D. PETROVIĆ

1. oktobar 2023.

GigaDevice je kineska firma osnovana 2005. godine koja se u početku bazirala na NOR fleš memorijskim čipovima. U međuvremenu su počeli da proizvode mikrokontrolere bazirane na ARM arhitekturi (GD32) i RISC-V arhitekturi (GD32V). Mi ćemo se kroz ovaj tekst družiti sa GD32 i ARM Cortex mikrokontrolerima. GD32 se neretko nazivaju direktnim klonovima STM32 mikrokontrolera, pa je čak i sistem označavanja čipova sličan. Mi smo se sa RISC-V GigaDevice mikrokontrolerom već družili (SK 8/2020, i.sk.rs/28478) kada smo pisali o Longanu i Baji Patku, a sada otvaramo priču o ARM Cortex i GD32 čipovima. Naravno, i Arduinu.

GD32 je 32-bitna serija mikrokontrolera koja se zasniva na ARM Cortex M3, M4, M23, M33 i M7 jezgrima. U zavisnosti od jezgra su i tehničke karakteristike, radni takt, broj IO pinova i njegove mogućnosti, memorija i drugo. Cela linija mikrokontrolera je izdeljena u šest grupa: Basic, Mainstream, Value, Connectivity, Performance i Extend. Mnogi GD32 čipovi su izvod-na-izvod zamena za STM32 mikrokontrolere. GigaDevice za M3 dodaje „F” u oznaci iza „GD32”, za M4 „E”, „C” i „F”, za M23 su „L” i „E”, za M33 je to samo „E” i, na kraju, za M7 je dodatna oznaka „H”. Ovo su 3,3-voltni mikrokontroleri, te i na to treba obratiti pažnju.

Vredna i sposobna ekipa iz zajednice je zasukala rukave i omogućila direktnu podršku za ogroman broj GigaDevice mikrokontrolera, a paket podrške možete preuzeti ovde: i.sk.rs/359372. Treba znati da je sve još uvek u razvoju i, iako najveći deo toga radi, ipak postoje određene stvari koje ne rade, ili ne rade kako bismo želeli, ili pak kako smo navikli na Unu. Recimo, neki TSSOP20 čipovi imaju na istim izvodima UART i I2C, te je malo nezgodno pisati po OLED ekranu, dok u isto vreme treba da se koriste te iste linije da bi se korisnički program uopšte spustio na mikrokontroler. Uglavnom su to problemi koje ne treba ni očekivati da se reše, ali postoje i drugi koje se rešavaju „u hodu”. Mi jesmo probali nekoliko mikrokontrolera iz GigaDevice kuhinje, i nismo imali nikakvih problema, ali u pitanju je podrška za veći broj njih, te vam savetujemo da, ako se odlučite za neki GD32, prvo krenite sa testiranjem.

Osnovna šema za bilo koji GD32 sastoji se iz kristala od osam megaherca uparenih sa dva kondenzatora od 30 pikofarada i jednim otpornikom od jednog megaoma. Za svaki od VDD mikrokontrolera je potrebno dodati rasparujuće kondenzatore od po 100 nanofarada. Da bi GD32 radio, potrebno je podići nRESET liniju na HIGH logičko stanje. Tu dodajemo i jedan taster na GND radi ponovnog pokretanja mikrokontrolera. BOOT0 liniju preko 100K otpornika možemo vezati na HIGH logičko stanje ako želimo da MCU prebacimo u BOOT režim, ili na LOW ako želimo da GD32 izvršava korisnički program. Na linije PA10 i PA9 možemo da dovedemo TX i RX bilo kog programatora kojeg imamo i sa BOOT0 na HIGH spustiti korisnički program. Ispod je osnovna šema za GD32F330F8P6, 32-bitni ARM Cortex M4 mikrokontroler sa radnim taktom na 84 megaherca, 64 kilobajta fleša, četiri kilobajta SRAM-a, po dva I2C, USART, i SPI interfejsa, 15 GPIO na kojima ima devet ADC kanala.

Da bi se isprogramirao ovaj konkretan mikrokontroler, potrebno ga je prebaciti u BOOT režim kako smo opisali. Nakon dodavanja paketa podrške u Arduino IDE, pod Board odabrati GD32F3x0 Generic series, i pod Board part number odabrati GD32F330F8 Generic. Ostaje još da odaberemo način spuštanja korisničkog programa što mogu biti gd32flash(Serial), GDlink(SWD), STLink(SWD), JLink(SWD), i dfu-util(DFU - STMDuino bootloader). Ako koristimo neki od UART programatora, biramo prvi opciju, COM port na koji se programator prijavio i idemo na Upload. Za tili čas GD32 je isprogramiran, te možemo BOOT0 da prebacimo na LOW logičko stanje da bi mikrokontrler nastavio svoj život. Probali smo veći broj primera podrške za ove ploče i nismo imali niti jedan problem.

Mi smo napravili nekoliko GD32 ploča koristeći Arduino Uno i MikroElektronikin Clicker formate radi testiranja. Šeme i tehničku dokumentaciju možete naći ovde: i.sk.rs/359374. Ploče koristimo za lična testiranja prilikom razrade projekata. A par projekata ćete imati prilike da vidite u narednom broju. Uvek je zgodno napraviti sopstvenu razvojnu ploču za mikrokontrolere za koje iste nije moguće nabaviti. Na taj način smo lišeni glavobolje na duže staze.

GigaDevice su mikrokontroleri koji su relativno dostupni i prilično povoljni. Već sada poseduju vrlo dobru dokumentaciju, ali i podršku u okviru našeg omiljenog razvojnog okruženja. Ekipa koja stoji iza GD32 Arduino projekta na GitHubu povremeno dodaje podršku za nove čipove, međutim, repozitorij nije verziran. Ako odete pod Boards u okviru Arduino IDE, gde već imate instalirane GD32 ploče, nećete dobiti opciju za nadogradnju jer imate aktuelnu verziju. Međutim, ta ista verzija je možda uveliko nadograđena. Jedino rešenje je da se skokne povremeno do GitHuba, te ako vidite da su dodate nove ploče, ili da su rađene ispravke, obrišete celu podršku za GD32 pa instalirate ponovo. Znamo sve, ne morate ništa da nam pričate.