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[導(dǎo)讀]“這個(gè)世界上本沒有節(jié)日,諧音梗多了,就有了節(jié)日?!薄斞笍?014年起,中國的互聯(lián)網(wǎng)圈把10月24日定為程序員節(jié),到今年2021年已經(jīng)是第1000個(gè)程序員節(jié)了。祝各位開發(fā)者節(jié)日快樂!程序員節(jié)雖然搞嵌入式開發(fā)的也能算半個(gè)碼農(nóng),但是,啥時(shí)候能有真正屬于咱電子人的節(jié)日?可能有些讀者朋...

“這個(gè)世界上本沒有節(jié)日,諧音梗多了,就有了節(jié)日?!薄斞?/p>
從2014年起,中國的互聯(lián)網(wǎng)圈把10月24日定為程序員節(jié),到今年2021年已經(jīng)是第1000個(gè)程序員節(jié)了。祝各位開發(fā)者節(jié)日快樂!

程序員節(jié)
雖然搞嵌入式開發(fā)的也能算半個(gè)碼農(nóng),但是,啥時(shí)候能有真正屬于咱電子人的節(jié)日?

可能有些讀者朋友注意到了,我好久沒有更新原創(chuàng)文章了!因?yàn)樽罱恢泵χ?span>換工作、租房子、搬家等一些瑣事,現(xiàn)在入職新公司有1個(gè)月的時(shí)間了,還在熟悉公司業(yè)務(wù)。其實(shí)這些都是借口,就是懶!哈哈!

很長(zhǎng)時(shí)間沒發(fā)過板卡評(píng)測(cè)的文章了,今天我們來評(píng)測(cè)沁恒的一款RISC-V開發(fā)板

提到沁恒這個(gè)名字,可能有些朋友感到陌生,但是有一款芯片你肯定知道,那就是CH340——一款USB-TTL串口的轉(zhuǎn)換芯片。

記得我大學(xué)期間,第一次接觸的單片機(jī)是51系列,如STC89C51,它的下載方式是通過串口下載,所使用的的模塊就是基于CH340,后來接觸到STM32,也可以通過它進(jìn)行串口下載,或者通過串口輸出調(diào)試信息。而CH340的廠家,就是WCH沁恒微電子

沁恒微電子
今天我們要評(píng)測(cè)的是沁恒新出的RISC-V開發(fā)板——CH32V103R8T6-EVT-R1評(píng)估板。

它長(zhǎng)這樣↓↓↓

沁恒RISC-V開發(fā)板
是不是很熟悉,其實(shí)也可以稱之為CH32V103R_NUCLEO。

. 關(guān)于RISC-V

CH32V103是一款RISC-V內(nèi)核芯片,在進(jìn)行評(píng)測(cè)之前我們有必要了解一下RISC-V架構(gòu)。

記得第一次認(rèn)識(shí)RISC-V,是2019年4月參加在北航舉辦的RISC-V技術(shù)沙龍,也是我第一次參加線下的技術(shù)交流活動(dòng),第一次了解這個(gè)和ARM、x86完全不同的另一種全新的架構(gòu):RISC-V,當(dāng)時(shí)國產(chǎn)的RISC-V內(nèi)核芯片還寥寥無幾,短短兩年時(shí)間,很多國產(chǎn)RISC-V內(nèi)核芯片量產(chǎn):兆易GD32V、沁恒CH32V、樂鑫ESP32-C3、全志D1、阿里平頭哥等等。

關(guān)于RISC-V更多的介紹,可以查看之前發(fā)的幾篇關(guān)于RISC-V的文章:

  • RISC-V當(dāng)真是中國處理器產(chǎn)業(yè)的最后一次機(jī)會(huì)?

  • 兆易半導(dǎo)體RISC-V內(nèi)核MCU上線,MCU架構(gòu)真要三分天下?

  • 《手把手教你設(shè)計(jì)CPU——RISC-V處理器》讀書筆記

  • 阿里平頭哥首次交貨——玄鐵910是個(gè)啥?是芯片嗎?

  • NXP恩智浦VEGA織女星開發(fā)板免費(fèi)申請(qǐng)!

其實(shí)RISC-V從2019年開始,才算是真正進(jìn)入主流市場(chǎng),政策的支持、半導(dǎo)體公司的崛起,很多公司都想在RISC-V新賽道有一番作為,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),中國目前有300家以上的公司在參與RISC-V相關(guān)軟硬件開發(fā)。

. 板載硬件資源

熟悉了RISC-V架構(gòu),我們來看看板子都有哪些資源吧!

  • 主控:RISC-V內(nèi)核MCU—CH32V103R8T6,LQFP64M封裝

  • 調(diào)試器:板載WCH-Link調(diào)試器,集成CDC串口功能,基于沁恒8051內(nèi)核MCU CH549G實(shí)現(xiàn),Type C接口,預(yù)留WCH-Link調(diào)試跳線,可以自由選擇是否使用板載調(diào)試器

  • 按鍵:兩路輕觸按鍵,一個(gè)復(fù)位,一個(gè)用戶可編程

  • LED:6路,3路用于調(diào)試器指示狀態(tài),2路用戶LED,1路電源指示

  • 開關(guān):核心板電源開關(guān),當(dāng)需要重啟時(shí),不需要插拔USB口

  • GPIO:預(yù)留Arduino UNO接口,可以直接連接Arduino外設(shè)模塊,GPIO通過2.54mm間距排針引出,包括BOOT選擇。

  • USB:1路USB2.0通過Type C和USB母座引出,可以用于來連接U盤、鍵鼠等USB設(shè)備。

板載資源

. CH32V103R8T6資源

CH32V103是沁恒RISC-V內(nèi)核MCU系列中的32位通用MCU產(chǎn)品,采用自研RISC-V3A處理器,最高80MHz主頻。

芯片內(nèi)部框圖

CH32V103芯片框圖
  • RISC-V內(nèi)核32位通用MCU,基于RISC-V3A處理器,最高80MHz系統(tǒng)主頻。

  • 20KB SRAM、64KB Flash、51個(gè)用戶GPIO

  • 2.7-5.5v寬供電范圍,-40~85℃工業(yè)級(jí)溫度范圍

  • 16路ADC/觸摸按鍵通道

  • 7個(gè)定時(shí)器:3個(gè)通用、1個(gè)高級(jí)、2個(gè)看門狗、1個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘

  • 2路SPI、2路I2C、3路USART,1路USB 2.0,支持主機(jī)/設(shè)備模式

根據(jù)不同的存儲(chǔ)、RAM、外設(shè)資源,目前主要有4個(gè)型號(hào)

CH32V103系列

. 板卡細(xì)節(jié)

主控芯片,CH32V103R8T6

主控芯片CH32V103
板載WCH-Link調(diào)試器,而且集成了CDC串口功能,基于CH549G方案,目前常用的數(shù)據(jù)線通常是TypeC接口,所以這款板卡也采用的TypeC接口。

調(diào)試器芯片CH549
EPSON 晶振,8M和32.768k。

板載晶振
撥動(dòng)電源開關(guān),只用于核心板電源控制,調(diào)試器電源不會(huì)被斷開。

撥動(dòng)開關(guān)
USB 2.0接口,芯片只有1路USB2.0,板卡提供了Type C和USB母座兩種接口形式,可以做一些USB相關(guān)的應(yīng)用,比如外接U盤、鼠標(biāo)或鍵盤等。

USB_2.0接口
USB連接器為富士康品牌

富士康USB座
兩路按鍵,1個(gè)復(fù)位,1個(gè)用戶可編程。

兩路按鍵

. 配套軟硬件文檔

對(duì)于MCU開發(fā),除了開發(fā)環(huán)境外,比較重要的有4個(gè)文檔:數(shù)據(jù)手冊(cè)、參考手冊(cè)、固件庫、使用例程

除了以上文檔之外,沁恒還提供有評(píng)估板說明書、原理圖、芯片SCH/PCB封裝等。

目前,半導(dǎo)體廠商的集成開發(fā)環(huán)境主要可分為2類。

  • 通用平臺(tái)

這類平臺(tái),廠家只需要提供器件支持包就可以使用,功能簡(jiǎn)潔,集成代碼編輯、下載、調(diào)試功能,可以方便在不同芯片平臺(tái)間切換,但是代碼編輯功能實(shí)在有限,而且需要License授權(quán)費(fèi)。如Keil MDK、IAR等。

  • 定制平臺(tái)

通常是廠家基于Eclipse平臺(tái)深度定制,功能強(qiáng)大、界面美觀、操作簡(jiǎn)單,配合ARM交叉編譯工具鏈,可以完成程序的下載、調(diào)試等功能,而且還集成了串口終端。這類開發(fā)環(huán)境通常無授權(quán)費(fèi)用,對(duì)于用戶非常友好。如CH32V103開發(fā)環(huán)境MounRiver Studio,GD32V開發(fā)環(huán)境Nuclei Studio IDE,STM32 Cube IDE/True Studio,瑞薩e2 studio,NXP的MCUXpresso IDE,Microsemi的SoftConsole等,這些都是基于開源的Eclipse框架開發(fā)。其他還有RT-Thread Studio,卡姆派樂集成開發(fā)環(huán)境等等。

CH32V103使用MounRiver Studio(簡(jiǎn)稱MRS)開發(fā),基于Eclipse深度定制開發(fā),支持Keil工程一鍵導(dǎo)入、RISC-V/ARM跨內(nèi)核遷移,除了支持沁恒ARM和RISC-V內(nèi)核MCU開發(fā)外,還支持GD32VF103開發(fā)。

MRS開發(fā)環(huán)境
提供的例程涵蓋了所有的外設(shè)資源:

例程

. CH32V103工程創(chuàng)建

使用MRS創(chuàng)建示例工程非常簡(jiǎn)單,全程無需寫一行代碼,無論是裸機(jī)工程還是RTOS工程,軟件會(huì)自動(dòng)添加所需要的驅(qū)動(dòng)庫和示例代碼,而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了延時(shí)函數(shù)和UART printf支持。

在使用MRS新建RTOS工程時(shí),支持創(chuàng)建基于3種常見RTOS的工程模板,分別是FreeRTOS、RT-Thread和Harmony LiteOS-M,當(dāng)創(chuàng)建完成之后,你就獲得了一個(gè)基于RTOS的工程模板,無需任何修改,直接編譯下載,就可以運(yùn)行,非常方便。

支持RTOS工程創(chuàng)建
從驅(qū)動(dòng)庫函數(shù)來看,大部分函數(shù)名和STM32一樣,對(duì)于STM32的用戶遷移到CH32V103平臺(tái)非常方便,整體代碼不需要做太多的修改。

部分外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫函數(shù):

void?GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef*?GPIOx);
void?GPIO_AFIODeInit(void);
void?GPIO_Init(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?GPIO_InitTypeDef*?GPIO_InitStruct);
void?GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef*?GPIO_InitStruct);
uint8_t?GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?GPIO_Pin);
uint16_t?GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef*?GPIOx);
uint8_t?GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?GPIO_Pin);
uint16_t?GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef*?GPIOx);
void?GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?GPIO_Pin);
void?GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?GPIO_Pin);
void?GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?GPIO_Pin,?BitAction?BitVal);
void?GPIO_Write(GPIO_TypeDef*?GPIOx,?uint16_t?PortVal);

. 沁恒RISC-V產(chǎn)品線

可能有些開發(fā)者以為沁恒只有USB、以太網(wǎng)、PCI等這些專用的接口轉(zhuǎn)換芯片,其實(shí)沁恒還有很多通用MCU產(chǎn)品,包括E8051內(nèi)核、ARM Cortex-M0/M3內(nèi)核,RISC-V內(nèi)核的MCU產(chǎn)品等等。

沁恒通用MCU產(chǎn)品
其中RISC-V內(nèi)核產(chǎn)品是近兩年才推出,主要有3個(gè)系列:低功耗藍(lán)牙、32位通用和超高速接口。

  • 集成低功耗藍(lán)牙MCU:CH573/583系列,BLE 5.1,最低睡眠電流0.2uA,USB 2.0等

  • 32位通用MCU:CH32V10x/20x/30x,最高144MHz主頻,ADC/DAC/SPI/I2C/UART外設(shè),USB2.0等

  • 超高速接口MCU:CH569/5,千兆以太網(wǎng)、3.8G高速接口口,USB3.0 OTG

RISC-V產(chǎn)品

. 資料下載

CH32V103配套的軟硬件資料還是非常齊全的,主要包括中文數(shù)據(jù)手冊(cè)、參考手冊(cè)、評(píng)估板原理圖和說明書、外設(shè)使用例程、開發(fā)環(huán)境等等。

資料包
MRS集成開發(fā)環(huán)境V151安裝包:

http://file.mounriver.com/upgrade/MounRiver_Studio_Setup_V151.zip

MRS集成開發(fā)環(huán)境V151補(bǔ)丁包:

http://file.mounriver.com/upgrade/MounRiver_Update_V151.zip

以上資料包可以到官方網(wǎng)站下載:

http://www.wch.cn/products/CH32V103.html

或者關(guān)注公眾號(hào),后臺(tái)回復(fù):211023,獲取資料打包下載鏈接。

. 總結(jié)

很明顯,無論是硬件配置還是開發(fā)方式,CH32V103對(duì)標(biāo)的是STM32F103,對(duì)于想更換MCU平臺(tái)的用戶可以非常快速的完成遷移。對(duì)于早期使用沁恒ARM內(nèi)核的用戶,遷移到RISC-V內(nèi)核也非常方便,因?yàn)閮烧叱藘?nèi)核不同,資源配置,外設(shè)操作這些應(yīng)用層面的幾乎一致。

最近兩年,受益于國家的投入與政策的支持,疊加全球“芯片荒”,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展“黃金期”,國產(chǎn)RISC-V芯片也如雨后春筍般涌現(xiàn)。國產(chǎn)芯片的發(fā)展,強(qiáng)大的生態(tài)是關(guān)鍵,文檔手冊(cè)、開發(fā)板、固件庫,交流社區(qū),技術(shù)支持,創(chuàng)意競(jìng)賽,大學(xué)計(jì)劃等等。

我想經(jīng)歷過美國技術(shù)卡脖子、芯片缺芯之后,更多的用戶會(huì)選擇國產(chǎn)芯片來替代進(jìn)口芯片,這對(duì)國產(chǎn)芯片是很有利的,但也不能盲目樂觀,由于芯片研發(fā)技術(shù)門檻高、資金大、周期長(zhǎng),爆雷事件也偶有傳出。未來一段時(shí)間,腳踏實(shí)地才能保證確保我國集成電路產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

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