Microcontroladores GigaDevice baseados em arquitetura RISC-V
Microcontroladores GigaDevice baseados em arquitetura RISC-VData de publicação: 25-09-2020 🕒 6 min de leitura
- RISC-V
- Microcontroladores GD32V103
- Aplicação
- Ambiente de desenvolvimento
- Kits de avaliação e kits de arranque
- Sobre a GigaDevice
RISC-V
A RISC-V é a arquitetura do processador (do inglês: ISA – Instruction Set Architecture) tipo open-source, uma interessante alternativa a soluções comerciais como ARM ou x86. Ao contrário da maioria das ISA, a RISC-V não está protegida por patente e a sua utilização não implica a compra de uma licença. Esta característica tem suscitado um interesse crescente não só entre os seus entusiastas, mas também entre as grandes empresas da indústria eletrónica.
A RISC-V foi criada em 2010 como um projeto académico no ParLab da Universidade da Califórnia em Bekeley. O crescente grupo de entusiastas desta solução motivou a criação, em 2015, da organização sem fins lucrativos RISC-V (www.riscv.org). O seu objetivo é criar uma comunidade aberta que desenvolva hardware e software baseados na arquitetura RISC-V. Atualmente, esta fundação é formada por mais de 500 empresas, entre as quais a Google, NXP, Samsung, Orion, Huawei, Microchip Technology, Cortus, GigaDevice Semiconductor ou Arduino. A Fundação RISC-V disponibiliza documentação gratuita (através da plataforma Github) que contém, entre outros: conjuntos de instruções, tipos de dados, conjuntos de registos, regras de tratamento de subprocessos, níveis de privilégios, depuração (debugging), parâmetros, etc. Os utilizadores são livres de usar e modificar a ISA para melhor se adequar à sua aplicação sem pagar taxas adicionais. Esta é uma grande vantagem para as empresas que desejem minimizar os custos e cuja produção de chips ascenda a milhões de cópias.
A arquitetura RISC-V foi pensada para possibilitar a obtenção de soluções eletrónicas significativamente mais rápidas, menos dispendiosas, mais pequenas e que poupem energia. A RISC-V não se destina a um tipo específico de microarquitetura e é completamente escalável, pelo que é possível criar tanto um chip FPGA simples como um processador extenso.
Microcontroladores GD32V103
A empresa GigaDevice Semiconductor criou uma nova série de microcontroladores GD32VF103 de 32 bits baseados em arquitetura RISC-V. A qualidade da nova solução é confirmada pela vitória conquistada na categoria de hardware no concurso embedded award 2020.
A série GD32VF103 foi concebida com um excelente equilíbrio entre alta potência informática e baixo consumo de energia, como prova a redução no consumo de energia dinâmica em 50% em comparação com o GD32 com núcleo Cortex M3. Esta série é totalmente compatível em termos de software e disposição de pinos com os microcontroladores GigaDevice de 32 bits baseados em arquitetura ARM, o que permite ao utilizador transferir facilmente a sua aplicação.
A série GD32VF103 compreende catorze modelos equipados com um processador Bumblebee com uma frequência de relógio de até 108 MHz, uma memória de programa FLASH de 16 a 128 kB e uma memória SRAM de 6 a 32 kB. Além disso, estes microcontroladores vêm equipados com um relógio de tempo real de 64 bits, um temporizador PWM avançado de 16 bits destinado ao controlo de motores, dois ADC de 12 bits e dois DAC de 12 bits. O utilizador tem a opção de utilizar um sistema de interrupções de 16 níveis com prioridade, e também é possível aninhar (nesting) interrupções e gerar interrupções vetoriais. Graças aos três modos de baixo consumo de energia, os microcontroladores GD32V103 podem ser utilizados em aplicações onde a poupança de energia seja uma prioridade.
Parâmetros básicos da série GD32VF103:
- gerador interno com frequência até 108 MHz,
- FLASH até 128 kB,
- SRAM até 32 kB,
- dois transformadores de 12 bits ADC e dois transformadores de 12 bits DAC,
- interfaces:
- 3x USART,
- 2x UART,
- 2x I2C,
- 3x SPI,
- 2x I2S,
- 2x CAN 2.0B,
- USB OTG,
- tensão de alimentação na faixa entre os 2,6 e os 3,6 V,
- até 80 pinos GPIO,
- medidor de temperatura,
- multiplicador e divisor de hardware integrado,
- 4 canais independentes PWM,
- temporizador avançado de 16 bits PWM destinado a aplicações de motores,
- 3 modos de baixo consumo de energia,
- temperatura de funcionamento na faixa entre os -40 e os 85 °C.
Microcontroladores da família GDVF103 disponíveis em carcaças: QFN36, LQFP48, LQFP64, LQFP100.
Parâmetros de alguns dos microcontroladores da série GD32VF103:
| Microcontrolador | Memória FLASH | Memória SRAM | Carcaça |
|---|---|---|---|
| GD32VF103C4T6 | 16 K | 6 K | LQFP48 |
| GD32VF103C6T6 | 32 K | 10 K | LQFP48 |
| GD32VF103C8T6 | 64 K | 20 K | LQFP48 |
| GD32VF103CBT6 | 128 K | 32 K | LQFP48 |
| GD32VF103R4T6 | 16 K | 6 K | LQFP64 |
| GD32VF103R6T6 | 32 K | 10 K | LQFP64 |
| GD32VF103R8T6 | 64 K | 20 K | LQFP64 |
| GD32VF103RBT6 | 128 K | 32 K | LQFP64 |
| GD32VF103T4U6 | 16 K | 6 K | QFN36 |
| GD32VF103T6U6 | 32 K | 10 K | QFN36 |
| GD32VF103T8U6 | 64 K | 20 K | QFN36 |
| GD32VF103TBU6 | 128 K | 32 K | QFN36 |
| GD32VF103V8T6 | 64 K | 20 K | LQFP100 |
| GD32VF103VBT6 | 128 K | 32 K | LQFP100 |
Aplicação
Os microcontroladores da série GD32VF103 podem ser utilizados, entre outros, em:
- dispositivos de automação industrial,
- aplicações de IoT (Internet das Coisas),
- inteligência artificial,
- acionamentos de motor,
- eletrónica de consumo,
- ecrãs LED,
- sistemas de alarme.
Ambiente de desenvolvimento
A empresa GigaDevice estabeleceu parcerias com empresas de software como a Nuclei System Technology, a IAR Systems e a SEGGER Microcontroller para dar aos utilizadores a opção de escolher o ambiente de desenvolvimento que melhor se adapta à sua aplicação. Atualmente, o desenvolvimento do software da série GD32VF103 é possível graças a:
- Nuclei Studio,
- SEGGER Embedded Studio,
- IoT Studio,
- IAR Embedded Workbench.
As pessoas que queiram construir o seu projeto em microcontroladores GD32 com arquitetura RISC-V podem utilizar ferramentas de programação e depuração (debugging) como:
- GD-Link
- IAR I-Jet
- SEGGER J-Link V10
Kits de avaliação e kits de arranque
Os utilizadores das soluções GigaDevice são capazes de implementar facilmente o seu projeto não só graças às novas ferramentas de desenvolvimento e bibliotecas, mas também graças a uma grande variedade de kits de avaliação e kits de arranque. Atualmente estão disponíveis no mercado:
- kit de avaliação GD32VF103V-EVAL,
- kits de arranque GD32VF103R-START, GD32VF103T-START, GD32VF103C-START,
- kit de avaliação IAR Systems e GigaDevice.
Parâmetros do kit de avaliação GD32VF103V-EVAL:
- microcontrolador GD32E103VBT6,
- programador integrado GD-Link,
- ecrã 3,2’’ TFT (320 x 240),
- NOR Flash SPI 16 Mbit,
- EEPROM 2 kB,
- Interface: 2x USART, USB, 2x CAN.
Kit de arranque - GD32VF103C-START
Parâmetros dos kits de arranque GD32VF103R-START, GD32VF103T-START, GD32VF103C-START
| Kit de arranque | Microcontrolador |
|---|---|
| GD32VF103R-START | GD32VF103RBT6 |
| GD32VF103C-START | GD32VF103CBT6 |
| GD32VF103T-START | GD32VF103TBT6 |
| Propriedades |
|---|
| tensão de alimentação 5 V |
| programador integrado GD Link |
| conector Arduino |
A 2 de junho de 2020, a GigaDevice Solutions apresentou um kit de avaliação que é o resultado da parceria com a IAR Systems. É um kit dedicado a aplicações baseadas na arquitetura RISC-V, composto por:
- placas IAR RISC-V GD32V EVAL BOARD,
- IAR Embedded Workbench para arquitetura RISC-V,
- licença de avaliação,
- debugger I-jet Lite,
- curso introdutório “Introduction to RISC-V Evaluation Kit”.
Na placa de avaliação é possível encontrar:
- microcontrolador GD32VF103R8T6,
- acelerómetro de 3 eixos,
- potenciómetro,
- sensor de temperatura e humidade,
- sensor de intensidade de luz,
- microfone,
- 6 botões,
- conectores: Jack 3,5 mm, JTAG 20 pin 0,05’’, USB B micro.
Sobre a GigaDevice
A GigaDevice é uma empresa de tipo fabless (manufatura integrada sem fábrica) que se dedica à produção de memórias NOR Flash SPI, NAND Flash SPI e microcontroladores avançados baseados em arquitetura ARM com Cortex M3 / M4 / M23 e núcleo RISC-V. Mais de metade dos funcionários da empresa estão envolvidos na investigação e no desenvolvimento dos produtos, o que faz com que os produtos GigaDevice sejam muito populares entre os clientes da indústria de sistemas integrados e eletrónica de consumo. Atualmente, a empresa detém mais de 600 patentes no campo da tecnologia de fabrico de circuitos integrados.
Convidamo-lo a conhecer os produtos GigaDevice disponíveis na oferta da TME.
