兆易创新GD32H7高性能系列MCU强势扩容

简介

业界领先的半导体器件供应商兆易创新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从站控制器GD32H78E/77E超高实时性系列MCU，该系列产品基于Arm Cortex-M7内核，主频高达750MHz，配备高速大容量内存架构及640KB可与CPU同频运行紧耦合内存（TCM），实现了高性能、低动态功耗与高速通信的有机统一。该系列微控制器可适用伺服控制、变频驱动、数字电源、便携电子产品，智能家居以及消防等领域，树立性能新标杆，为下一代智能装备的升级奠定核心硬件基础。

性能铁三角：750MHz内核、高速存储与零等待访问

GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU均基于性能强悍的Cortex®-M7内核，主频高达750MHz。该系列芯片拥有超高存储配置，最高可支持2MB Execution Flash与8MB Storage Flash，并搭载1.2MB的SRAM，更特别配备高达640KB大容量紧耦合内存（TCM），实现CPU同频运行，指令与数据的零等待执行。无论是高实时任务、复杂算法还是密集型数据处理，这一革新架构可让算力持续释放，系统响应更快、执行更稳。

灵活存储与强大扩展接口

该系列MCU在外部存储与扩展连接方面展现出高度灵活性，配备2个OSPI接口支持高达200MHz时钟频率与双倍数据速率（DTR）模式，可高效直连PSRAM、HyperRAM、NAND Flash及NOR Flash等多种外部存储器，实现高速数据交换。

同时，GD32H78E/77E、GD32H789/779系列微控制器均集成16/32位EXMC模块，进一步扩展了连接能力，可支持直接对接外部SDRAM与FPGA，不仅大幅提升了系统内存容量与数据处理带宽，也为复杂系统集成与定制化硬件协同提供了便捷可靠的桥梁。

GD32H78E/77E系列MCU，运动控制核心芯片

GD32H78E/77E芯片框图

GD32H78E/77E系列芯片集成了EtherCAT从站控制器，其DC同步周期精度提升至62.5微秒，达到业界先进水平。该设计不仅支持复杂的多轴联动与高动态响应控制，更能满足工业自动化、机器人、数控机床等领域对时序一致性的严苛要求，助力实现系统整体性能的提升。

GD32H78E/77E系列芯片还配备了全面的高性能编码器接口，可原生支持多摩川（Tamagawa）T-format、HIPERFACE DSL、EnDat 2.2、BiSS-C及尼康（Nikon）A-format等主流工业编码器协议与旋转变压器（R/D Converter），同时其通信接口具备CBC保护机制。结合其强大算力内核，GD32H78E/77E系列MCU可直接适配各类高端伺服电机与精密位置传感器，为伺服驱动器、机器人关节控制器及数控系统提供了高度集成的一站式解决方案。

GD32H789/779系列MCU，高性能通用芯片

GD32H789/779芯片框图

GD32H789/779系列芯片不仅为复杂应用构建了全功能的通信与交互枢纽，更在模拟性能上实现突破。其内置的14-bit ADC凭借出色的设计，实现了优异的有效位数表现，同时集成的高性能数字滤波器模块(HPDF)，能直接处理外接高精度Sigma-Delta ADC，形成了从芯片内置到外接扩展的完整高精度解决方案。该系列产品核心外设资源包括：

• 先进多媒体：图形处理加速器、TFT-LCD接口、数字摄像头接口

• 高速有线通信：8xU(S)ART、4xI²C、6xSPI、4xI²S

• 先进网络与总线：2x10/100Mbps Ethernet、3xCAN-FD

• 高性能模拟系统：2x14-bit ADC（具有优异有效位)、1x12-bit ADC、2CHsx12-bit DAC、2xCOMP、1xHPDF(可外接高精度Σ-Δ ADC)

• 高速数据接口：1xUSB HS OTG（内置PHY）、1xUSB FS（内置PHY）、2xSDIO

全方位构建安全屏障

兆易创新GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU构建了从硬件到软件的全栈安全体系，系统性地实现了安全启动、安全调试、代码保护与安全升级等核心功能。该体系不仅提供基于安全启动与安全更新（SBSFU）的软件平台，更依托用户安全存储区等硬件机制，实现对代码与数据的多级防护，确保固件升级、完整性校验、真实性验证及防回滚检查全程可靠。

在硬件加密层面，芯片内置的CAU模块支持DES、TDES及AES算法，并具备高效的DMA传输能力。HAU模块则支持SHA-1、SHA-224、SHA-256、MD5及HMAC等多种哈希算法，保障数据完整性与身份认证安全。此外，该系列芯片还提供EFUSE用于安全存储系统关键参数，并集成TRNG真随机数发生器，可生成高质量的32位随机数。

该系列MCU集成了全面且高等级的安全功能，MCU STL获得德国莱茵TÜV IEC 61508 SC3（SIL 2/SIL 3）功能安全认证，全面支持 IEC 60730 Class B等各行业安全标准，并助力客户产品从容符合欧盟《网络弹性法案》（CRA）等法规，提升市场准入效率。

封装信息与产品获取

GD32H78E/77E与GD32H789/779系列芯片提供BGA176/100、LQFP176/144/100等5种封装类型，能够全面满足客户在不同设备设计中的多样化需求。

GD32H78E/77E、GD32H789/779系列MCU处于市场导入初期，样品及技术资源，可通过兆易创新官网联系销售网点申请，该系列将于2026年6月正式进入量产阶段。

GD32 MCU硬件Layout设计参考

设计端电磁干扰防护设计

在系统设计时，开发人员需要考虑到系统哪些位置容易引入静电等电磁干扰，静电等电磁干扰可能会从哪些位置直接或者间接影响相关IC的引脚。如图所示，通常PCB板和板之间的连接位置，CAN通讯端口、USB端口、复位引脚引出端口等均可能会引入静电等电磁干扰，若是设计时对这些位置预留相关的ESD防护器件，可以有效的节省开发时效和增加系统板对ESD的鲁棒性。

静电等电磁干扰耦合路径

在系统设计中时，像CAN通讯端口和USB端口等都能考虑到会有静电等电磁干扰的影响。但是有些如LCD液晶显示屏的驱动引脚、Reset复位引脚或者EN使能引脚和LED流水灯的驱动控制引脚等也比较容易引入静电等电磁干扰，也需要进行电磁干扰防护设计。因为作为这些功能的引脚由于走线比较密集或走线较长，甚至通过排线在板子上引出，比较容易互相之间形成串扰或接收空间辐射进来的静电等电磁干扰。如图所示，像作为显示器驱动的引脚等类似走线密集和较长的引脚可以考虑在其走线设计上预留有RC滤波、TVS等具有ESD防护功能的相关设计。

Display 防护电路

PCB Layout 端电磁干扰防护设计

MCU的每个电源引脚都应该放置至少一个去耦电容，一方面去耦电容可以稳定MCU的电源电压，即时供应电源电流，保证电源完整性，减小寄生阻抗；另一方面也可以提高信号完整性，抑制电磁噪声。去耦电容可以抑制 MCU 附近电源和 GND 的噪声产生的高频电流，同时去耦电容也可以抑制MCU内部因为CMOS开关器件等产生的高频电流，防止噪声沿电源线传到更远的地方。经过去耦电容的电流环路越小，产生的噪声量就越小，信号质量也会得到改善。因此，去耦电容应尽量靠近IC放置。

好的MCU电源去耦电容组合和Layout设计不仅可以增强MCU的信号质量，也可以保证其对外界干扰的抵抗能力。去耦电容的注意事项如下所示。

• 推荐去耦电容组合。如图所示，建议在 GD MCU 的 VDD / VBAT电源域每个引脚上面并4.7uF+N*100nF，VDDA电源域每个引脚并1uF+10nF；

• 去耦电容摆放应该离MCU越近越好，保证阻抗最低和环路最小的电流回流路径。当有多个去耦电容时，容值越小的电容离MCU越近，通常10nF最靠近MCU引脚，其次为100nF，4.7uF最靠外；

• 保证电源电流先流向电容，然后再流向MCU。如果电源引脚和GND引脚的相聚较远，建议将电容摆放在靠近GND引脚位置，因为信号一般是以GND作为参考；

• 每个电容都应该有各自的过孔，严禁多个电容共用一个过孔。去耦电容与MCU引脚之间的走线应尽可能宽且短，以降低去耦电容与MCU电源引脚之间的阻抗。电源网络与去耦电容之间的走线应尽量窄和长，抑或使用VIA隔开，以提供高阻抗应对潜在的电源噪声和纹波。