ST(意法半导体)的STM32单片机作为当前市场使用范围最广的芯片之一,在国内几乎占有50%的市场,会使用STM32单片机也基本成为电子工程师的标配职业技能,然而2018年下半年的供货紧张,以及中兴事件,使用国产芯片替代进口芯片已经迫在眉睫,而且国内一些企业已经很早就开始制造替代ag真人。

首先我们将以北京兆易创新为例,详细介绍相关替代所需要注意的事项。北京兆易创新-GD32系列 GD32作为中国32位通用MCU领域的主流之选,以累计超过2亿颗的出货数量、超过1万的用户数量、20个系列300余款ag真人型号选择的广阔应用覆盖率稳居市场前列。GD32使用的是Cortex-M3内核,型号做到了与STM32相同型号的全兼容,方便替换,主频频率更高。GD32F103是GD早期的ag真人,GD32E103和GD32F303是对GD32F103的升级和优化,所以4者是兼容的,虽然内核不同,但是通用外设几乎很少涉及到内核部分,在时间急迫的情况下可以使用ST的库开发。

一、相同点

1)外围引脚PIN TO PIN兼容,每个引脚上的复用功能也完全相同。

2)芯片内部寄存器、外部IP寄存器地址和逻辑地址完全相同,但是有些寄存器默认值不同,有些外设模块的设计时序上和STM32有差异,这点差异主要体现在软件上修改,详情见下文。

3)编译工具:完全相同例如:KEIL 、IAR

4)型号命名方式完全相同,所以替代只需找尾缀相同的型号即可,例如:STM32F103C8T6 与 GD32E103C8T6。

5)仿真工具:JLINK GDLINK

二、外围硬件区别

三、硬件替换需要注意的地方是芯片内核,外部电压和FLASH存储等方面

上面的介绍中,我们可以看出,GD32F30/E103系列和STM32F103系列是兼容的,但也需要一些注意的地方。

1)BOOT0必须接10K下拉或接GND,ST可悬空,这点很重要。

2)RC复位电路必须要有,否则MCU可能不能正常工作,ST的有时候可以不要。

3)有时候发现用仿真器连接不上。因为GD的swd接口驱动能力比ST弱,可以有如下几种方式解决:

a、线尽可能短一些;

b、降低SWD通讯速率;

c、SWDIO接10k上拉,SWCLK接10k下拉。

4)使用电池供电等,注意GD的工作电压,例如跌落到2.0V~2.6V区间,ST还能工作,GD可能无法启动或工作异常。

四、使用ST标准库开发需要修改的地方

1)GD对时序要求严格,配置外设需要先打开时钟,在进行外设配置,否则可能导致外设无法配置成功;ST的可以先配置在开时钟。

2)修改外部晶振起振超时时间,不用外部晶振可跳过这步。

原因:GD与ST的启动时间存在差异,为了让GD MCU更准确复位。

3)GD32F10X flash取值零等待,而ST需要2个等待周期,因此,一些精确延时或者模拟IIC或SPI的代码可能需要修改。

原因:GD32采用专利技术提高了相同工作频率下的代码执行速度。4)在代码中设置读保护,如果使用外部工具读保护比如JFLASH或脱机烧录器设置,可跳过此步骤。

在写完KEY序列后,需要读该位确认key已生效,修改几个函数即可。

经过以上修改,在不使用USB和网络能复杂协议的代码,就可以使用ST的代码操作了。

第二款可替代的为雅特力的AT32F403A/F407/ F413/ F415/F421系列,可批量替换STM32的F030、F303、F103、F107、F072、F401和F411等系列,其ag真人硬件引脚与STM32 P2P兼容,软件高度兼容,由于内核、SRAM、外设等性能相比STM32大幅度提升,AT32可一颗取代多颗STM32,另外还独有安全性&二次开发功能: security Lib,更宽的工作温度:-40~105度。

第三款可替代的为上海灵动微电子-MM32系列 MM32系列基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核,ag真人包括:针对通用高性能市场的MM32F系列,针对超低功耗及安全应用的MM32L系列,具有多种无线连接功能的MM32W系列,电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列,以及OTP型的MM32P系列等,同样的管脚、型号等与ST全兼容,替换成本非常低。

第四款可替代的为华大半导体-HC32系列 有国企背景的HC32系列基于ARM Cortex-M0+及Cortex-M4内核,ag真人包括超低功耗应用的HC32L系列和针对电机应用市场的HC32M系列,针对通用市场的高性价比HC32F系列,与ST同型号ag真人管脚兼容,可以直接替换。

第五款可替代的为中科芯的32位MCUag真人可批量替换STM32的F103、F030、F031和F051等系列。基于ARM架构覆盖Cortex-M0、M3、M4内核八大系列ag真人,硬件引脚与STM32 P2P兼容,软件采用寄存器级兼容设计,对于已经使用ST系列MCU开发完成的程序,HEX文件可直接烧录到中科芯对应型号的MCU中即可运行,无需过多改动。

第六款可替代的为中微股份的高性能低功耗高集成全领域的MCU,可批量替换STM32F030/031系列、STM32G030/031系列和STM32L031/051系列。

第七款可替代的为航顺已量产基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核的MCUag真人包括:通用高性能市场的HK32F103家族,HK32F030/031/03X家族,存储器EEPROM家族。2019年即将推出的超低功耗7nA及安全应用的HK32L家族以及具有多种无线连接功能的HK32W/B家族,以满足客户多元化需求。

经过国产厂家的长期公关研究和努力,目前国产芯片使用已经实现从0到1的突破,未来相信国产芯片的前景和环境会越来越好。