国内最强MCU，GD32H7的工艺及新功能

这两天和朋友聊了下GD32H7，谈到它的工艺，因为600MHz的主频，比STM32H7的高，STM32H7是40nm工艺；CM7在ARM的手册里面，给出的28HPM工艺的参考频率是很高的，可以到1.1GHz； 小二后面还是翻了下2020和2021的财报，2021特别提到MCU增加了22nm的工艺； 所以GD32H7应该是22nm工艺Logic工艺；

从这个角度，GD32H7的面积应该会比STM32H7的小不少，大家可以抢客户了...抢啥客户，可以看

GD32H7主推市场，及Cortex-M7多维度分析

本文针对GD32H7系列的新外设做个小结

本文目录：

• EFUSE，Electronic Fuse，电子保险丝
• TRIGSEL，Trigger Selection Controller，触发配置器
• 运算加速器，CAU，HAU，TMU，FAC
• OSPI单元，OSPI和OPSIM
• HPDF，High Performance Digital Filter，高性能数字滤波器
• CPDM，Clock phase delay module，时钟相位延时模块
• RSPDIF，Receiver of Sony/Philips Digital Interface，索尼飞利浦数字接收接口
• LPDTS，Low power digital temperature sensor，低功耗数字温度传感器接口
• EDOUT，Encoder Divided-Output Controller，编码器分频输出控制器
• RTDEC，Real-time decryption，实时解密单元
• HWSEM，hardware semaphore，

EFUSE，电子熔丝

GD32H7内置了32x32bit的EFuse，支持冗余备份机制，其编程电压(1.71~1.98)及读(0.72~1.05V)，看起来EFUSE的鲁棒性是认真设计的，这个很重要，不然里面存储的ID错误或密钥错误，可能导致无法启动，或者无法正常加解密；

EFuse的原理及和其他常用的如OTP的对比，可以参考今天第二篇推文；

TRIGSEL，触发选择控制器

GD32H7在外设的触发特性做了增强，支持的IP外设都具有专门的触发选择寄存器，可以灵活的配置触发源，一个外设可以有4个触发输入，这4个触发输入的触发源可以从TRISEL灵活选择

运算加速器

前面文章有介绍过GD32H7的应用方向，包括数字信号处理，数字电源，伺服，AI计算，储能等，对安全，运算会有要求，GD32H7内置了不同的加速单元如下，基于名字应该比较好理解，不赘述

CAU，Cryptographic Acceleration Unit，密码加速器

HAU，Hash Acceleration Unit，哈希加速器

TMU，Trigonometric Math Unit，三角函数加速器

FAC，Filter arithmetic accelerator，滤波算法加速器

OSPI

OSPI是一种专用于和外部存储器通信的接口，支持单线，双线，四线和八线SPI存储器 （PSRAMS, NAND, NOR flash等），这里的线数，是数据线的数目，下图中的OSPIM_Px_IO[7:0]

GD32H7支持两个OSPI单元，并配置了一个OSPIM用于IO的配置；

至于为什么要OSPI，主要是MCU内部的存储，包括Flash/RAM空间有限，有时候需要更多的程序或者数据空间，就需要外扩；GD的很多MCU内部的Flash都是XIP的(eXecute In Place)， 只不过以前的可能是SPI或者QSPI，没有OSPI的速率高；

HPDF，高性能数字滤波器

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。

这是典型的工业用的电流采样方式；STM32H7里面是DFSDM；

CPDM，时钟相位延时模块

Clock phase delay module，支持输入时钟的频率范围：25MHz ~ 208MHz，支持多达12个输出时钟相位选择。

这个单元主要用来给SDMMC或者SPI (Quad SPI，Octa SPI)提供时钟；

RSPDIF，索尼飞利浦数字接收接口

音频接口，GD32H7的一个应用方向是语音AI；除了RSPDIF，GD32H7还有SAI （Serial Audio Interface）

LPDTS，低功耗数字温度传感器接口

温度传感器应该都很熟悉，GD32H7内置的温度传感器，将温度值转换成方波输出，温度通过方波的频率可以得到；

个人理解，这个是为了配合外部的监控芯片/FPGA的？

EDOUT，编码器分频输出控制器

编码器分频输出控制器（EDOUT）用于把从编码器获取到的位置信息，以A相、B相和Z相脉冲 的方式输出

RTDEC，实时解密单元

根据读取请求地址信息，RTDEC（实时解密）模块可以对Arm® AXI或AHB总线数据进行实时 解密。

RTDEC的最初目的是保护存储在外部SPI NOR Flash设备中的只读固件的机密性。RTDEC在OSPI存储器读操作期间进行实时解密。

这主要是防止读出固件，抄袭产品；终端客户可以在外部的Flash里面烧录加密的固件，同时解密密钥存放在EFuse里面，这样每台机器的密钥可以不一样，即使代码读出来了，也无法运行

HWSEM，hardware semaphore，硬件信号量

硬件信号量（HWSEM）模块提供了一种非阻塞机制来保证不同进程之间的同步。HWSEM以 原子方式实现了32个信号量，支持信号量的写锁定与读锁定，支持只有当总线主控ID和进程ID 都与信号量锁信息相匹配时才解锁信号量。

这个功能，需要配合操作系统使用；