兆易创新:网络摄像头方案探索

Release time:2025-02-27
author:AMEYA360
source:兆易创新
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  摄像头行业发展与产品创新

  根据Omdia估计,2023年全球安防摄像头市场(高清模拟摄像头、网络摄像头、防爆摄像头和热成像摄像头)总体发货量约为1.9亿台,预计到2028年,总体发货量将达到2.6亿台。2023年,中国的发货量占据了全球摄像头市场的近56%。随着市场的不断扩张,预计到2028年,中国市场的发货量将增长至约1.5亿台,年均复合增长率达到7.0%。

兆易创新:网络摄像头方案探索

       安全防范产品行业协会组织编制的《中国安防行业"十四五"发展规划(2021-2025年)》提示,"十三五"期间,据中安协初步统计:到2020年底我国安防企业达到3万余家,从业人员170多万人;2020年安防行业总产值约达到7950亿元,实现增加值约为2650亿元,"十三五"期间年均增长率达到了10%以上。在行业总产值中,视频监控约占55%。"十四五"期间安防市场年均增长率达到7%左右,2025年全行业市场总额达到1万亿元以上。

  我国安防摄像头的技术演进以及发展阶段:

  2019年以前,以“安全“为驱动力,在公共服务事业领域呈现指数级增长,但目前该领域市场渗透率趋近饱和。

  2019年之后,以“连接“和”计算“为驱动力,软件(算法和系统)结合硬件(芯片),从高清摄像头向智能摄像头升级,商用和家用产品市场份额持续攀升。

  网络摄像头(IP Camera,简称IPC)是将视频信号经过数字化处理后,通过网络进行传输,实现远程监控的设备。近年来,网络摄像头领域备受瞩目的几大核心功能趋势包括:

  1. AOV(Always on Video)

  采用基于超低功耗内存的快速启动待机技术,AOV成功实现了7×24小时不间断的全天候录像能力。这一技术有效弥补了传统低功耗IPC在PIR传感器未触发期间无法记录影像的缺陷,在保持极低能耗的同时,能够更接近常规电源设备的使用体验。

  2. 黑光

  基于高感光度图像传感器,结合AI-ISP成像体系,能够在低至0.0005 Lux(照度计量单位)的极端微弱光线环境中,依然保持图像的全彩显示,无需额外补光设备。从“星光”到“超星光”的跨越,再到如今“黑光”技术的问世,标志着在复杂光照条件下对图像解析力、质量和稳定性的不断追求和突破。

  3. 枪球一体

  枪型摄像头一般具有较为固定的视角范围,适合在一定区域范围内进行重点追踪监控;球型摄像头可以通过云台的旋转和移动来360°调整视角,监控范围更加广阔;而枪球一体联动双摄摄像头,顾名思义,是结合枪型摄像头和球型摄像头的优势特点,一台设备兼顾全景和细节。

  兆易创新IPC解决方案

  作为网络摄像头产业上游关键力量,芯片供应商在IPC解决方案中发挥了举足轻重的作用。其中,兆易创新在存储、MCU,以及模拟芯片有着多年深厚技术积淀,不仅满足了当前主流网络摄像头设备的功能性能,以及可靠性和安全性等方面的多维度需求,还为下一代产品创新提供坚实有力的支撑。

兆易创新:网络摄像头方案探索

  依据实际的监控场景,网络摄像头通常有四类供电方式:

  (1)电池供电

  该方式依赖内置的锂电池组提供电力,无需额外连接电源插座,常用于外部供电不便且功耗较低的摄像设备。

  (2)POE(Power Over Ethernet)供电

  通过一根以太网线就能同时完成数据传输和电力供应,安装简便,布线成本低,设备位置灵活,不受电源插座位置的限制。

  (3)电源适配器供电

  选用具有适合电压电流范围的AC/DC电源适配器进行独立供电,稳定性好,广泛适用于各类电源规格的设备。

  (4)太阳能设备供电

  通过太阳能板高效地将太阳能转化为电能,并借助最大功率点追踪(MPPT)技术提高太阳能电板的输出效率,随后将电能存储在电池中,以此为网络摄像头提供持久且稳定的电力供应,充分利用了可再生能源,减少了碳排放,适用于户外、野外等有线供电不便的区域场景。

  网络摄像头的电源树结构如图3所示,电池供电一般采用单节锂电池或者是双节锂电池,供电电压为4.2V或者8.4V,POE、电源适配器和太阳能设备供电的供电电压为12V,供电电流为2A/3A。首先通过一级升降压模块——GD30DC130X/135X系列DC-DC降压转换器,或GD30DC2301 DC-DC升压转换器,有效地将输入电压转换为3.3V、5V以及6至9V的多种稳定输出电压。随后,进一步经由二级降压单元处理,具体包括GD30DC110X系列DC-DC降压转换器以及GD30LD2010 LDO(低压差线性稳压器)芯片,以实现更为精细的电压调节,最终输出更低的电压等级,包括1.2V、1.5V和2.8V,以满足网络摄像头内部各组件的特定供电需求。

  GD30DC130X/ DC135X系列DC-DC高效同步降压转换器芯片

  ➤支持宽电压输入范围4.2-18V/25V,最低支持输出电压为0.6V

  ➤输出电流为1A/2A/3A

  ➤转换效率高达95%

  ➤支持FCCM 和Pulse-Skip Mode模式切换

  ➤支持过流、过压、过温和Hic-cup短路保护

  ➤采用恒定接通时间(COT)架构,实现高压降压应用中的快速瞬态响应

  GD30DC110X系列DC-DC高效同步降压转换器芯片

  ➤支持输入电压范围2.5-6V,输出电压为0.6V-Vin

  ➤输出电流为1A/1.2A/2A

  ➤转换效率高达95%

  ➤最高开关频率达到1.5MHz,duty cycle 可达100%

  ➤支持FCCM 和Pulse-Skip Mode 模式切换

  ➤支持过流、过压、过温和Hic-cup短路保护

  GD30DC2301 DC-DC高频异步升压转换器芯片

  ➤支持宽电压输入范围2.5-18V,最高输出电压可达36V

  ➤支持最大输出电流为2A

  ➤转换效率高达95%

  ➤1MHz固定开关频率

  ➤内部集成150mΩ Power MOSFET,输出恒定电流驱动多路LED灯

  GD30LD2010 高PSRR、低压差线性稳压器芯片

  ➤支持输入电压范围1.5-7V,输出电压范围为0.8-5V

  ➤支持最大500mA的输出电流

  ➤轻负载条件下静态电流仅为40uA

  ➤高电源电压抑制比(PSRR):80dB@f =1KHz

  ➤低输入输出电压差:520mV@500mA@VOUT=1.8V

  ➤热关断保护,电流限流保护

兆易创新:网络摄像头方案探索

  以一台有线PTZ网络摄像头为例,通常来说它的硬件架构系统涵盖了多个关键组件,包括镜头、图像传感器、环境感知传感器、音频信号处理、视频编解码芯片、主控芯片、云台控制,以及USB、网络接口等多种有线接口等。

  1. 镜头以及云台控制

  镜头负责捕捉即时的图像信息,镜头的关键参数包括视角、焦距、光圈等,光圈决定进光量,焦距影响拍摄距离,视角关乎监控范围。

  云台(PTZ,即Pan/Tilt/Zoom-全景/倾斜/缩放)功能允许用户远程精确地控制云台和镜头的动作,实现监控画面的全方位移动和细节放大,以便更细致地观察监控区域的细节。这一功能在需要大范围监控和精确追踪目标的场景中尤为重要。

  GD30DR473X系列马达驱动芯片非常适用于实现镜头,IR-CUT双滤光片,以及PTZ马达控制的集成电机驱动器解决方案。

  GD30DR4732是一款镜头电机驱动器芯片,通过电压驱动方式以及扭矩纹波修正技术,实现了超低噪声256细分微步驱动。最大驱动电流150mA,结合逻辑电路对驱动电路控制,可在实现光圈控制(IRIS)功能的同时,实现变焦(Zoom)和对焦(Focus)功能:

  ➤调节光圈的大小可以直接影响图像的亮度和对比度,获得合适的曝光度,以适应不同的光线条件。

  ➤变焦是通过改变焦距,从而改变视角大小,通过拉近(Zoom In)和推远(Zoom Out),来获得画面的放大和缩小。

  ➤对焦是通过改变焦点位置与拍摄物体的距离来调整画面清晰度, 例如调成近焦(Focus Near)或远焦(Focus Far)。

  GD30DR4730/4731是多通道电机驱动芯片,具备五路H桥驱动器,可驱动两个步进电机和一个直流有刷电机。其中步进电机驱动器支持整步进、1/2步进以及32/64/256细分微步进,可提供高达0.5A的驱动电流,具有多保护功能,欠压锁定 (UVLO),过流保护 (OCP) 和热关断 (TSD),典型的应用方案为:

  ➤一路直流有刷电机驱动器用于IR-CUT双滤光片切换:白天切换为红外截止滤光片,画面图像不偏色。夜晚切换成全光谱滤光片,支持红外补光,提升了夜视清晰度。

  ➤两路步进电机驱动器用于云台马达控制:通过正交SPWM模式来控制云台马达的上下以及左右方向的平稳移动和旋转。

  GD30DR4730/4731比较适用于球型摄像机头等需要多轴旋转和调整角度,从而实现覆盖更广阔的监控区域的监控。对于枪型摄像机等监控角度和位置相对固定的机型,也可以采用GD30DR380X来实现水平和垂直移动控制。

  GD30DR380X直流马达驱动芯片包含一路H桥驱动器,可驱动一个直流电机或螺线管等其他器件。输出驱动器块由配置为H桥的N沟道功率MOSFET组成,用于驱动电机绕组。内部电荷泵产生栅极驱动电压。该系列芯片具有PWM(IN/IN)输入接口,可提供高达1A的输出电流,可在0V至11V的电机电源电压下工作,控制逻辑可在1.6V至7V的电压轨上工作,提供过流保护、短路保护、欠压锁定保护和过温保护。

  GD32F303Vx微控制器基于ARM® Cortex®-M4内核,工作频率高达120MHz,集成了多类外设功能,并采用LQFP100封装形式。当与GD30DR4730/4731,GD30DR380X马达驱动芯片协同工作,能够实现对镜头以及多路电机的统一高效控制。

  内置48至96KB的SRAM以及256KB至3MB的Flash大容量片上存储器,为运行PTZ跟踪与控制算法提供了充足的资源。使系统能够针对锁定的目标执行视觉导向自动跟踪任务,通过精确控制云台的方位旋转,确保目标始终位于镜头视野的中心位置。此外,系统还能灵活调控镜头的变焦功能,从而捕获高分辨率的视频图像,进一步提升监控与追踪的精准度与细节表现力。

  2. 环境感知

  在市场需求的持续推动下,网络摄像头的智能化进程正在持续深度演进,智能化的基石在于打造一个全方位的感知体系,通过一系列传感器,监测并分析其运行环境中的每一个细微变化与动态信息,为后续的智能化处理与决策提供坚实的数据支撑。主要传感器模块包括:

  ➤光线传感器

  光线传感器来测量环境光照强度的变化,自动调节图像传感器的参数或切换到不同的工作模式,以确保在不同光照条件下都能获得高质量的图像。

  ➤温湿度传感器

  实时监测周遭环境的温湿度的变化,可以在监控视频上显示温度和湿度数据,也可以上传至云端,还可以根据实际条件设置触发警报。GD30TS100N/112N为高精度、低功耗的本地数字温度传感器,I2C控制接口,分辨率为12bit,测量精度为±0.5°C (–40°C to +125°C),工作电压为2.7-5.5V/1.4-5.5V,关断态电流低至0.3μA/1μA。

  GD30TSHT30是一款本地温湿度传感器,I2C控制接口,分辨率为16bit,温度测量精度为±0.5°C (–40°C to +125°C),相对湿度精度为+3%RH,工作电压为2.2-5.5V。

  ➤PIR传感器

  低功耗网络摄像头平时处于低功耗的休眠状态以延长电池寿命或降低能耗。一旦有物体在摄像头的监控范围内移动,被动红外(PIR,Passive Infra-Red)传感器会立即感知并触发摄像头从休眠中唤醒,迅速启动录像或警报功能,实现对安全事件的即时响应。

  3. 视频音频处理

  将镜头采集到的光信号传给图像传感器(CCD/CMOS),经过光/电转换后,再进行模拟信号到数字信号的转换。随后,依据MPEG4、H.263、H.264、H.265或M-JPEG等视频编码标准,对数字信号进行高效的视频编码与压缩处理。完成这些步骤后,视频数据即可打包经由网络通信上传至指定存储位置。

  网络摄像头自带麦克风收音和扬声器外放,既可捕捉周围环境中的声音,也可以播放语音指令和警告信息,实现远程监控人员与被监控区域之间的全双工语音通讯。音频通信模块包含麦克风运算放大器和扬声器运算放大器,通过ADC和DAC实现模/数和数/模信号转换,搭载DSP单元进行信号处理。特别值得一提的是,GD30AP72x系列1/2/4-ch低噪声运算放大器,凭借其低至1.8V至5.5V的宽泛工作电压范围,以及仅为8nV/√Hz@1KHz的超低输入电压噪声密度,为网络摄像头的音频通信质量提供了坚实的保障。

  4. 主控芯片以及存储方案

  主控芯片肩负着整个系统的控制和调度重任。当前网络摄像头的主控方案趋于采用SoC(系统级芯片)/MPU(微处理器单元),不仅具备强大的运算,存储和控制能力,还高度集成了各类专用模块,如内置了ISP(图像信号处理)和视频编码等核心功能等,能够简化开发,并灵活应对各类摄像机场景需求。

  兆易创新NOR/NAND Flash与DRAM产品系列凭借其全面的规格覆盖、出色的性能表现、低功耗设计理念、卓越的产品质量以及高度的可靠性,成为了网络摄像头设备值得信赖的选择。


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兆易创新携车规Flash及GD32A7系列MCU,亮相吉利汽车国产芯片方案技术展
  7月17日,“2025吉利汽车国产芯片方案技术展”在吉利汽车研究院举行。本次展会以“创新”为主题,汇聚国内多家头部汽车半导体供应商,共同探索国产芯片在汽车电子领域的应用前景。兆易创新携车规级Flash和GD32A7系列车规级MCU及其配套应用方案受邀参展,集中展示在汽车电子芯片领域的创新成果。  GD32A7系列车规MCU满足多元化需求  GD32A7系列车规MCU采用Arm® Cortex® M7内核,支持单核、多核、单核锁步等多种选择,经过迭代升级后主频最高达320MHz,算力高达1300+ DMIPS。该系列芯片采用2.97-5.5V宽电压供电,能在-40℃~+125℃的工作温度范围内稳定运行,并符合AEC-Q100 Grade 1等级与IATF16949:2016认证标准。该系列可适用于车身控制、智能座舱、底盘、动力系统等多元电气化车用场景,全面满足国内车企日益增长的汽车电子国产化需求。  在安全可靠性方面,GD32A71x/GD32A72x系列符合功能安全ISO 26262 ASIL B标准,GD32A74x系列符合功能安全ISO 26262 ASIL D标准。GD32A7系列全系内置可编程硬件加密模块HSM,支持TRNG/AES/HASH/ECC/RSA/SM2/SM3/SM4等硬件加密,并符合国际Evita Full标准信息安全要求,确保了数据的安全性和可靠性。  信息安全集成方案发布,GD32A7系列车规级MCU替代独立SE芯片  展会期间,兆易创新资深系统架构工程师李强发表了《汽车加密SE芯片MCU集成解决方案》的主题报告。报告以车载5G-TBOX方案为例,详细阐述了GD32A7系列MCU的技术优势。该产品内置的HSM(硬件安全模块)能够完整实现安全启动、安全通信等功能,满足《GB/T 32960-3 2025电动汽车远程服务与管理系统技术规范》的信息安全要求,以及《汽车芯片信息安全技术规范》二级标准,可充分满足TBOX产品的认证需求。值得一提的是,该创新方案通过将传统SE芯片的安全功能集成到GD32A7系列车规MCU中,为客户带来了显著的成本优化效益。这一技术突破为汽车电子系统的安全设计提供了更具性价比的解决方案。  车载5G-TBOX方案概述,深化合作,推进国产化进程  兆易创新车规级Flash与吉利汽车合作已久,展现了优异的产品质量表现与长期稳定的供应和服务能力。本次展示的GD32A7系列MCU,吸引了吉利汽车采购、质量、研发等多个各职能部门专家的深入交流。未来,兆易创新还将持续加大车规级芯片的研发投入,与吉利汽车等国内优秀的主机厂协同共进,共同推动汽车电子国产化进程迈入新阶段。
2025-07-25 13:40 reading:1209
兆易创新:GD32 MCU高效控制方案,多维赋能家电全场景变频驱动
  当前,国内家电行业正处于智能化与能效升级的关键转型期,随着新国标能效标准的深化落地与全屋智能互联需求的爆发,传统家电控制技术正面临从单一功能驱动向全场景智能协同的迭代挑战。在这一技术跃迁进程中,MCU作为变频驱动系统的核心控制枢纽,正以其算力升级与算法创新能力,成为破解家电能效优化、精准控制与场景联动等技术痛点的核心引擎。  从变频空调的精准控温到智能家电的自主决策,MCU 通过集成化硬件设计与智能化控制算法的深度融合,正推动家电行业从硬件功能竞争向系统化竞争演进,成为驱动国内家电技术升级与全球竞争力提升的底层技术支柱。  从功能控制到智能互联  起源于20世纪80年代空调领域的家电变频驱动技术,正以功率半导体与控制算法的持续突破,重构家居场景的舒适体验范式。这项最初服务于空调精准控温的技术,如今已通过变频油烟机、冰箱、洗衣机等产品的迭代升级,勾勒出从单一功能实现到全场景智联的技术进化路径。  在厨房场景中,搭载直流变频技术的油烟机通过传感器实时监测油烟浓度,实现电机转速的无级调节:爆炒工况下电机功率瞬间跃升以应对峰值负荷,慢炖模式时自动降低能耗,确保吸排效率与能效的动态平衡。冰箱领域的矢量变频技术以精准控温为核心,速冻模式下高效制冷锁鲜,日常存储时以超低频运行维持恒温环境,为食材构建稳定的保鲜生态。洗护场景中,直驱变频洗衣机通过识别衣物重量与面料特性,在宽转速区间内实施智能调节:羊毛织物采用低转速轻柔洗护,厚重衣物则以高速运转强化去污能力,实现精细化洗涤。  作为变频技术的核心枢纽,MCU承担着实时处理多元信号、生成电机控制策略的关键任务。随着家电变频驱动方案向国产化、智能化、小型化、低成本及高效节能方向发展,MCU通过集成远程监控、故障诊断等功能模块,推动家电从传统功能设备向具备学习能力的智能终端进化。面对差异化竞争,以兆易创新为代表的MCU厂商通过提供定制化解决方案,助力企业从硬件性能比拼转向“硬件+算法+智能化”的综合竞争力构建,重塑产业竞争格局。  冰箱、洗衣机、油烟机,全场景变频驱动技术突破  在家电变频技术向多场景渗透的进程中,兆易创新联合奥库科技推出的基于GD32E235系列MCU构建的驱动解决方案,以专业化定制能力破解不同家电的技术痛点。该系列芯片采用Arm® Cortex®-M23内核,依托72MHz高速运算能力与12bit高精度ADC采样系统,为冰箱、洗衣机、油烟机等场景提供从底层驱动到上层应用的全链路技术支持。▲基于GD32E235系列MCU的冰箱一体板应用框图  针对冰箱柜控制中转速精度、低噪节能与宽电压兼容的需求,兆易创新方案采用单电阻采样结合 FOC(磁场定向控制)正弦波控制技术,可在110/220Vac双电压输入下实现±10RPM 的转速精度,解决背压启动与平衡压启动的稳定性难题。其双宽变频技术在实现精准控温的同时,将运行噪声控制在行业领先水平,且完全符合新国标谐波Class D要求。方案提供二合一控制板(驱动与主控集成)、三合一评估板(集成照明控制)及冰柜一体评估板,支持多路温度传感器实时监测与多风门联动控制,配合过压、欠压、过流、堵转等多重保护机制,适配不同容积的冰箱/ 冰柜稳定运行。  面对洗衣机低速大扭矩、精准称重、不平衡检测、快速启停等技术挑战,兆易创新与晶哲科技联合推出的基于GD32E235的解决方案采用双电阻采样与死区补偿技术,在波轮/滚筒洗衣机中实现0.5kg精度称重与 50g精度不平衡检测(OOB),通过对角偏心(DOOB)动态保护算法防止脱水过程中的负载偏移。方案支持SVPWM过调制技术提升母线电压利用率,结合弱磁控制实现BLDC电机最高20000rpm的转速控制,同时满足 IEC60730软件Class B认证要求。评估板集成高压Buck电源与IPM驱动模块,通过6路带死区PWM信号实现电机快速启停与回馈制动,适配12kg以下容量洗衣机的BLDC、DD或DDM直驱电机需求。▲基于GD32E235系列MCU的洗衣机变频驱动应用框图  针对油烟机恒功率、高静压与顺逆风启动的特殊要求,兆易创新与奥库科技联合推出的GD32E235驱动方案采用全自主FOC 控制算法,通过双电阻采样降低电磁噪音,配合1s快速启动技术实现油烟浓度突变时的即时响应。方案支持恒转矩与恒功率控制逻辑切换,在3000rpm以下转速区间保持风机静压稳定,同时通过EMI余量≥10dB的硬件设计满足电磁兼容要求。该方案的评估板集成推杆电机、水泵与照明接口,提供12V直流驱动能力,可实现油烟机风门调节与清洗功能联动,适配400W以下功率的永磁同步电机。▲基于GD32E235系列MCU的油烟机变频驱动方案应用框图  依托兆易创新与生态合作方在变频技术领域的持续研发投入,GD32E235系列MCU 驱动方案已实现国内头部家电厂商的规模化应用。这些方案通过与行业龙头的深度协同,在冰箱精准控温、洗衣机智能洗护等场景中完成多轮技术验证与迭代,以国产化硬核实力推动家电变频方案的产业化落地。  从硬件到生态的全维度创新  兆易创新的MCU方案为什么能成为驱动国内家电智能化升级的关键支撑?答案就是其以多维技术优势构建核心竞争力,以强劲算力突破传统控制瓶颈,为矢量控制、模糊逻辑等复杂变频算法提供高效运算支撑,实时处理电机状态数据并动态优化控制策略,解决多场景下控制精度与效率的平衡难题。  硬件层面,兆易创新的MCU内置专用计算单元简化复杂算法的实现难度,加速底层驱动开发。作为国产化替代方案,其严格遵循国际主流开发标准,支持通用工具链并高度兼容进口平台硬件设计,大幅降低企业技术切换成本与供应链风险。  生态体系构建层面,从集成开发环境到标准化软件库,再到全周期技术支持,开发者可直接调用成熟的变频控制算法模块,缩短产品研发周期。作为国产芯片代表,其在保持高性能的同时具备成本优势,配合动态功耗管理技术,通过多种省电模式满足严苛能效标准,助力整机厂商实现节能与成本控制的平衡。  在可靠性设计上,兆易创新的芯片历经严苛环境测试,可在复杂工况下稳定运行,为变频系统提供长期可靠保障。这些优势的技术合力,使兆易创新的MCU不仅满足变频驱动的基础控制需求,更以本土创新、生态赋能与成本优化的全维度突破,成为串联性能提升、研发加速与可靠性保障的核心枢纽。  展望未来,随着家居智能化需求的深化,变频驱动方案将进一步聚焦算力与主频的性能提升,融合AI算法与边缘计算能力,实现电机控制策略的自主学习与优化。同时,硬件集成度与功能融合度将持续提高,MCU有望集成更多传感器接口与通信协议,推动变频家电向“全屋智能互联”方向演进,为用户带来更高效、更智能、更节能的家居体验。
2025-07-24 13:18 reading:378
兆易创新与RT-Thread睿赛德达成战略合作,共筑国产嵌入式技术底座
  近日,兆易创新(GigaDevice)宣布与国内知名嵌入式操作系统睿赛德科技(RT-Thread)达成战略合作,成为RT-Thread高级合作伙伴,这标志着双方在嵌入式系统生态建设领域的协同迈入全新阶段。双方将基于RT-Thread先进内核与组件生态,覆盖支持兆易创新GD32全系产品,并重点深化GD32F5、GD32VW553和GD32H7三大产品线的软硬件协同与合作,为工业控制、消费电子、AIoT等多元化场景提供更加坚实的技术支撑,进一步助力开发者加速创新实践,推动高性能、高可靠性的嵌入式解决方案落地。  RT-Thread创始人熊谱翔表示:“RT-Thread深耕嵌入式操作系统近20年,此次和国内半导体行业标杆企业兆易创新合作,将推进操作系统与芯片深度融合,通过软硬件协同优化,特别是发挥睿赛德在操作系统方面支持多种开发工具、友好的开发环境、良好的兼容与拓展性、完整的产业链生态能力、创新十足且活跃的社区等优势,持续为行业带来更高效的开发体验,加速千行百业的创新发展。”  兆易创新高级副总裁、MCU事业部总经理李宝魁表示:“RT-Thread作为国产嵌入式操作系统的领军企业,其开放完整的生态体系与兆易创新推动产业自主化进程的使命高度契合。GD32 MCU已服务全球超2万家客户,累计出货量突破20亿颗,成为中国32位通用MCU市场的核心支柱。本次战略携手,是两大生态力量的深度融合,将以芯片与操作系统的协同进化,重塑产业开发范式,依托全系GD32芯片与RT-Thread的深度适配,整合开发工具链,提升客户效率;同时共建生态标准,加速边缘AI等创新落地。期待与RT-Thread并肩拓界,为嵌入式行业的智能化升级注入新动力。”  RT-Thread睿赛德与兆易创新的战略合作将为嵌入式领域带来全新的技术协同效应。通过将兆易创新高性能MCU产品与RT-Thread操作系统的优势深度整合,显著降低复杂嵌入式系统的设计门槛,加速行业的创新应用落地,还将推动整个行业向更高性能、更低功耗的方向发展。  未来,双方将持续深化技术融合,通过优化软硬件协同、完善开发工具链、丰富应用案例库等方式,为全球开发者提供更完善的技术支持,共同促进嵌入式技术的创新突破与产业升级。
2025-07-15 13:19 reading:481
一文读懂,兆易创新MCU版图
  在各个半导体元器件品类上,越来越来多的本土厂商跻身全球头部阵营。  在MCU领域,兆易创新就是典型的代表。根据Omdia统计,2024年上半年,兆易创新MCU营收排名全球第十位。在经历过前些年MCU市场的潮起潮落后,兆易创新凭借丰富的产品矩阵、卓越的市场洞察力,已然成为本土市场的重要引领者。  本文将着重梳理兆易创新的MCU产品线,希望可以给行业相关人士带来有价值的参考。  何谓,全面布局?  截至2024年末,兆易创新GD32 MCU已成功量产63个产品系列、超700款MCU产品供市场选择,在本土厂商中遥遥领先。作为对比,截至发稿前,笔者统计了意法半导体的MCU的数量共计1877款,其中包括1500款32位MCU、118款安全MCU、124款汽车MCU、135款8位MCU。  本土MCU厂商虽然“后发”,但是成长速度惊人,超700款 VS 1877款,已然有挑战巨头的底气,而且兆易创新MCU产品还在以每年百余款的速度扩张。  兆易创新的MCU产品主要以32位通用为主,采用Arm Cortex-M23、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M33、Cortex-M7和RISC-V等内核,并以M3及M4内核产品为主(总计44个产品系列)。目前,消费和工业市场是其MCU产品前两大营收贡献领域。其MCU产品覆盖110nm、55nm、40nm、22nm工艺制程,实现了对高性能、主流型、入门级、低功耗、无线、车规、专用产品的全面布局。  数据来源:兆易创新公司官网  高性能MCU:包含6条产品线、22个产品系列、217款产品(数据统计来源公司官网,下同)。产品主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、M7内核,相应产品分别有27、93、67、30款,最高主频主要集中在120-600MHz,面向工业自动化、光伏储能、图形显示、数字电源、电机控制等多元化应用场景。  其中,GD32H7xx系列得益于超高主频以及大存储容量,可适用于机器学习和边缘计算等诸多高端创新场景。其采用600MHz Arm Cortex-M7高性能内核,支持高达3840K Flash和1024K SARM;支持多种硬件加速,实现兼具高性能和低延迟的实时控制;支持多种安全机制,为通信过程的数据安全提供保障;新增了大量通用外设资源,可以为复杂运算、多媒体技术、边缘AI等高级创新应用提供强大的算力支撑。  另外,GD32G5xx系列采用的是Arm Cortex-M33内核,主频高达216MHz,具备丰富多样的数字模拟接口资源(4个12位ADC采样速率高达5.3MSPS,具备高达42个通道)以及强化的安全性能,在功率控制方面具有显著优势,适用于数字电源、充电桩、储能逆变、变频器、伺服电机、光通信等多元化场景。  主流型MCU:包含6条产品线、13个产品系列、204款产品。主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、RISC-V内核,相应产品分别有106、64、20、14款,最高主频主要集中在100-120MHz,适用于工业控制、电机驱动、消费类和手持设备、通信网络、嵌入式模块、人机界面、安全和报警系统、图形显示、汽车导航、游戏和GPS、电动自行车、物联网等多种应用场景。  其中,GD32VF103系列是兆易创新2019年推出的全球首款基于RISC-V的Bumblebee处理器内核的32位通用MCU。Bumblebee处理器内核是由兆易创新与芯来科技联合开发,专为物联网和超低功耗场景设计。该系列产品具备108MHz运算主频、16-128KB Flash和6-32KB SRAM缓存,支持gFlash专利技术,确保高速数据访问。  GD32F30x系列采用Arm Cortex-M4内核,主频高达120MHz,支持高达1024K Flash和96K SARM,能够以更高性能、更低功耗、更方便易用的灵活性助力工控消费、物联网等市场主流应用。  入门级MCU:包含4条产品线、8个产品系列、121款产品。主要采用Arm Cortex-M23、M3、M4内核,相应产品分别有53、28、40款,最高主频主要集中在48-108MHz,适用于工业控制、电机驱动、人机界面、电力监控和报警系统、消费类和手持设备、游戏和GPS、电动自行车等各种成本敏感的应用场景。  其中,GD32F3x0 系列专为低成本应用设计,沿用Arm Cortex-M4内核,主频高达108MHz。为客户提供了替换或增强传统 8 位和 16 位MCU的产品选择。该产品系列具有更高的运行主频、丰富的外设资源、增强的性能和更低的成本,为成本敏感型应用(如工业电机、变频驱动器和节能应用)提供了经济高效的解决方案。  低功耗MCU:包含1条产品线(即GD32L23x)、2个产品系列、26款产品。采用Arm Cortex-M23内核,最高主频为64MHz。兆易创新的低功耗MCU以多种运行模式和休眠模式提供了优异的功耗效率和优化的处理性能,具备更加丰富的外设资源和应用灵活性,从而为系统级能源效率的持续提升开辟道路,广泛适用于工业表计、小型消费电子设备、便携式医疗设备、电池管理系统、数据采集与传输等典型市场。  其中,GD32L235系列遵循了多种低功耗数字设计理念,采用了超低功耗工艺制程,从硬件层面降低功耗;支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待机(Standby)等六种低功耗模式。在Deep-sleep模式下,电流降至1.8uA,唤醒时间低于2uS;Standby模式电流更是低至0.26uA。即使在最高主频全速工作模式下,其功耗也仅为66uA/MHz,实现了效能和功耗间的卓越平衡。  车规MCU:包含4条产品线、8个产品系列、54款产品。采用Arm Cortex-M4、M33、M7内核,相应产品分别有8、22、24款,最高主频主要集中在100-240MHz,以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供主流开发之选。  其中,GD32A7xx系列车规级MCU采用了高性能Arm Cortex-M7内核,主频高达160MHz,集成了优异的性能、增强的安全升级、丰富的外设接口,全面适用于车身域控、车身控制、电池管理、车载充电机、T-BOX、底盘应用、车灯控制、DC-DC等多种电气化车用场景。  据悉,未来兆易创新车规级MCU将重点面向集中式电子电气架构中域控制器要求而开发。  无线MCU:包含2条产品线、2个产品系列、12款产品。采用Cortex-M33、RISC-V内核,相应产品分别有4、8款,最高主频分别为180MHz、160MHz。GD32无线MCU提供先进的射频性能、强化的安全机制、大容量存储资源以及丰富的通用接口,结合成熟的工艺平台及优化的成本控制,为需要高效无线传输的市场应用持续提供解决方案。  其中,GD32VW553系列支持Wi-Fi 6和蓝牙LE 5.2无线连接协议。凭借其边缘处理和连接特性,广泛适用于各种无线应用场景,包括家电、智能家居、工业互联网和通信网关。该系列MCU也非常适合预算受限的场景,如办公设备、支付终端和各种物联网产品。  兆易创新还提供无线模组系列,提供不同尺寸大小、宽温范围、大容量存储资源、丰富的GPIO、板载PCB天线或外部天线连接器等选项,适用智能家居、智能楼宇、办公设备和消费电子等各类无线连接场景。  专用MCU:包含4条产品线、4个产品系列、54款产品。采用Cortex-M23、M4、M33内核,相应产品分别有6、4、2款,最高主频在72-168MHz,针对不同的细分应用推出了相应的产品系列,包括光模块系列、指纹识别系列、打印机系列等。  其中,GD32E501系列增强型MCU产品,强化与GD32E232系列产品的无缝升级并形成组合,以匹配光网络各种传输速率和应用场景,全面覆盖光纤路由器、交换机、5G传输、数据中心、云服务器等各类光模块市场的数据处理和监测需求;GD32FFPR系列是指纹识别系列专用MCU;GD32EPRT系列支持SQPI控制器,用于连接到具有串行、两线和四线并行接口的 SQPI闪存和SQPI PSRAM等内存外设。  立体化的生态系统  当工程师熟悉并依赖一个MCU的生态系统时,则更倾向于继续使用该MCU,而不是冒险更换到其他品牌。一个完善的生态系统可以极大地提升MCU的市场竞争力、用户粘性和应用范围。近年来,兆易创新在持续丰富自身MCU产品的同时,围绕MCU构建了立体化的生态系统。  官方工具。GD32 MCU广泛支持FreeRTOS,为嵌入式开发者提供了一个轻量级、开源且高效的实时操作系统解决方案,兆易创新自研的GD32 Eclipse IDE和GD32 All-In-One Programmer,全面适配Arm KEIL、IAR、SEGGER等主流嵌入式开发工具,为用户提供便捷高效的开发环境。配套的GD-Link调试器支持SWD/JTAG双模调试,即插即用,提供流畅的调试体验,并且与多家烧录厂有深入合作,为用户提供多种烧录调试等选择。  联合全球合作厂商,推出了多种集成开发环境IDE、开发套件EVB、图形显示GUI、安全组件、嵌入式AI、操作系统和云连接方案。如IAR Embedded Workbench for Arm是一款强大的开发工具,为GD32H7系列MCU提供了全面的支持,包含高度优化的编译器和先进的调试功能;映时科技H7 Mini开发板助力GD32H7系列MCU应用普及;大量合作厂商提供工程开发和批量生产的通用编程器;携手阿里巴巴、Amazon AWS、微软等云厂商共建云平台等。  针对高端应用场景,兆易创新还联合第三方资源,提供涵盖信号处理、电机控制、图形显示、语音识别以及边缘AI代码的算法和中间件支持,助力更多创新应用的实现。  开发者支持。GD32 MCU开发工具提供MCU各个产品系列的数据手册和软硬件配套资料,并提供全系列的全功能评估板和入门学习板,开发者可在GD32 MCU开发工具技术网站下载对应的程序代码库,测试芯片所有外设的功能,同时可以快速便捷地修改示例代码,并构建新项目的软件开发;此外,GD32 MCU开发工具技术网站还提供了一系列的在线视频教程,可供开发者在线学习。  GD32大学计划。通过联合实验室、合作开发教育产品,兆易创新特色双创平台,共同举办设计竞赛等方式为教育者提供一个交流的平台并共建开发系统,帮助师生和科研工作者掌握GD32 MCU相关的先进技术,以及实现教育资源的优势互补和共享,推进产学研合作与协同创新。  写在最后  兆易创新自2013年推出了其首颗32位MCU,经过十余年的发展,凭借快速扩张的产品矩阵和持续优化的生态布局,已经完成从“边缘跟随”到“高端卡位”的跃迁。  2025年6月19日,兆易创新向港交所递交上市申请。此次赴港上市,将深化公司全球化战略布局,加快海外业务发展,提升公司国际化品牌形象。  未来,随着技术的持续突破和市场的进一步拓展,兆易创新将在全球MCU市场中占据更重要的地位,成为国际巨头的有力竞争者。
2025-07-08 14:18 reading:473
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