【兆易创新】创新设计提供出色能效，GD32 MCU瞄准低功耗应用场景

随着5G、人工智能、物联网等新兴技术和传统行业快速融合，设计人员为满足智能化的市场需求，集成各种功能器件到产品中，对能效管理和电池续航提出了极大的挑战。

作为MCU领域的一个细分市场，低功耗MCU是当前全球各大MCU厂商主攻的方向之一，产品主要面向电池供电和能量采集等相关应用。随着制造工艺的精进，以及终端应用对运算性能的要求不断提高，基于Arm内核的32位低功耗MCU是绝对的市场主流，这些内核包括Arm Cortex-M0/M0+、Arm Cortex-M3、Arm Cortex-M4、Arm Cortex-M23以及Arm Cortex-M33，40nm为业界领先的工艺水平。

和其他类型的MCU市场类似，海外厂商如瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、意法半导体、微芯科技和德州仪器等，占据着低功耗MCU较大市场份额。不过，包括兆易创新、华大半导体和中科芯蕊等在内的中国MCU厂商正飞速崛起，同比增幅远超全球平均水平。特别值得一提的是，兆易创新已于行业首家推出了采用最新Arm Cortex-M23内核、更先进架构、更优能效水平、更具性价比的低功耗MCU产品系列。

微控制器（MCU）是终端产品中的核心控制元件，在方案开发和器件选型的过程中，MCU功耗水平是一项重要的衡量指标。

为帮助用户打造高效节能的终端产品，作为中国通用MCU领域的领跑者，兆易创新GD32 MCU家族再添新成员——GD32L233系列主流型低功耗MCU。

● 通过采用业界领先的超低功耗制造工艺以及专门优化的低功耗模拟IP集成，兆易创新为能效敏感的行业用户提供了更多开发选择。

在多领域、多场景高效节能需求的带动下，全球低功耗MCU市场迎来重大发展机遇。根据知名市场研究机构MarketsandMarkets的调查报告，全球低功耗MCU市场在2022年-2027年间预计将以10.3％的复合年增长率增长，2027年市场规模将达到79亿美元。

GD32L233系列低功耗MCU的出现，让用户在性能和功耗之间有了更好的平衡，并通过丰富的外设资源和多样化的封装类型，使得产品创新不必再有妥协。

基于业界领先的超低功耗工艺制程，以及专门优化的低功耗设计方案，GD32L233系列MCU的低功耗特性贯穿整个产品生命周期。

在产品设计环节的模拟电路部分，为确保GD32L233系列MCU在实际应用场景中具有出色的能效表现，实现在低功耗下运行的功能和外设，兆易创新研发工程师专门设计并优化了GD32L233系列MCU产品内部集成的模拟IP。

在产品设计环节的数字电路部分，通过采用包括多电压域设计在内的多种低功耗数字设计理念，GD32L233系列MCU进一步降低了芯片内闲置模块所带来的能量流失，进而帮助用户在产品端拥有优异的功耗表现。

在产品内核选择上，GD32L233系列MCU继续延用GD32家族行业领先的64MHz  Cortex-M23处理器内核，采用全新ARMv8体系架构，配备独立乘法器和除法器，拥有高度优化的低功耗模式和系统部件，更加适合高效节能的嵌入式应用。

这些针对低功耗所做的指向性设计，最终都通过业界领先的40nm超低功耗(ULP)制造技术呈现出来，并凭制造工艺本身在漏电流方面的优化，让GD32L233系列MCU在低功耗性能方面更出色。

依托全新的制程和创新的理念，GD32L233系列MCU能够满足嵌入式应用场景中对电源/性能严苛的要求，在工作模式功耗、睡眠模式功耗、待机功耗和睡眠唤醒时间四大维度达到行业领先水平。具体表现如下：

• 最高主频(64MHz)全速工作模式下的功耗仅为66uA/MHz；

• 深度睡眠(Deep-sleep)电流低至2uA；

• 待机(Standby)电流最低只有0.4uA；

• 唤醒时间低于10uS。

在1.7-3.6V芯片供电电压下，GD32L233系列MCU能够延长终端设备的电池使用寿命，进而降低系统的维护成本。同时，为了适应更复杂灵活的唤醒场景，GD32L233系列MCU支持多个唤醒源，包括Low power Timer、Low power UART、RTC、LCD以及标准I2C、USART等。

作为主流型的低功耗MCU系列，GD32L233除了提供全面优化、行业领先的低功耗性能，其他参数性能方面同样出色。在MCU闪存和缓存配置上，集成了64KB-256KB的嵌入式eFlash和16KB-32KB的SRAM。

I/O和外设资源是GD32L233系列MCU又一大产品亮点，其GPIO复用率高达93%，可以更充分地利用有限的I/O资源，使得产品功能的丰富程度远超同封装类型的MCU竞品。

GD32L233还配备4个通用16位定时器、2个基本定时器和1个32位低功耗定时器，以及包括2个USART、2个UART、1个低功耗LPUART、3个I2C、2个SPI、1个I2S和1个USB 2.0 FS控制器在内的丰富的通信接口。此外，在模拟外设上，集成了1个12位采样率1M SPS的ADC、1个12位DAC和2个比较器、还可以直接驱动段码LCD显示并提供8*28段和4*32段两种格式。

为了保障如此丰富的I/O和外设资源都能够高效运行，全新的多通道DMA（直接存储器访问）选择器模块（DMAMUX）的引入让GD32L233系列MCU能够灵活协调外设和DMA之间的路由，让几乎所有外设功能都可以和存储器之间进行高速数据传输。

GD32L233系列MCU产品组合和性能参数

兆易创新GD32L233系列MCU藉由业界领先的超低功耗工艺制程，以行业领先的Arm Cortex-M23 32位处理器内核，搭配专门优化的低功耗IP，超高的GPIO复用率更让新产品领跑行业。令众多对能效敏感的典型嵌入式应用能够真正地做到高效节能、持久续航，典型应用场景如工业表计、小型消费电子设备、便携式医疗设备、电池管理系统、数据采集与传输等。

从产业发展情况来看，工业表计和数据采集与传输等领域都具备规模巨大且高速增长的特点。以工业表计市场为例，根据知名市场调研机构ReportLinker的统计数据，在全球工业表计市场，仅智能电磁流量计2020年的市场规模就达到1387亿美元，2025年将达到2360亿美元，年复合增长率达11.2%。

在相关设备的设计方面，低功耗特性是MCU能够应用于这些领域的“敲门砖”。通过集成全新设计的电源管理单元，兆易创新GD32L233系列MCU提供包括部分睡眠、深度睡眠和按键唤醒等在内的多达六种低功耗模式，让设计人员无需为产品续航分心。

在相关设备的应用方面，频繁唤醒和休眠是工业表计和数据采集与传输等应用领域的典型特征，如果MCU器件能够帮助设备更好地契合这种状态规律，设备的续航时间将更为长久。为帮助用户解决这一设计挑战，GD32L233系列MCU不仅拥有多个唤醒源，且唤醒时间低于10uS，保证设备能够在运转和休眠状态间自如的切换。

此外，为了方便人们从工业表计和数据采集与传输等设备上获取测量数据，人机界面（HMI）成为系统和用户之间重要的交互媒介。GD32L233系列MCU支持段码LCD显示，并提供8*28段和4*32段两种格式。通过对这种广泛存在、简单易用、小巧省电的显示方式的支持，增加新系列MCU的适用范围，并加快相关设备的设计开发。

随着万物互联的时代来临，智能家居产品的种类和出货量呈现井喷式的增长。其中，智能门锁作为代表性产品已被长租公寓、酒店地产、年轻消费者等群体所广泛地接受和采用。随着智能家居产业的不断渗透，智能门锁将持续成为市场的主要需求之一。

目前，智能门锁的销售单价从几百元到几千元不等，伴随着更多厂家涌入这个赛道，这一类设备的产品开发对器件的功耗、尺寸和集成度有着高要求。兆易创新GD32L233系列MCU的待机电流可低至0.4uA，丰富的标准和高级通信接口，以及高达93%的GPIO复用率，特别适用于智能门锁主板上的主控MCU。

此外，兆易创新还提出了智能门锁打包解决方案，包含3颗MCU、1颗指纹sensor以及1颗Flash。其中门锁主板使用GD32L233系列低功耗MCU，无线通讯模组使用GD32W515系列Wi-Fi MCU，而指纹模组则集成了GD32FFPR系列专用MCU和GSL指纹传感器，可帮助客户快速完成产品开发。凭借着兆易创新不断强化的成本优势，智能门锁方案的总拥有成本将从中受益，进而推出更具性价比的多合一开锁产品，让设备受到更多消费者的欢迎。

在电池管理系统（BMS）中的应用体现出GD32L233系列MCU在提高电池利用率和电压异常保护方面的出色能力。电池管理系统又被称为“电池管家”，负责监控电池的状态，管理和均衡各个电池单元，在通信网络、物流冷链、新能源领域有广泛应用。

根据Allied Market Research发布的分析报告，2019年全球电池管理系统市场规模为58.1亿美元，2020年至2027年将以20.2％的复合年增长率快速增长，在2027年达到248.3亿美元的市场规模。

为助力电池管理系统的快速发展，兆易创新GD32L233系列MCU集成多项创新功能，包括全功能日历型RTC、可编程电压监测器(PVD)和可编程欠压复位保护(BOR)等。从而在BMS系统的电池控制模块(BCU)、电池电子模块(BEU)、漏电检测模块(LDU)三大主要功能模块中发挥重要作用，时刻监控全系统和单模块的电池电量，并在电压异常时唤醒MCU，执行编程好的保护程序。

为了帮助广大开发者快速上手GD32L233系列MCU，与之配套的学习、开发工具也已经同步推出，其中入门级学习套件有GD32L233C-START和GD32L233K-START，全功能评估板为GD32L233R-EVAL。兆易创新GD32L233系列MCU及配套工具均已量产出货。

毫无疑问，凭借均衡出色的低功耗表现以及丰富的I/O和外设资源，GD32L233系列MCU能够让众多嵌入式应用领域获益，基于新系列MCU的设备在性能、功耗和成本方面都将极具优势。

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