎn)品。
GD32G5XX面向的工業(yè)自動化、能源市場,對系統(tǒng)功能安全要求越來越高,GD32G5xx系列支持IEC 61508 SIL2功能安全標(biāo)準(zhǔn),提供完整的Safety Package,包括Safety Manual、FMEDA和自檢庫等,可助力客戶實現(xiàn)系統(tǒng)級SIL2/SIL3功能安全等級。GD當(dāng)前已有多個系列獲得德國萊茵功能安全認(rèn)證書,為客戶不同應(yīng)用需求提供系列化符合功能安全要求產(chǎn)品。
國產(chǎn)高端 MCU 的破局之路
通過十余年 MCU 的開發(fā)生產(chǎn)和客戶積累,兆易創(chuàng)新已經(jīng)從通用 MCU 向行業(yè)專用 MCU全面布局,圍繞包括工業(yè)自動化、能源、家電、無線等多條行業(yè)產(chǎn)品線進(jìn)行拓展。其中GD32G5xx 系列是能源領(lǐng)域?qū)S?MCU 的首款產(chǎn)品,定位于中低端實時控制市場,后續(xù)路書也將圍繞相關(guān)應(yīng)用布局高中低端全系列產(chǎn)品,覆蓋不同客戶需求。
劉璐認(rèn)為,高端 MCU 領(lǐng)域競爭以海外廠商為主,技術(shù)門檻高、研發(fā)投入大、周期長,兆易創(chuàng)新依托產(chǎn)品及市場上的優(yōu)勢,已在國產(chǎn)廠商中居于優(yōu)勢地位,并比肩或超越國際大廠。此外,兆易創(chuàng)新的核心優(yōu)勢還在于深度理解本土需求,并且能夠快速實現(xiàn)本土化響應(yīng)。能源市場 80% 客戶為國內(nèi)企業(yè),團(tuán)隊可以精準(zhǔn)捕捉客戶底層應(yīng)用訴求,以快速的產(chǎn)品迭代、方案定制與技術(shù)服務(wù),將本土化優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實實在在的產(chǎn)品競爭力。
而對于中低端 MCU 市場而言,屬于高度內(nèi)卷的行業(yè),客戶要求也不再純血拼價格,而是對產(chǎn)品各方面綜合能力要求都高,這些要求對MCU最底層技術(shù)優(yōu)化要求較高,兆易創(chuàng)新后續(xù)會持續(xù)推出針對中低端賽道更有競爭力的產(chǎn)品。
過去一年,GD32G5xx市場表現(xiàn)頗為亮眼,在幾大核心賽道上實現(xiàn)了全面突破,包括前幾大電源廠商,人形機器人,光模塊等場景均實現(xiàn)了落地與突破,成為國產(chǎn)高端 MCU 在實時控制領(lǐng)域的標(biāo)桿產(chǎn)品。
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