A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 3. rész
GD32® eszközök a fejlesztés indításához
A cikksorozatunk első részeiben áttekintettük a GigaDevice GD32™ ARM® Cortex®-M3 és Cortex®-M4, a Cortex®-M23 és a RISC-V mikrokontroller-családok architektúráját, és nagyvonalakban bemutattuk a versenytársakhoz képesti előnyeiket. Ebben az írásban szeretnénk bemutatni azokat a kiértékelő és tesztpaneleket, amelyeket 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, amely 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 állapotlekérdezésének 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 majd be, ami átveszi a most bemutatásra kerülő kiértékelő panelek feladatát, kiegészítve az adatgyűjtéshez elengedhetetlen szenzorfunkciók és azok által gyűjtött 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, amely 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. 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 tesztalaplapokig.
1. ábra A GD32® kontrollercsaládhoz kapható tesztkészletek
GD32® kiértékelő alaplap
A GigaDevice kiértékelő alaplapcsaládja a mikrokontroller majd minden on-chip perifériájához való egyszerű hozzáférést és a tesztelés lehetőségét biztosítja. Kapcsolatot biztosít a külvilág felé, külső felhasználói memória elérésének a lehetőségét adja, és TFT kijelzőt is tartalmaz. A GigaDevice saját GD-Link programozói és hibakereső interfésze is a kártyára került.
2. ábra A 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 biztosít.
3. ábra A GD32150R-EVAL kiértékelő készlet egyes perifériáinak hardverstruktúrája
Az 5 V-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 fotodetektor érzékelési feladatokhoz, míg a kapacitív érintőinterfész (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 3,3 V, amit az USB-ről érkező 5 V 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, amely történhet a rendszermemóriából, a külső felhasználói memóriából, vagy az SRAM-ból, a tápfeszültség meglétét egy LED jelzi. A főbb perifériák és interfészek hardverkialakítását az alábbi ábra foglalja össze.
GD32® kezdőkészlet
A GigaDevice kezdőkészlet az MCU kivezetéseihez illeszkedő csatlakozófelületeket (Extension Header) kínál a felhasználó számára a gyors prototípus csatlakoztatásához és teszteléséhez. Minden ilyen eszköz tartalmazza a GigaDevice saját GD-Link programozói és hibakereső interfészét is, amelyen keresztül USB-kábel segítségével kapcsolódhatunk a személyi számítógéphez, biztosítva ezzel a kártya tápellátását és az adatkapcsolatot is a mikrokontroller programozásához és a szoftver hibakereséséhez.
4. ábra 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 elérhetők, 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. ábra A GD32170C-START kezdőkészlet egyes hardverszekcióinak magyarázata
Fejlesztőeszközök
A GD32®-család integrálja azokat az MCU jellemzőket, amelyek lehetővé teszik a gyors, könnyű és professzionális beágyazott rendszer tervezését, 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, 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, amellyel 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.
Szerző: Kiss Zoltán – Export Igazgató, Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH
Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH
Sales Office Budapest
1191 Budapest, Corvin krt. 7–13.
Tel.: + 36 1 297 4191
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.endrich.com
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 2. rész
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 1. rész
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 4. rész
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 5. rész
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 6. rész
A GigaDevice 32 bites mikrovezérlői IoT alkalmazásokhoz – 7. rész
