兆易创新GD32H7 STL软件测试库获得德国莱茵TÜV IEC 61508功能安全认证

发布时间：2024-08-15 09:17
作者：AMEYA360
来源：兆易创新
阅读量：516

　　兆易创新GigaDevice(股票代码 603986)今日宣布，GD32H7 STL(Software Test Library)软件测试库获得了由国际独立第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TÜV(以下简称“TÜV莱茵”)授予的IEC 61508 SC3(SIL 2/SIL 3)功能安全认证证书，这也是其颁发给中国半导体厂商的首张STL证书。通过采用GD32H7 STL软件测试库，用户能够高效地开发出符合国际功能安全标准的工业应用。该认证的获得印证了兆易创新在工业领域产品及配套软件研发的强劲实力，标志着兆易创新功能安全管理能力已达到国际标准。

兆易创新GD32H7 STL软件测试库获得德国莱茵TÜV IEC 61508功能安全认证

　　兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁先生，TÜV莱茵大中华区工业服务与信息安全总经理赵斌先生等双方代表出席了颁证仪式。

　　IEC 61508是全球公认的工业功能安全基础标准，其针对由电气/电子/可编程电子部件构成的、起安全作用的电气/电子/可编程电子系统(E/E/PE)的整体安全生命周期，建立了一个基础的评价方法，全面覆盖了功能安全管理、系统、硬件、软件阶段的开发、支持流程、安全分析、产品可靠性、产品发布等所有环节，从而将系统性失效和随机硬件失效造成的风险控制在可接受范围。目前，IEC 61508已成为工业、能源、水运、铁路等关键行业的重要参考标准，获得该认证，是进入需要高级功能安全行业的必备基础。

　　随着数字化与智能化的发展，功能安全在工业自动化、数字能源等行业的重要性与日俱增。GD32H7 STL软件测试库以其优异的检测能力，能够精准识别CPU、SRAM、Flash等安全核心组件中的随机硬件故障，可帮助用户更加灵活地采用GD32H7系列超高性能MCU进行复杂运算、多媒体技术、边缘AI等高级创新应用的开发，并大幅降低安全性风险，广泛适用于多种最终用户场景，能够为工业应用的可靠性和安全性提供坚实的保障。未来，该软件测试库也可适用于采用相同Arm® Cortex® M7内核的GD32 MCU。此外，兆易创新也在积极推进基于Arm® Cortex® M4和Arm® Cortex® M33内核的软件测试库的认证工作，并将在不久后发布。这些重要举措将进一步加强公司在功能安全领域的技术优势，满足不同行业应用的安全需求。

　　兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁先生表示：“兆易创新始终将对质量的不懈追求作为企业发展的基石，确立了全员参与、产品全生命周期覆盖的质量方针。工业是公司重要的战略发展方向之一，我们高度重视该领域产品及应用的功能安全性。非常感谢TÜV莱茵专业团队对兆易创新的帮助与认可，此次获得IEC 61508 SC3(SIL 2/SIL 3)认证，是兆易创新在功能安全管理领域的又一重要里程碑，将显著增强用户工业应用开发的安全性、便捷性。未来，我们计划将这一国际标准逐步深入到更广泛的产品线中，在不断夯实自身产品及配套软件可靠性的同时，推动行业功能安全水平的持续提升。”

　　TÜV莱茵大中华区工业服务与信息安全总经理赵斌先生表示：“祝贺兆易创新成为首个获得TÜV莱茵STL功能安全认证的中国半导体厂商!TÜV莱茵作为一家拥有150年历史的国际第三方认证机构，致力于为产品及系统的品质与安全提供技术支持。在项目过程中，我们的技术专家以严谨负责的专业精神，对GD32H7 STL软件测试库进行了全生命周期的安全性校验，我们非常欣喜地看到兆易创新在功能安全领域达到了国际标准。未来，我们还将继续深化合作，助力兆易创新产品安全和可靠性的提升，打造卓越的市场竞争力。”

　　*兆易、兆易创新、GigaDevice，GD32，及其标志均为兆易创新科技集团股份有限公司的商标或注册商标，其他名称或品牌均为其所有者所有。

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　　模拟IC是一个空间大、需求分散、成长性高、下游应用广泛的行业。根据第三方调研机构数据，2023年全球模拟芯片市场规模为948亿美元，是2012年的2.4倍，预计到2024年末，全球模拟芯片市场将有望实现3.7%的增长。而在这近千亿美元的市场中，中国市场表现尤为突出——2023年，中国模拟芯片市场规模3027亿元(约合420亿美元)，占模拟芯片市场总额的40%左右。　　于是，在这样一条“黄金级赛道”上，不但聚集了TI/ADI这样的国际模拟芯片巨头，以及专注于模拟业务的中国芯片企业，还有不少旨在通过“多元化产品组合实现1+1>2效果”的系统级芯片公司，兆易创新(GigaDevice)便是其中的代表之一。　　一块“必要的拼图”　　作为一家坚持“多元化布局”战略的公司，兆易创新近年来持续推动新产品线的落地，意在不断夯实系统技术基石，并通过产品与应用的协同效应，实现系统融合与联动的能力。简单而言，就是要以系统控制为核心，将存储、传感、电源、信号链等周边元器件整合集成，以围绕产品组合打造整体解决方案的方向去发展。　　之所以要这么做，是因为符合兆易创新产品开发和布局的基本逻辑——基于“技术世界服务于物理世界”来进行拓展。在物理世界的需求中，涉及到数据的传输、提取、存储、互联、计算、感知、控制等多个方面，这需要产品的多元化布局;其次，对于应用领域的多元化，也要更加注重产品协同效应;第三，在一些特定的应用领域里，可能需要以整体解决方案的方式提供配套的硬件方案和软件算法，其核心目的就是能够更快地让客户去完成比较优化的方案，增加客户产品的价值。　　显而易见，将模拟芯片产品视作公司新的发力方向，也就是顺理成章的事情。　　众所周知，模拟芯片主要用于产生、放大和处理连续函数形式的模拟信号(如声音、光线、温度等)，可以应用于消费电子、汽车、通讯、工业控制等各种终端上，其中，新能源、服务器市场有望成为模拟芯片行业新的发展趋势和增长点，这与兆易创新Flash和MCU业务的客户重合度非常高。　　据统计，2023年中国新能源汽车销售量949.5万辆，同比增长37.9%。未来在政策与市场推动下，新能源汽车渗透率的提高、电动化与智能化的发展均有望促使模拟芯片出现更大规模的发展。而在智能化浪潮下，服务器市场出货量稳步增长，服务器场景中的电压/电流检测、比较电路和过流保护、时钟、电压监控、系统供电等都会用到大量的模拟芯片，使得模拟芯片在服务器领域的需求得到持续释放。　　兆易创新的模拟业务启动于2019年的电源管理产品研发。两年后的2021年4月，第一颗集成电源管理芯片GD30WS8805正式量产;同年6月和11月，首颗马达驱动产品GD30DR8306和首款超低噪声LDO GD30LD330x先后上市。2022年5月，兆易创新多款锂电充电IC产品陆续量产上市。　　模拟器件细分品类众多、浩如烟海，兆易创新在选择产品方向时，将高性能电源、电机驱动、锂电池管理芯片、专用电源管理芯片、信号链产品作为核心发力点，目前GD30系列模拟产品组合已拥有200余个型号，主要包括：　　高性能电源　　包括通用降压Buck和升压Boost DC-DC(GD30DC)、线性稳压器LDO(GD30LD)以及高精度基准源(GD30VR)产品系列。其中，高性能大电流LDO以及低功耗高性价比的LDO，已在工业和消费领域等领域广泛应用。通用DC-DC产品覆盖了通信、工业、安防、智能家居等众多领域。低噪声，高精度，极低温度飘移并具备长期稳定性的高精度基准源，可广泛应用于工业控制、能源、电力、信号测量采集、医疗等行业的应用。　　电机驱动芯片　　包括有刷BDC/无刷BLDC/步进Stepper等各类型的电机驱动芯片(GD30DR)。其中，GD30DR300x有刷电机驱动系列的多颗产品全面涵盖了家电、工业等市场主流应用，还集成了电流镜功能，既节省了布板空间，又降低了系统成本。该系列产品已在清洁电器扫地机市场广泛使用。步进电机驱动GD30DR38xx系列产品则以优异的质量和性价比覆盖了三表、安防、打印等工业市场。　　锂电池管理芯片　　包括锂电池充电器(GD30BC)以及过压保护(GD30SP)产品系列。以通用型多串数锂电充电芯片为主，并将在储能、新能源车等领域逐步拓展。　　专用电源管理芯片　　针对专用市场进行深度定制和优化，现已包括DDR PMIC(GD30MP)、TWS耳机盒充电器(GD30WS)、电子雾化器SoC(GD30EC/MP), 以及即将发布的BMS AFE(GD30BM)，其性能可达到行业领先。　　信号链产品　　包括ADC信号转换器(GD30AD)、运放(GD30AP)、比较器(GD30CP)，温度检测(GD30TS)等产品系列，可用于电力测量、控制;多相马达控制、电池储能、电池化成等领域。温度检测芯片系列同时覆盖了服务器、数据中心和高速计算等产业。　　这样，基于广泛的系统级产品组合和协同优势，兆易创新的模拟产品就能够在多个行业市场为客户提供多样化选择，助力客户实现更加灵活、完整的解决方案。例如，GD30电机驱动产品与GD32 MCU产品搭配形成组合拳，陆续应用于工控行业;高性能电源已进入全球领先的通讯服务商的产品中;新能源汽车的采购清单中也有GD30的身影。　　知己知彼，百战不殆　　如前文所述，尽管在模拟芯片领域已经拥有了一定的基础，但面对众多成名已久的模拟芯片公司，兆易创新还属于新进玩家，产品种类和数量正在不断地扩充。因此，如何在市场竞争中打造属于自己的差异化优势，就成为一个特别值得思考的问题。　　知己　　兆易创新在打造差异化竞争优势上，坚定地采取多元化市场策略。这些策略不仅涉及技术创新，还包括市场定位、产品多样化以及生态系统建设等方面。其一，兆易创新的模拟通用产品覆盖面广，专用产品可以满足特定场景，关注“面”的同时也聚焦“点”;其二，兆易创新拥有广泛的存储和MCU产品，无论是与存储结合，还是与MCU结合，均可产生协同优势。所构成的产品矩阵也更为灵活多样，可以为客户提供更多一体化的解决方案，这些都是国内传统模拟IC公司无法比拟的。　　同时，兆易创新对自身在模拟电子产业链中地位与作用的认知也是“多元化”的，包括市场定位与产品布局、工艺整合、成本优化、供应链管理、生态系统和客户价值等。这些角色和作用共同构成了兆易创新在模拟电子产业链中的独特地位，使其能够在激烈的市场竞争中保持竞争优势，并不断开拓新的市场和应用领域。　　此外，坚持长期主义，打造完整的人才培养体系，在吸纳优秀工程师的同时，鼓励创新的企业文化，在公司内部形成对技术创新的坚持和尊重，也是兆易创新各业务线多年来持续发展的动力和源泉所在。　　知彼　　国际厂商布局早、产品多、覆盖面广，经过多年的累积，在客户资源、品牌方面已经形成了领先优势。运营模式上，国际模拟芯片大厂普遍采用IDM(Integrated Device Manufacturer)模式，尽管需要庞大的资金支持，运营成本也较高，但企业往往具备更强的资源聚集能力与协同优势。　　中国模拟IC厂商作为后起之秀，从电源管理芯片开始奋起直追，逐渐拓宽产品种类至中高端产品，甚至在一些指标上已经比肩国际大厂。经过近些年的经验技术积累，差距也正在逐步缩小。加之国内模拟芯片企业大多采取Fabless模式，更具灵活弹性，轻资产模式也可以大大提高运营效率和成本优势。　　受外部大环境的影响，模拟芯片国产化替代趋势正变得越来越明显。以消费类模拟IC为例，相对于汽车和工业领域，消费类模拟IC技术难点并不高，更多是追求成本的极致，这使得能将多个功能模块集成到一颗芯片上，以实现更强大性能和更低成本的高集成度SoC成为了主流方向之一，TWS耳机和电子雾化器等典型消费应用都是如此。在该领域，兆易创新结合自身的MCU、存储类、模拟类产品，完全能够将性能和成本都做到更优。　　在工业领域，用于机器人的马达驱动和大电流通用电源市场对电源芯片的需求极为旺盛。前者是由于智能化水平不断发展，机器人集成了更多的功能，其对算力和控制的要求有了明显提升，因此业界采用将控制和计算合并的高压二合一驱动芯片来提升机器人的性能;对后者来说，目前国际厂商占据着30A以上的大电流电源市场，而国内厂商主要是以20A以下的市场为主，但随着智能化地不断提升，高性能CPU和GPU会对大电流有额外的要求，国内厂商向上发展的空间更加广阔。　　新能源领域的增长需求，一方面是来自于国内储能和纯电汽车对于前端FE检测芯片的大幅提升。目前，AFE芯片主要依赖于进口，国内市场缺口较大，且随着800V或更高压架构的发展，AFE芯片势必还会迎来成倍的增长。另一方面，则是源于汽车对于SoC芯片的需求。由于电动汽车架构正在从分散向集中演进，对功能安全也愈发看重，使得高度集成度域控制芯片成为主流，从而带动了市场模拟IC市场的需求。　　大生态　　一家芯片公司能否获得成功，除了具备出色的产品和深厚的技术积淀外，更大程度上要归结于其所依附的生态系统能否成功。兆易创新对生态系统的理解分为三个层面：　　1、产品配套生态　　包括适配于各产品系列的演示套件、软件平台和代码库、标准认证支持、自研解决方案等，发挥易用性优势。　　2、开发应用生态　　与第三方生态合作伙伴联手，聚焦汽车、工业、消费等主要市场应用，联合提供各类开发资源和turn-key解决方案。　　3、技术协同生态　　持续加强与产业上下游厂商合作，加速开放式创新、技术孵化、人才培养和产教融合，打造完善的产业生态链。　　这样，当站在层出不穷的新技术、新应用面前时，兆易创新就能够在全球生态的统一和兼容之下，进一步开发适应本地化和全球化的技术，帮助客户把他们看到的新商机和酝酿的新想法，更快、更有信心地转化成量产产品，实现降本增效。　　模拟之路，道阻且长　　当前，数字芯片不断缩微化，与之配套的信号链模拟芯片也在更多新技术的推动下朝着小型化、低功耗和高性能的方向发展。对从事模拟IC业务的公司而言，首先面对的就是抗扰、散热、工艺、兼容性等亟待突破的技术挑战，这就要求相关企业不仅在技术创新上要有所突破(突破兼容性和高可靠性的壁垒)，还需在市场应用、产业链整合、绿色环保等方面进行深入布局。　　而且从长远发展来看，模拟类产品的特点是种类多、覆盖面广，如何在现有产品基础上继续做深、做精、做大，避免成为“一代拳王”，也不是一件容易的事情。从已知的GD30产品路线图规划上来看，在已有模拟产品基础上继续拓展高集成度SoC;增加工业级高压大电流驱动芯片产品;增加新能源AFE产品、DDR专用电源芯片、传感专用电源芯片等高集成度芯片，已经成为兆易创新明确的发展目标。　　兆易创新对模拟业务设定的未来发展目标涵盖两大主要领域：首先，电源管理芯片将涵盖通用产品及面向特定行业的定制产品，如电机驱动和锂电池管理，以满足不同客户群体的需求并提升品牌效应;其次，信号链产品，特别是在ADC和运放领域，计划通过整合通用产品中的技术来开发更多定制化解决方案，以应对高带宽存储、PC和电子雾化器等行业不断变化的需求。　　加大在定制产品领域的投入，是兆易创新释放的另一个明确信号。　　随着电子系统的日益复杂化，客户和市场对整体系统性能的要求越来越高，定制化成为了满足头部客户需求的重要方式。只有通过与行业头部客户的战略和技术合作，了解其真实需求并提供定制化解决方案，才能在竞争中立于不败之地。同时，考虑到外资企业同样打开了充足的产能支持，甚至有底气与本土企业展开“价格战”，兆易创新就更需要凭借优质的产品质量和服务、更全面的理解客户需求，才能避免落入盲目内卷的境地。　　从兆易创新的发展历程来看，无论是微控制器、存储，还是传感、模拟，公司选择的都是在对技术性能有一定要求的成长性领域里发力和深耕。这些领域对产品的性能、可靠性、稳定性、一致性等有较高要求，考验的是产品本身综合的能力，与设计、供应链、质量控制等很多因素相关。兆易创新目前已经有了相当多的基础能力和经验储备，未来仍会持续投入，通过技术创新来提供精准匹配市场需求的领先产品。
2024-08-20 14:08 阅读量：247
兆易创新：用芯打造更强电机指挥系统
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　　如果电机要向高能效、智能化和集成化的方向持续发展，离不开高性能MCU的支持。现代电机驱动系统利用MCU的快速响应能力、高精度模拟接口和强大的数字信号处理能力来实现复杂的控制算法，提高能量管理和动态响应的效率。同时，MCU集成的诸多功能也使得电机驱动系统的开发变得更加简便。　　作为中国通用MCU市场的领跑者，兆易创新很早就开始针对电机驱动市场进行布局，相继成功推出了多个系列的产品。在近日举办的2024电机驱动与控制论坛上，兆易创新MCU事业部产品市场经理陈树敏以《GD32 MCU为电机驱动提供多维度的解决方案》为题发表演讲，展示兆易创新在电机驱动方面所取得的成绩，也对今后的产品发展方向进行了展望。　　No.1的产品实力　　兆易创新在国内创造了多项第一。陈树敏指出，兆易创新是国内第一家推出基于ARM® Cortex®-M3、M4以及M23内核的MCU厂商，第一家推出基于Cortex®-M7内核的MCU。同时，兆易创新也是首家推出RISC-V架构MCU的通用MCU厂商。连续八年，兆易创新的通用MCU产品在中国大陆市场的年度出货量保持第一。　　经过多年的积累，兆易创新拥有极为丰富的MCU产品种类，已量产产品囊括了51个系列，超过600个型号，实现了高性能、主流性、入门级、低功耗、无线、车规、专用产品的全面覆盖，目前累计出货量超过15.7亿颗。　　兆易创新正积极进军无线产品领域，推出融合Wi-Fi和蓝牙等无线技术的产品。同时，车规级产品也是公司开发的重点。自2022年起，公司已成功推出3个系列的车规产品，目前已在Tier 1供应商中实现量产。此外，兆易创新也推出服务于指纹识别、打印机等细分市场的产品。总体而言，兆易创新的产品覆盖了物联网、能源电力、工业控制、安防设备、网络通讯、健康监护和汽车等多个领域。　　作为MCU的兵家必争之地，兆易创新对电机驱动市场需求进行细致划分，首先，对于需要强大计算力的应用，兆易创新提供具有600MHz Cortex®-M7内核的产品线，如超高性能的GD32H7系列;针对大批量主流需求，则提供GD32F3系列;在成本较为敏感的应用中，如消费类和小型电动工具等，兆易创新推出了具备Cortex®-M4内核、能实现浮点控制且兼顾性能和成本的GD32E230/235系列; 对于需要无线通信并连接到云的应用，兆易创新提供了一些三合一产品，如已经量产的GD32W515、GD32VW553。　　GD32MCU 电机控制应用与推荐产品　　多维度方案对应多维度应用　　GD32高性能通用产品线拥有全产品家族主频最高的产品，非常适合高性能应用，如伺服电机等。陈树敏重点介绍Ethercat伺服从站应用的案例。该方案基于Cortex®-M7内核的GD32H7系列MCU，实现了标准CIA402协议，可通过twincat进行实时控制，构建了伺服从站上的电机控制、协议解析一体的方案。此外，如果是低成本的伺服电机控制应用，还可以采用兆易创新的200MHz Cortex®-M4内核的GD32F407系列产品进行双电机同步控制，从而大幅降低成本。　　GD32H759-Ethercat伺服从站应用方案　　通用主流MCU产品的特点是新产品采用领先的主流工艺平台，以增强的处理效能和丰富的系统资源为市场主流应用加持，具备成熟的量产经验，客户群体广泛，全面适用工业消费及物联网、汽车等市场主流应用。　　该系列有两个具有代表性的方案。一是支持BLDC方波控制的通用电机控制方案，24V供电，额定电流2A，转速可达5000rpm，支持成熟的方波控制算法，以及多种转子定位方式(HALL传感器、Encoder传感器)。另一个是可进行FOC矢量控制的通用电机控制方案，支持有感(HALL、编码器)定位模式和无感(滑膜观测器、龙伯格观测器等)定位模式。　　在入门级通用产品线中，兆易创新推出以GD32F310K8T6为主控芯片的电动工具参考设计。该芯片采用QFN32小封装，内置高速ADC进行采样;16.8V供电，最大20A工作电流，电机转速可达24000rpm(空载)。整个方案结构简单，扭矩大，适合低成本高性能的产品应用。同时，兆易创新还提供了适配1.5匹家用空调的FOC控制解决方案，可适配普通千瓦级别PFC应用，帮助厂商顺利通过FCC的认证。　　无线通用产品线中，兆易创新现在有支持Wi-Fi 6和BLE 5.2的GD32VW553及Wi-Fi 4的GD32W515两款产品。以GD32W515为核心配合电机驱动芯片GD30DR8413，兆易创新开发了无刷电机、步进电机和Wi-Fi通信三合一的高度集成的硬件方案，使风扇可支持通过按键、Wi-Fi以及语音控制，并通过Wi-Fi直接连到云端。　　GD32A5车规产品线是兆易创新发力的重点之一，该系列采用Cortex®-M33内核，主频达到100MHz，符合AEC-Q100汽车电子通用测试规范。以GD32A503为核心，兆易创新推出汽车空调压缩机的方案，搭载汽车级IPM功率器件，实现高动态性能的FOC算法对无刷直流电机的快速平稳控制，电机的带载转速可达到8000转以上。陈树敏表示，未来兆易创新还将推出双Cortex®-M7内核的产品。　　打通开发链条最后一公里　　电机控制器的开发是一项复杂且具有挑战性的任务。为了帮助客户简化这一过程并缩短开发周期，兆易创新提供了全面的硬件和软件资源。　　兆易创新的硬件资源主要包括了各种FOC的演示套件，如GD32F303R-FOC演示套件，GD32_LQFP48_FOC 演示套件，以及车规级的GD32A503R-FOC 演示套件，还有进行方波控制的GD32303R-BLDC 演示套件。　　在软件方面，兆易创新还专门提供了电机开发的SDK。这个SDK支持从单电阻、双电阻到三电阻的多种采样模式，电机运行模式包括了速度、电流双闭环运行。陈树敏表示，在算法方面，除了支持传统的有感和无感定位以外，兆易创新还做了新的优化算法，包括高频注入、MTPA等，能提高整个电机的控制效率。　　经过多年的构建，兆易创新的整个开发生态已经非常完善，从最初的Dev Kits & Documents到最终的Production Programmers，每个环节都有丰富的资源。而且，兆易创新还将这些资源汇聚在一起，便于开发者来使用，所有的固件、软件库、硬件方案的手册，都可以通过https://www.gd32mcu.com网站上下载。
2024-08-02 09:04 阅读量：381
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　　兆易创新正式加入联合国全球契约组织，积极践行可持续发展理念　　兆易创新科技集团股份有限公司正式加入联合国全球契约组织(UNGC)。承诺支持并实施全球契约关于人权、劳工、环境和反腐败的十项原则。我们致力于使全球契约及其原则成为企业的业务战略、文化和日常运营的一部分，并且致力于参与促进联合国发展目标(可持续发展目标)的合作项目。　　提出ESG概念的联合国全球契约组织是推进企业可持续发展的国际组织，组织的全球关系网来自全球超过170个国家、涵盖几乎所有行业和所有规模的参与企业。       自2022年，兆易创新每年在ESG报告中披露“响应联合国可持续发展目标”章节。我们积极响应联合国可持续发展目标(UN SDGS)，结合自身专业优势和资源，选取与我们切身相关的目标，承诺就一系列社会与环境问题采取行动。       作为一家致力于开发存储器技术、微控制器(MCU)、传感器和模拟产品及解决方案的领先的无晶圆厂半导体公司，兆易创新持续坚持长期主义、坚持面向未来，深度参与和支持行业发展，将可持续发展和永续经营理念贯穿至企业生产经营和研发管理、组织和人才管理的全过程，持续提升组织效能，创造更大的社会和经济价值。此次，兆易创新加入联合国全球契约组织彰显了我们对于坚持可持续发展的决心未来我们将继续加强技术创新与国际合作，携手商业伙伴，用技术和创新赋能美好生活。
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兆易创新：流淌在机械键盘上的魔法 源自这颗芯片！

　　指尖在键盘上的每次敲击，都伴随着RGB灯光的绚烂闪动，宛如在键盘上演出夺目的光影秀，从流光溢彩的渐变，到震撼人心的波浪，再到动感十足的呼吸灯效，各种灯光模式绚丽夺目，再加上流畅的回馈手感，让游戏或打字体验变成了视觉与触觉的双重享受。　　机械键盘的各种神奇魔力，均源自核心主控芯片MCU的加持。正是新一代MCU具有的强大性能和扩展功能，才不断重塑机械键盘的边界，使其不仅能实现更多样化的功能，还极大增强个性化定制的空间，进一步展现了科技创新带来的无限魅力。　　市场与技术的双轮驱动　　机械键盘早已从极客的最爱变成大众的选择。据Market Research Future(MRFR)的综合报告，机械键盘市场将以12.7%的复合年增长率增长，2030年市场规模将达到36.3亿美元。　　这种走红并非偶然。首先，机械键盘的每个按键都采用独立的机械开关，带来清晰的触觉反馈和完美的按压感。红轴顺滑，青轴清脆，茶轴平衡，无论是追求速度的电竞选手，还是偏爱打字的作家，都能找到属于自己的绝佳手感。　　其次，机械键盘配备多种RGB背光模式，用户可以随心所欲地定制灯光颜色、亮度和动态效果。完美的敲击感和光韵流转的动态灯光模式，可根据游戏场景的变化调整灯光颜色，让用户可以沉浸在紧张刺激的游戏体验中。　　要让机械键盘充满魅力，选择一个高效的核心MCU就变得尤为关键。作为机械键盘的核心组件，MCU承担着处理输入、输出以及与其他设备通信的重要任务，从而确保键盘能够顺利执行包括宏编程、背光调节和游戏模式在内的各种复杂功能。因此在选择MCU的过程中，应当高度重视其在处理速度、低功耗设计、程序可移植性、硬件扩展能力等方面的综合性能表现。　　首先，机械键盘需要MCU具备足够的处理能力来支持高回报率、无延迟的实时响应控制。其次，随着用户对机械键盘功能的不断增加，如背光灯控制、多模式切换等，对MCU的硬件扩展能力提出了更高的要求。第三，低功耗设计对于机械键盘长时间使用的场景至关重要。最后，在选择MCU时，不仅要考虑性能，还要考虑其在不同应用中的可移植性和开发便利性。因此，MCU不但要具有足够的处理能力，还要有能力去利用这些技术来提供更丰富的用户体验。　　以这些要素来衡量，兆易创新最新推出的GD32L235将是一个非常合适的选择。GD32L235基于ARM® Cortex® -M23内核，主频最大64MHz，向下兼容M0/M0+内核产品。其新增的WLCSP25超小尺寸封装非常适用于可穿戴设备、便携式设备等有限的硬件空间应用场景。最为重要的是，该系列紧贴低功耗市场需求，拥有更优的功耗效率、丰富的接口资源、更高性价比，非常适合机械键盘等PC外设应用。　　从能效到灯效 尽在GD32L235掌控中　　与所有电子设备相同，功耗也是机械键盘性能的重要评判指标。尤其是无线机械键盘，如果采用三模(BLE/2.4G/USB)方式，再配置RGB背光，续航就将成为决定产品使用体验的关键。而作为整个键盘调度中心的MCU，其功耗特性将决定整个机械键盘的表现。　　GD32L235系列在功耗方面表现出色。其针对功耗效率方面进行了一系列优化提升，支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待机(Standby)等6种低功耗模式。在深度睡眠(Deep-sleep)模式下，电流降至1.8uA，唤醒时间低于2uS;待机(Standby)模式电流更是低至0.26uA。即使在最高主频全速工作模式下，其功耗也仅为66uA/MHz，实现了效能和功耗间的卓越平衡。　　同时，在设计高性能机械键盘时，对MCU的PWM通道数量、I/O资源以及Flash存储能力提出了严格要求。GD32L235系列微控制器恰如其分地满足了这些高阶需求，展现了其在机械键盘领域的适应性。　　如前文所述，RGB灯效已成为机械键盘受到消费者推崇的主要原因。如果要实现复杂绚丽的RGB背光效果，MCU的多路PWM输出能力必不可少。具体到GD32L235系列，其拥有多达11个定时器，包括2个16位低功耗定时器、6个通用16位定时器、1个高级定时器和2个基本定时器，充分满足了复杂RGB灯光效果的控制需求，使键盘能够呈现从静态色彩到动态光谱流转的全方位视觉体验。并且，这些丰富的PWM资源，也可以为机械键盘省去专门的灯光控制芯片，从而降低整个系统的功耗和成本。　　考虑到键盘矩阵扫描与独立LED控制的双重需求，GD32L235还提供多个I/O接口，实现高效的信号检测与灯光指示功能的复用，确保键盘在高响应速度与复杂功能集成之间的完美平衡。具体而言，该系列集成2个低功耗LPUART、2个USART、2个UART、3个I2C、2个SPI等通用外设接口，还配备1个CAN2.0控制器和1个USB 2.0 FS控制器等标准通信接口。模拟外设方面，该产品系列配备1个12位ADC，支持差分输入和单端输入两种模式，提高了ADC模块的精度和性能;还集成1个12位DAC和2个比较器。这些丰富的外设资源不仅优化了硬件布局，还简化了布线复杂度，为开发者提供了极大的灵活性。　　此外，GD32L235内置的Flash资源，最大支持128KB eFlash，不仅支持存储密集型的固件程序，还便于配合上位机驱动，实现软件层面的深度定制与升级，为用户提供更加丰富和流畅的操作体验。这不仅提升了键盘的可扩展性，还为未来功能的迭代预留了充足的空间。　　有线和无线方案双发力　　以GD32L235为核心，兆易创新的合作伙伴深圳智芯云技术有限责任公司基于GD32L235开发了全功能机械键盘解决方案，可助力客户实现丰富的功能和高度可定制性。　　基于GD32L235的全功能机械键盘解决方案　　有线机械键盘作为主流产品，可充分发挥绚丽的RGB灯效。为此，该方案能实现每颗RGB独立控制，支持256级PWM;实现全彩控制，1600万色设定，内置20种炫酷灯效，支持客户自定义灯效。同时，自主研发的上位机QT平台支持多种系统，可以实现灯光设置、屏幕设置、宏编辑、Fn层设置等键盘配置。　　这款有线方案还具备多按键模式，全键无冲;支持1000Hz回报率;可根据客户需要定制78/87/104键等不同键值的数目需求，支持多国语言版本;支持在线USB升级固件;响应PC休眠进入休眠、按键或PC唤醒;支持Win、Mac、Linux、安卓等系统。　　相对有线方案，无线方案更偏重能效和连接的稳定性。为此，该无线方案增加以下功能：支持大容量1-2节锂电池充放电管理;无线模式下超低运行功耗远低于行业标准;USB/2.4G同时支持1kHz稳定回报率;具备更低的睡眠功耗，一级低功耗模式下<200uA，二级休眠模式下<100uA;多种连接模式切换逻辑可自定义;支持硬件开关/旋钮切换，支持自定义各种快捷键切换;支持在线USB/无线升级固件。　　搭配智芯云自有的上位机系统，客户可以配置不同RGB灯效、RGB刷新速度、LCD屏显示效果等炫酷场景，根据不同场景的需求定制出不同的终端产品。　　为了便于客户的产品能迅速推向市场，兆易创新还配备丰富的开发资源。GD32L235系列配套的文档手册及软件资源已经可以下载，针对GD32L235系列不同封装和管脚配置的配套开发工具也已同步推出。　　除去GD32L235，兆易创新的MCU产品家族中还有GD32F303也可用于机械键盘方案的开发。该芯片采用ARM® Cortex® -M4核心，最高主频可达120MHz，支持高速DSP运算，具备完整的DSP指令集、并行计算能力和专用浮点运算单元(FPU)。兆易创新与合作伙伴已经推出了基于GD32F303 MCU的QMK固件机械键盘解决方案，并得到市场的好评。　　机械键盘市场正以前所未有的速度蓬勃发展，而高性能MCU的不断涌现，成为推动这一市场迅猛增长的关键驱动力。这些先进的MCU不仅提升了键盘的响应速度，实现了近乎零延迟的输入反馈，还极大地丰富了自定义功能和灯光效果，可满足从专业电竞选手到日常办公用户多元化、个性化的需求。随着物联网、人工智能技术与机械键盘的深度融合，MCU在能效比、集成度以及智能化处理能力上的持续突破，正引领着机械键盘行业向更加智能、高效、定制化的方向演进。
2024-07-30 09:58 阅读量：388
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