GD32H759I-EVAL 评估板是一款功能丰富的开发板,采用 GD32H759IMK6 作为主控制器。它提供了多种外设资源和扩展接口,适用于各种应用开发和性能测试。以下是开发板上的主要特性和外设资源:
- 供电方式:通过 GD-Link Mini USB 接口或 DC-005 连接器提供 5V 电源。
- 外设资源:
- 多个按键(Reset、Boot、Wakeup、Tamper、User)
- LED 指示灯
- 模拟数字转换器(ADC)
- 数字模拟转换器(DAC)
- 控制器局域网络(CAN)
- 数字摄像机接口(DCI)
- 以太网(ETHNET)
- 高性能数字滤波器(HPDF)(接麦克风)
- 串行音频接口(SAI)
- 集成声音解决方案(I2S)
- 系统管理总线(I2C_SMbus)
- 八线串行外设接口(OSPI)
- SPI_LCD
- 安全数码输入输出(SDIO)
- 同步动态随机存取内存(SDRAM)
- LCD接口(TLI_LCD)
- 通用串行总线(USB),包括 USART 转 USB 接口
这些丰富的接口和功能可支持广泛的应用,从基本的输入输出操作到复杂的通信、存储和图形显示应用。
目前国产MCU 176及以上引脚的片子
这个开发板上 资源非常丰富,芯片外的接口电路也非常丰富, 所以导致多个外部接口电路 需要使用跳线来复用共用的IO口,所有在进行测试时,需要注意 设置正确的跳线 才能将外部电路与主芯片连接正确.
官网有 丰富的 资料,请大家优先在官网寻找资料.
下面是板子的主芯片的 基本端口和外围电路以及配置的简要介绍.
LED
LED1 引脚与LCD的引脚复用IO ,用JP50 跳线器 设置
LED2 引脚与USB 的引脚复用IO ,用JP66 跳线器 设置
ADC,DAC
这款板子上 ADC 和DAC 端口 各提供 了一个 IO口
DAC 的 PA5 与TLI接口 共用一个IO, 使用时 切换下面的跳线:
GD32H7的CAN通讯口
CAN(Controller Area Network)总线是一种可以在无主机情况下实现微处理器和设备之间相
互通信的总线标准。CAN 网络接口支持CAN 总线协议2.0A/B、ISO11898-1:2015 规范和
BOSCH CAN-FD 规范。
CAN 总线控制器集成了可灵活配置的邮箱系统用于CAN 帧的发送和接收。邮箱系统包含一组
邮箱,用于存储控制数据,时间戳,消息标识符和消息数据,最大支持32 个邮箱。可将邮箱
配置为接收FIFO,接收FIFO 具有标识符过滤的功能,可最大支持104 个扩展标识符的过滤,
或者208 个标准标识符的过滤,或者416 个对标识符部分8 位的过滤,最多有32 个标识符过
滤表元素可通过接收FIFO/邮箱私有过滤寄存器进行配置。
注意:GD32H737xx 系列不支持CAN FD 帧。
主要特性:
支持CAN总线协议2.0A/B;
遵循ISO 11898-1:2015规范;
支持CAN FD帧,最大64字节数据,通信波特率最大为8Mbits;支持CAN常规帧,最大8字节数据,通信波特率最大为1Mbit/s;支持发送和接收时间戳,基于16位内部计数器:支持传输延迟补偿,用于CAN FD帧的高速率数据阶段;中断可配置屏蔽;
支持4种通信模式:正常模式,暂停模式,回环静默模式,和监听模式;支持2种省电模式:CAN Disable模式,和虚拟联网模式;支持2种从虚拟联网模式唤醒的方式:唤醒匹配事件,和唤醒超时事件;最大32个邮箱,此时每个邮箱都配置为8字节数据长度,可灵活配置为发送或接收邮箱支持通过一个特殊帧同步全局网络时间。
GD32H759I-EVAL板 提供了2路, 提供了基于MCP2562FD 的驱动电路, 电路中集成了120欧电阻,CANFD 比传统的CAN速度要快很多, CANFD协议单次传输的数据帧大小也是比传统的CAN格式要长, 一般来说 MCU内的 CANFD是兼容CAN的.
MCP2562FD 针对2、5和8 Mbps运行的CAN FD(灵活数据速率)进行了优化,
VIO 脚支持 1.8V to 5.5V
MCP2561/2FD 件满足汽车对CAN FD比特率超过2 Mbps、低静态电流、电磁兼容性(EMC)和静电放电(ESD)的要求。
板子上的电路只是一个基本的电路,并没有加入ESD防护,但是这个芯片本身的esd防护能力很强,手册说能达到±14 kV静电试验。
但是实际应用中 除了静电还要考虑 其他各种干扰 如浪涌和传导.
2路 CAN的IO口, CAN1与其他接口复用,
CAN1 的复用跳线 是JP53,JP61, Short JP53(2,3) , JP61(2,3)for CAN function
CAN2 直接连到了MCU的PF7,PD12, 可以直接配置后使用
下面是CAN1的跳线位置:
CAN1的 输出端口 ,有点简陋 ,只是2个排针 ,不过方便用杜邦线连接出去.
GD32H7的DCI接口 数字摄像头
数字摄像头接口是一个同步并行接口,可以从数字摄像头捕获视频和图像信息。它支持不同的
颜色空间图像,例如YUV/RGB,以及压缩格式如JPEG。支持CCIR656视频解码器格式并执行
额外的图像处理。
主要特性
数字视频和图像的捕获;
支持8位、10位、12位或14位并行接口;
DMA高效传输;
支持视频和图像裁剪;
支持不同的像素数字编码格式,如YCbCr422/RGB565/YUV420/Bayer;
支持JPEG压缩格式;
支持内嵌码同步和硬件同步;
支持CCIR656视频接口和传统传感器接口。
GD32H759I-EVAL板上的DCI接口
GD32H759I-EVAL板外部默认配接了一个OV2640摄像头;
一、OV2640简介
OV2640是OmniVision公司生产的一颗1/4寸的CMOS UXGA(1632 * 1232) 200W 像素图像传感器。该传感器体积小、工作电压低,提供单片UXGA摄像头和影像处理器的所有功能。通过SCCB 总线控制,可以输出整帧、子采样、缩放和取窗口等方式的各种分辨率8/10位影像数据。UXGA最高15帧/秒(SVGA可达30帧,CIF可达60帧)。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、对比度、色度等都可以通过SCCB接口编程。
特点
①高灵敏度、低电压适合嵌入式应用。
②标准的SCCB接口,兼容IIC接口。
③支持RawRGB、RGB(RGB565/RGB555)、GRB422、YUV(422/420)和YCbCr(422)输出格式。
④支持UXGA、SXGA、SVGA以及按比例缩小到从SXGA到40*30的任何尺寸 。
⑤支持自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校准等自动控制功能。同时支持色饱和度、色相、伽马、锐度等设置。
⑥支持图像缩放和闪光灯。
⑦支持图像压缩,即可输出JPEG图像数据。
引脚名称 | 引脚类型 | 功能 |
SIO_C | 输入 | SCCB总线的时钟线,类比IIC的SCL |
SIO_D | I/O | SCCB总线的数据线,类比IIC的SDA |
RESETB | 输入 | 系统复位管脚,低电平有效 |
PWDN | 输入 | 掉电/省电模式,高电平有效 |
HREF | 输出 | 行同步信号 |
VSYNC | 输出 | 帧同步信号 |
PLCK | 输出 | 像素时钟信号,一个PCLK时钟,输出一个(或半个)像素 |
XVCLK | 输入 | 外部时钟输入端口,可接外部晶振 |
Y[9:0] | 输出 | 像素数据输出端口 |
OV2640自带了一个8位微处理器,该处理器有 512 字节SRAM,4KB 的ROM,他提供了一个灵活的主机到控制系统的接口指令,同时也具有细调图像质量的功能。
数字视频接口(Gigital Video Port):Y0~Y9
OV2640拥有一个10位数字视频接口(支持8位接法),其MSB和LSB可以程序设置先后顺序,一般默认只使用了Y2-Y9引脚;
GD32H759I-EVAL板 DCI接口电路:
在使用摄像头接口时 要注意设置端口复用的跳线: 它与网口,CAN1,I2S1 复用IO.
默认情况下 摄像头在板子上是配置好的.
高性能数字滤波器(HPDF)
GD32H7xx 内部集成了一种专门用于外部Σ-Δ 调制器的高性能数字滤波器模块(HPDF)。
HPDF 支持SPI 接口和曼彻斯特编码单线接口,通过串行接口可将外部的Σ-Δ 调制器与MCU
连接,并对Σ-Δ 调制器输出的串行数据流进行滤波。此外,HPDF 还支持并行数据流输入功能,
实现对内部外设ADC 或MCU 内部存储器里的数据进行滤波处理。
主要特性
8个复用数字串行输入通道
可配置的SPI和曼切斯特接口
8个内部数字并行输入通道
高达 16 位分辨率的输入
内部源:ADC数据或内存(CPUIDMA写)数据流可配置的 Sinc 滤波器和积分器
可配置 Sinc 滤波器的阶数、过采样率(抽取率)
可配置积分器的采样率
阀值监视功能独立的 Sinc 滤波器,可配置阶数和过采样率(抽取率)可配置的数据输入源:串行通道输入数据或 HPDF输出数据故障监视功能
拥有8位的计数器,用于监视串行通道输入数据流中连续的0或1极值监视器功能
存储 HPDF 输出数据的最大值和最小值
高达24位的输出数据分辨率
可向外部 Σ-Δ调制器提供时钟信号
通过 CKOUT 引脚提供可配置的时钟信号具有灵活的转换配置功能
转换通道分为规则组和注入组
支持多种转换模式和启动模式HPDF输出数据为有符号格式
GD32H759I-EVAL板 的HPDF接口外接了2组 MEMS麦克风
原理图:
音频接口简介:
I2S接口简介
I2S(Inter-IC Sound Interface)接口是一种电子串行接口标准,用于连接数字音频设备。这种接口由Philips公司在1980年代初期开发,主要用于传输音频数据。I2S接口通常用于将音频数据从一个IC传输到另一个IC,比如从数字音频处理器传输到一个数字到模拟转换器(DAC)或者相反。I2S主要用于高保真音频应用,提供了一种高效的方式来传输音频数据。
I2S特点:
- 同步串行接口:使用至少三条线——串行数据线(SD),位时钟线(SCK)和左右声道时钟线(WS)进行数据传输。
- 双工传输:支持立体声音频数据的全双工传输。
- 分离的时钟信号:提供独立的时钟信号以准确控制数据传输的速率。
- 高音质:适用于高保真音频传输,无需额外的数据压缩。
SAI接口简介
SAI(Serial Audio Interface),是一种较新的音频接口标准,提供了更高的灵活性和功能。与I2S类似,SAI也是用于传输数字音频信号的,但它提供了更多的配置选项和支持更多的音频格式。
SAI特点:
- 多种音频协议支持:除了支持I2S协议,还支持其他音频接口协议,如左对齐、右对齐、PCM格式等。
- 多通道支持:可以配置为支持多达8个音频通道的传输,适合多声道音频系统。
- 灵活的配置:提供了更多的数据格式、时钟配置和音频帧配置选项。
- 高质量音频:同样适用于高保真音频传输,并能适应更广泛的音频处理和传输需求。
I2S与SAI的区别
- 功能和灵活性:SAI提供了比I2S更高的功能性和配置灵活性,包括对多种音频协议的支持和更复杂的通信模式。
- 通道支持:SAI接口能够支持更多的音频通道,使其更适合多声道高端音频应用。
- 配置复杂度:由于SAI提供了更多的配置选项,因此其配置可能比I2S更为复杂,需要更细致的设置来满足特定的应用需求。
- 兼容性:I2S由于历史更长,被广泛应用于多种设备和应用中,具有很好的兼容性。而SAI作为一种较新的接口标准,虽然提供了更多特性,但在一些传统应用中可能还不如I2S普及。
结论
I2S和SAI接口都是用于数字音频数据传输的串行接口,但它们在功能、灵活性、通道支持等方面有所不同。I2S接口以其简洁、高效、兼容性好而被广泛使用,特别适合简单的立体声音频应用。而SAI接口则提供了更高的灵活性和多通道支持,适合需要高度配置和支持多种音频格式的复杂音频系统。开发者在选择时应根据具体的应用需求和系统设计考虑,选择最适合的音频传输接口。
串行外设接口/片上音频接口(SPI/I2S)
I2S(Inter—IC Sound)总线, 又称集成电路内置音频总线,是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准,该总线专门用于音频设备之间的数据传输,广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计,通过将数据和时钟信号分离,避免了因时差诱发的失真,为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
GD32H759I 的SPI/I2S模块可以通过SPI协议或I2S音频协议与外部设备进行通信。
串行外设接口(Serial Peripheral Interface,缩写为SPI)提供了基于SPI协议的数据发送和接
收功能,可以工作于主机或从机模式。SPI接口支持具有硬件CRC计算和校验的全双工、半双
工和单工模式。SPI3 / 4还支持SPI四线主机模式。
片上音频接口(Inter-IC Sound,缩写为I2S)支持四种音频标准,分别是I2S飞利浦标准,MSB
对齐标准,LSB对齐标准和PCM标准。它可以在四种模式下运行,包括主机发送模式,主机接
收模式,从机发送模式和从机接收模式。
I2S 主要特性
具有发送和接收功能的主从操作;支持四种I2S音频标准:飞利浦标准,MSB对齐标准,LSB对齐标准和PCM标准;数据长度可以为16位,24位和32位;
通道长度为16位或32位:
低位在前或高位在前的数据位顺序;
提高可靠性的错误信号:下溢、上溢和帧格式错误:
32位宽的发送和接收缓冲区;通过I2S时钟分频器,可以得到8kHz到192kHz的音频采样频率;可编程空闲状态时钟极性;
可以输出主时钟(MCK):发送和接收支持DMA功能;
32位宽度,独立的发送和接收FIFO
GD32H759I-EVAL板 I2S接口电路:
CS4344芯片 可以带动耳机,如果接喇叭需要功放。
串行音频接口(SAI)
串行音频接口(SAI)用于支持各种通用的音频协议,如I2S、PCM/DSP、AC’97、LSB或MSB
对齐和TDM,它适用于单声道和立体声。
为了初始化这些配置,SAI用了两个完全独立的音频子模块。每个音频子模块包含多达4个IO引
脚(SD,SCK,FS和MCLK)。当两个音频子模块配置成相互同步时,部分IO引脚可以共用。
SAI可以配置成主/从、发送/接收的任何组合模式,根据音频子模块同步/异步配置,可以设置其
操作模式为全双工/单工。
主要特征
两个独立的音频子模块;
每个音频子模块可以配置成主/从、发送/接收的任何组合,并都具有一个8字的FIFO:本地时钟分频逻辑用于满足各种音频采用率;可灵活配置的音频协议,如I2S,PCMIDSP,AC'97,LSB或MSB对齐和TDM;PDM接口,最多支持4对麦克风(GD32H7xx支持3对麦克风);具有单声道/立体声音频能力,支持静音设置;帧同步配置(有效电平、有效长度和偏移):每个音频帧包含多达16个可配置的slot;灵活的配置slot长度,并且可以配置slot为有效或无效;每个slot能够支持一个大小为8位、10位、16位、20位、24位或30位的数据,并且可以配置这些数据的第一位偏移、LSB或MSB传输:串行时钟选通边沿选择(SCK):
错误标志位和中断源:
FIFO上溢和下溢:
从模式时,帧同步提前检测:
从模式时,帧同步滞后检测;
AC’97编解码器未就绪;
时钟配置错误:
每个音频子模块都有2个独立的DMA接口,支持频率高达4MHz的从机模式。
GD32H759I-EVAL板 SAI接口电路:
端口复用跳线:
跳线器位置:
GD32H759I的SDIO
安全的数字输入/输出接口(SDIO)定义了SD 卡、SD I/O 卡和嵌入式多媒体卡(e•MMC)主
机接口,提供AHB 系统总线与SD 存储卡、SD I/O 卡以及e•MMC 设备之间的命令和数据传输。
所支持的SD 存储卡和SD I/O 卡系统规格书可以通过SD 卡协会网站(www.sdcard.org)获取。
所支持的嵌入式多媒体卡(e•MMC)系统规格书可以通过多媒体卡协会网站(www.jedec.org)
获取,由JEDEC 固态技术协会出版。
主要特征
SDIO 的主要特征如下:
e·MMC:兼容嵌入式多媒体卡系统规格书 V4.51 及之前的版本。有五种不同的数据总线模式:1位(默认)、4位(包括 SDR和 DDR)和8位(包括 SDR 和 DDR);SD卡:与 SD存储卡规格版本 3.0全兼容;
SD I/O:与 SDI/0 卡规格版本 3.0全兼容,有三种不同的数据总线模式:1位(默认)和
4 位(包括 SDR 和 DDR);
104MHz数据传输频率和8位数据传输模式;中断和 DMA 请求;
数据传输支持 DDR 模式。
注意:SDIO 在同一时间仅支持一个 SD、SD I/0 卡或e·MMC,但可支持多个 e·MMC.
GD32H759I-EVAL板 SDIO接口
GD32H759I-EVAL 的 SDIO 与 USB1,OSPI IO1 , 液晶屏的 LCD B4 冲突,
跳线器选择:
SDRAM
SDRAM的 SDCKE0 与 I2S的接口I2S1_SD 复用 ,需要设置跳线器 JP40 切换
256MB 的SDRAM 芯片 基本参数
USB接口
其中U8是USB端口的电源管理芯片
要注意 USB口与网口,串口0 在复用IO,
官网 有很多资料:
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以上是关于板子的简要介绍,时间关系,内容有些粗糙,有些接口如网口,I2C, SPILCD等还没有介绍到,等有时间再完善
希望内容可以帮大家快速熟悉这款芯片和GD32H759I-EVAL板子和各个接口.
最近也看到了 网上关于这款芯片的CoreMark 评测,
不过对于CoreMark我还是想说几句,CoreMark跑分本身也存在一些局限性,对结果的解读需要谨慎。
CoreMark跑分的局限性:
- 特定工作负载: CoreMark测试主要关注处理器的计算能力,尤其是整数和控制运算。因此,它可能无法全面反映处理器在处理浮点运算、图形处理或其他特定应用场景下的性能。
- 不考虑系统其他组件: CoreMark跑分主要关注CPU性能,不涵盖内存、I/O等其他系统组件的性能,这可能会对在实际应用中的表现产生影响。
- 不反映真实应用性能: CoreMark的测试工作负载可能与实际应用程序的工作负载存在差异,因此其结果可能无法完全预测特定应用的性能。