簡介

業(yè)界領先的半導體器件供應商兆易創(chuàng)新GigaDevice正式推出新一代GD32H7系列超高性能MCU，包含GD32H789/779系列超高性能通用MCU，以及集成EtherCAT從站控制器GD32H78E/77E超高實時性系列MCU，該系列產(chǎn)品基于Arm Cortex-M7內(nèi)核，主頻高達750MHz，配備高速大容量內(nèi)存架構(gòu)及640KB可與CPU同頻運行緊耦合內(nèi)存（TCM），實現(xiàn)了高性能、低動態(tài)功耗與高速通信的有機統(tǒng)一。該系列微控制器可適用伺服控制、變頻驅(qū)動、數(shù)字電源、便攜電子產(chǎn)品，智能家居以及消防等領域，樹立性能新標桿，為下一代智能裝備的升級奠定核心硬件基礎。

性能鐵三角：750MHz內(nèi)核、高速存儲與零等待訪問

GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU均基于性能強悍的Cortex?-M7內(nèi)核，主頻高達750MHz。該系列芯片擁有超高存儲配置，最高可支持2MB Execution Flash與8MB Storage Flash，并搭載1.2MB的SRAM，更特別配備高達640KB大容量緊耦合內(nèi)存（TCM），實現(xiàn)CPU同頻運行，指令與數(shù)據(jù)的零等待執(zhí)行。無論是高實時任務、復雜算法還是密集型數(shù)據(jù)處理，這一革新架構(gòu)可讓算力持續(xù)釋放，系統(tǒng)響應更快、執(zhí)行更穩(wěn)。

靈活存儲與強大擴展接口

該系列MCU在外部存儲與擴展連接方面展現(xiàn)出高度靈活性，配備2個OSPI接口支持高達200MHz時鐘頻率與雙倍數(shù)據(jù)速率（DTR）模式，可高效直連PSRAM、HyperRAM、NAND Flash及NOR Flash等多種外部存儲器，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。

同時，GD32H78E/77E、GD32H789/779系列微控制器均集成16/32位EXMC模塊，進一步擴展了連接能力，可支持直接對接外部SDRAM與FPGA，不僅大幅提升了系統(tǒng)內(nèi)存容量與數(shù)據(jù)處理帶寬，也為復雜系統(tǒng)集成與定制化硬件協(xié)同提供了便捷可靠的橋梁。

GD32H78E/77E系列MCU，運動控制核心芯片

GD32H78E/77E芯片框圖

GD32H78E/77E系列芯片集成了EtherCAT從站控制器，其DC同步周期精度提升至62.5微秒，達到業(yè)界先進水平。該設計不僅支持復雜的多軸聯(lián)動與高動態(tài)響應控制，更能滿足工業(yè)自動化、機器人、數(shù)控機床等領域?qū)r序一致性的嚴苛要求，助力實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能的提升。

GD32H78E/77E系列芯片還配備了全面的高性能編碼器接口，可原生支持多摩川（Tamagawa）T-format、HIPERFACE DSL、EnDat 2.2、BiSS-C及尼康（Nikon）A-format等主流工業(yè)編碼器協(xié)議與旋轉(zhuǎn)變壓器（R/D Converter），同時其通信接口具備CBC保護機制。結(jié)合其強大算力內(nèi)核，GD32H78E/77E系列MCU可直接適配各類高端伺服電機與精密位置傳感器，為伺服驅(qū)動器、機器人關節(jié)控制器及數(shù)控系統(tǒng)提供了高度集成的一站式解決方案。

GD32H789/779系列MCU，高性能通用芯片

GD32H789/779芯片框圖

GD32H789/779系列芯片不僅為復雜應用構(gòu)建了全功能的通信與交互樞紐，更在模擬性能上實現(xiàn)突破。其內(nèi)置的14-bit ADC憑借出色的設計，實現(xiàn)了優(yōu)異的有效位數(shù)表現(xiàn)，同時集成的高性能數(shù)字濾波器模塊(HPDF)，能直接處理外接高精度Sigma-Delta ADC，形成了從芯片內(nèi)置到外接擴展的完整高精度解決方案。該系列產(chǎn)品核心外設資源包括：

• 先進多媒體：圖形處理加速器、TFT-LCD接口、數(shù)字攝像頭接口

• 高速有線通信：8xU(S)ART、4xI2C、6xSPI、4xI2S

• 先進網(wǎng)絡與總線：2x10/100Mbps Ethernet、3xCAN-FD

• 高性能模擬系統(tǒng)：2x14-bit ADC（具有優(yōu)異有效位)、1x12-bit ADC、2CHsx12-bit DAC、2xCOMP、1xHPDF(可外接高精度Σ-Δ ADC)

• 高速數(shù)據(jù)接口：1xUSB HS OTG（內(nèi)置PHY）、1xUSB FS（內(nèi)置PHY）、2xSDIO

全方位構(gòu)建安全屏障

兆易創(chuàng)新GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU構(gòu)建了從硬件到軟件的全棧安全體系，系統(tǒng)性地實現(xiàn)了安全啟動、安全調(diào)試、代碼保護與安全升級等核心功能。該體系不僅提供基于安全啟動與安全更新（SBSFU）的軟件平臺，更依托用戶安全存儲區(qū)等硬件機制，實現(xiàn)對代碼與數(shù)據(jù)的多級防護，確保固件升級、完整性校驗、真實性驗證及防回滾檢查全程可靠。

在硬件加密層面，芯片內(nèi)置的CAU模塊支持DES、TDES及AES算法，并具備高效的DMA傳輸能力。HAU模塊則支持SHA-1、SHA-224、SHA-256、MD5及HMAC等多種哈希算法，保障數(shù)據(jù)完整性與身份認證安全。此外，該系列芯片還提供EFUSE用于安全存儲系統(tǒng)關鍵參數(shù)，并集成TRNG真隨機數(shù)發(fā)生器，可生成高質(zhì)量的32位隨機數(shù)。

該系列MCU集成了全面且高等級的安全功能，MCU STL獲得德國萊茵TüV IEC 61508 SC3（SIL 2/SIL 3）功能安全認證，全面支持 IEC 60730 Class B等各行業(yè)安全標準，并助力客戶產(chǎn)品從容符合歐盟《網(wǎng)絡彈性法案》（CRA）等法規(guī)，提升市場準入效率。

封裝信息與產(chǎn)品獲取

GD32H78E/77E與GD32H789/779系列芯片提供BGA176/100、LQFP176/144/100等5種封裝類型，能夠全面滿足客戶在不同設備設計中的多樣化需求。

GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU處于市場導入初期，樣品及技術資源，可通過兆易創(chuàng)新官網(wǎng)聯(lián)系銷售網(wǎng)點申請，該系列將于2026年6月正式進入量產(chǎn)階段。

GD32 MCU硬件Layout設計參考

設計端電磁干擾防護設計

在系統(tǒng)設計時，開發(fā)人員需要考慮到系統(tǒng)哪些位置容易引入靜電等電磁干擾，靜電等電磁干擾可能會從哪些位置直接或者間接影響相關IC的引腳。如圖所示，通常PCB板和板之間的連接位置，CAN通訊端口、USB端口、復位引腳引出端口等均可能會引入靜電等電磁干擾，若是設計時對這些位置預留相關的ESD防護器件，可以有效的節(jié)省開發(fā)時效和增加系統(tǒng)板對ESD的魯棒性。

靜電等電磁干擾耦合路徑

在系統(tǒng)設計中時，像CAN通訊端口和USB端口等都能考慮到會有靜電等電磁干擾的影響。但是有些如LCD液晶顯示屏的驅(qū)動引腳、Reset復位引腳或者EN使能引腳和LED流水燈的驅(qū)動控制引腳等也比較容易引入靜電等電磁干擾，也需要進行電磁干擾防護設計。因為作為這些功能的引腳由于走線比較密集或走線較長，甚至通過排線在板子上引出，比較容易互相之間形成串擾或接收空間輻射進來的靜電等電磁干擾。如圖所示，像作為顯示器驅(qū)動的引腳等類似走線密集和較長的引腳可以考慮在其走線設計上預留有RC濾波、TVS等具有ESD防護功能的相關設計。

Display 防護電路

PCB Layout 端電磁干擾防護設計

MCU的每個電源引腳都應該放置至少一個去耦電容，一方面去耦電容可以穩(wěn)定MCU的電源電壓，即時供應電源電流，保證電源完整性，減小寄生阻抗；另一方面也可以提高信號完整性，抑制電磁噪聲。去耦電容可以抑制 MCU 附近電源和 GND 的噪聲產(chǎn)生的高頻電流，同時去耦電容也可以抑制MCU內(nèi)部因為CMOS開關器件等產(chǎn)生的高頻電流，防止噪聲沿電源線傳到更遠的地方。經(jīng)過去耦電容的電流環(huán)路越小，產(chǎn)生的噪聲量就越小，信號質(zhì)量也會得到改善。因此，去耦電容應盡量靠近IC放置。

好的MCU電源去耦電容組合和Layout設計不僅可以增強MCU的信號質(zhì)量，也可以保證其對外界干擾的抵抗能力。去耦電容的注意事項如下所示。

• 推薦去耦電容組合。如圖所示，建議在 GD MCU 的 VDD / VBAT電源域每個引腳上面并4.7uF+N*100nF，VDDA電源域每個引腳并1uF+10nF；

• 去耦電容擺放應該離MCU越近越好，保證阻抗最低和環(huán)路最小的電流回流路徑。當有多個去耦電容時，容值越小的電容離MCU越近，通常10nF最靠近MCU引腳，其次為100nF，4.7uF最靠外；

• 保證電源電流先流向電容，然后再流向MCU。如果電源引腳和GND引腳的相聚較遠，建議將電容擺放在靠近GND引腳位置，因為信號一般是以GND作為參考；

• 每個電容都應該有各自的過孔，嚴禁多個電容共用一個過孔。去耦電容與MCU引腳之間的走線應盡可能寬且短，以降低去耦電容與MCU電源引腳之間的阻抗。電源網(wǎng)絡與去耦電容之間的走線應盡量窄和長，抑或使用VIA隔開，以提供高阻抗應對潛在的電源噪聲和紋波。