【GD32 MCU移植教程】5、GD32E230 系列移植到 GD32F330 系列

只看该作者 · 2024-9-3 09:23

1.前言
GD32E230 系列是 GD 的 Cortex_M23 系列产品，GD32F330 系列是 GD 的 Cortex_M4 系列产品，这两个系列的兼容度非常高。客户会有从 GD32E230 系列移植到 GD32F330 系列的需求，本文档专门针对既有的 GD32E230 代码如何移植到 GD32F330 做一个详细的介绍；
2.硬件差异
GD32E230 系列的封装类型有：TSSOP20、LGA20、QFN28、QFN32、LQFP32、LQFP48，GD32F330系列的封装类型有：TSSOP20、QFN28、QFN32、LQFP48、LQFP64，两个系列相同封装的芯片引脚是兼容的。
注意：
1. TSSOP20和QFN28的封装中，GD32E230系列PA9、PA10可以映射为PA11、PA12，GD32F330系列不具备此功能。
2. LQFP48封装管脚1在GD32E230系列上面是VDD，在GD32F330上是VBAT，也就是说E230不支持掉电运行RTC；
图 2-1 LQFP48 封装对比图

图 2-2 QFN32 封装对比图

图 2-3 QFN28 封装对比图

图 2-3 TSSOP20 封装对比图

3.资源及外设地址对比
表 3-1 GD32F330 及 GD32E230 系列内部资源对比总览

以上斜杠“/”代表有多种情况，需要根据具体芯片型号区分。
表 3-2 GD32F330 及 GD32E230 系列外设地址对比总览

1. GD32F330 增加了 TIMER1，但裁剪掉了 TIMER5（在 350 系列上有保留），GD32E230 裁剪掉了 TIMER1；
2. GD32E230 系列有一路比较器，GD32F330 没有该资源，GD32F350 系列配置两路比较器；
3. GD32E230 系列新增了 1K 的 OTP 区域，GD32F330 没有该资源。

4.开发工具对比
1. GD32F330可使用MDK for ARM的KEIL4及KEIL5进行开发，使用Keil 4建议安装4.74及以上；使用Keil 5建议安装5.20以上版本。也可以使用IAR for ARM开发，建议安装IAR 6.3及以上版本。
表4-1 IDE环境对比表

2. GD32F330 可以使用 JLINK、ULINK、GDLINK 等调试工具进行开发。
表 4-2 调试工具对比表

5.软件环境设置
5.1 使用 Keil 开发 GD32F330
目前市面通用的MDK for ARM版本有Keil 4和Keil 5：使用Keil 4建议安装4.74及以上，使用Keil 5建议安装5.20以上版本。
5.1.1. 在 Keil4 中添加 GD32F3x0 MCU Device
1. 从GD32MCU官网下载相关的GD32F3x0系列插件。

图 5-1 GD32F3x0 系列 MCU 型号支持 pack 包名称

2. 双击安装文件，把插件安装至Keil 4的目录，一般都会默认选择，如若同时安装了Keil 4和Keil 5才需要手动选择。
图 5-1 Pack 包安装示意图（keil4）

3. 安装成功后，重新打开Keil 4，则可以在File->Device Database中出现Gigadevice的下拉选项，点击可以查看到相应的型号。
图 5-2 Pack 包成功安装示意图（keil4）

4. 为了后续debug工作的顺利进行，建议检查一下安装路径下是否有下载算法，可以通过如下方式查看：打开一个工程，将型号选为GD32F3x0的型号，然后Options for Target -> Debug->Settings -> Flash Download-> Add，如果下拉选项中有GD32F3x0的下载算法则完全安装成功。
图 5-3 Flash 算法文件选择示意图（keil4）

5.1.2. 在 Keil5 中添加 GD32F3x0 MCU Device
1. 从GD32MCU官网下载相关的GD32F3x0系列插件。
图 5-4 GD32 MCU 型号支持 pack 包名称（keil5）

2. 解压并安装至Keil 5的目录，一般都会默认选择。
图 5-5 Pack 包安装示意图（keil5）

3. 安装完后重新打开keil5工程，即可在Device中出现Gigadevice的型号。
图 5-6 Pack 包安装成功示意图（keil5）

4. 在Options for Target -> Debug ->Settings ->Flash Download 中添加flash算法，会出现GD32F3X0的算法，即说明安装成功。根据相应的芯片选择合适的算法，即可下载仿真。
图 5-7 Flash 算法文件添加示意图（keil5）

5. 用Keil 5打开Keil 4工程，如果报找不到器件信息等错误，将Keil 4的插件安装在Keil 5的目录下，具体操作方式参考Keil 4插件相关内容。

5.2 使用 GD-Link 开发 GD32F330
GD32F3x0的开发板自带GD-link，可以用电路板上的GD-link调试仿真代码，操作方法如下。
1. 在Options for Target -> Debug 中选择“CMSIS-DAP Debugger”，部分客户反馈找不到这一驱动器选项，那是因为MDK版本过低，只有Keil4.74以上的版本和Keil5才支持CMSIS-DAPDebugger选项。
图 5-8 GD-Link 选择 Debugger 类型

2. 在Options for Target -> Utilities，也要选择“CMSIS-DAP Debugger”。
图 5-9 GD-Link 在 Utilities 中选择 Debugger 类型

3. 在 Options for Target -> Debug ->Settings 勾选 SWJ 、 Port 选择 SW 。右框 IDcode 会出现”0xXBAXXXXX”。
图 5-10 GD-Link 成连接目标板示意图

4. 在Options for Target -> Debug ->Settings -> Flash Download中添加GD32的flash算法。
图 5-11 GD-Link 添加 Flash 算法文件示意图

5. 单击下图的快捷方式“debug”，即可使用GD-Link进行仿真。
图 5-12. GD-Link 仿真示意图

5.3 使用 J-Link 开发 GD32F330
使用J-Link来debug GD MCU，具体配置如下：
1. 在Options for Target -> Debug中选择“J-LINK/J-Trace Cortex”
图 5-13 J-Link 在 Keil 中选择 Debugger 示意图

2. 在Options for Target -> Debug ->Utilities，也要选择“J-LINK/J-Trace Cortex”。
图 5-14 J-Link 在 Utilities 下选择 Debugger 示意图

3. 在Options for Target -> Debug ->Settings勾选SWJ，Port选择 SW。右框IDcode会出现“0xXBAXXXXX”。
图 5-15 J-Link 成功连接目标板示意图

4. 在Options for Target -> Debug ->Settings -> Flash Download中添加GD32的flash算法。
图 5-16 J-Link 在 Keil 下添加 flash 算法文件示意图

5. 单击下图的快捷方式“debug”，即可使用J-Link进行仿真。
图 5-17. J-Link 成功仿真示意图

5.4 使用 IAR 开发 GD32F3x0
IAR版本众多，版本之间的兼容性并不好，如果初次使用建议安装7.3以上的版本,安装好IAR以后再根据该文档来添加GD的器件型号，进行相关的debug工作。
5.4.1. 在 IAR 中添加 GD32F3x0 MCU Device
1. 从相关网站下载相应的GD32F3x0系列插件：IAR_GD32F3x0_ADDON_2.0.0.exe：
2. 运行IAR_GD32F3x0_ADDON_2.0.0.exe，单击start开始安装插件。
图 5-18 IAR 中安装支持 GD32 型号 pack 包示意图

3. 安装成功后单击Finish，结束插件安装。
图 5-19 IAR 下 pack 包安装示意图

5.4.2 在 IAR 中编译调试 GD32F3x0
在上一小节中我们已经添加了GD32F3x0系列的插件，这一小节我们介绍应如何使用它。
1. 使用IAR编译GD的型号，有两个办法，一种是使用现有的工程进行修改，还有就是重新建立工程，这里就不细说具体工程应该如何建立，GD的工程建立和别的平台都一致，建立工程时选择GD的相应型号。
图 5-20 在 IAR 下选择芯片型号示意图

2. 6.1版本以后的IAR不需要添加CMSIS文件（core_cm3.c和core_cm3.h），但是需要勾选General Options->Library Configuration的Use CMSIS，如果软件代码有使用到printf函数，还需要修改Library为FULL。
图 5-21 在 IAR 下添加 CMSIS 文件示意图

3. 芯片的Link文件建立工程时会默认根据型号选定，但是编译前还是要有检查的习惯，检查一下ICF文件是否有配置，是否正确。
图 5-22 在 IAR 下添加 ICF 文件示意图

4. 配置Debugger->Setup选项，新建立的工程默认是Simulator模拟，如果需要调试那么需要根据实际情况来选择：使用GD-Link选择CMSIS DAP（兼容性不好，不建议在IAR下使用）或使用J-Link选择J-Link/J-Trace。
图 5-23 在 IAR 下选择 Debugger 示意图

5. 配置Debugger->Download选项，新建的工程有可能没有配置download选项，如果我们需要调试代码那么务必要勾选User flash loader选项，且保证board file准确，否则程序无法正常下载至芯片内部。
图 5-24 在 IAR 下配置 flash loader 示意图

6 GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1 移植步骤
本章将使用GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1固件库文件Template里的工程做示例。
1. 打开Keil工程
图 6-1 打开工程

2. 打开工程后，Options for Target -> Device，选择对应的GD32F330型号。
图 6-2 选择 GD32F330 芯片型号

3. 在Options for Target -> Debug ->Settings -> Flash Download中添加GD32F330的flash算法。
图 6-3 添加 GD32F330 的 flash 算法

4. 拷贝Cortex M4 内核支持文件至x:\ GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1\Firmware\CMSIS。
图 6-4 添加 Cortex M4 内核文件

5. 修改“gd32e23x.h”头文件的内容。
图 6-5 修改“gd32e23x.h”头文件的内容

表 6-1 修改“gd32e23x.h”头文件的内容

6. GD32E230不支持中断分组，所以固件库中没有void nvic_priority_group_set(uint32_tnvic_prigroup)函数，需要在固件库添加相应的内容。
表 6-2 修改“gd32e23x_misc.h”头文件的内容

表 6-3 修改“gd32e23x_misc.c”头文件的内容

7. GD32E230仅支持4级抢占优先级，不支持子优先级，GD32F330既支持抢占优先级也支持子优先级，需要在固件库里修改相应的内容。
表 6-4 修改“gd32e23x_misc.h”头文件的内容

表 6-5 修改“gd32e23x_misc.c”头文件的内容

8. GD32F330的Flash是零等待的，GD32E230系列需要配置Flash插入等待周期，因此可去掉插入等待周期的函数。
表 6-5 去掉插入等待周期的函数

9. GD32E230的Flash支持32位和64位编程，GD32F330的Flash支持32位字和半字编程。如过应用代码中使用了64位编程需要修改成32位字或半字编程，GD32E230固件库中需要添加半字编程的内容。
表 6-6 在“gd32e23x_fmc.h”中添加半字编程的内容

表 6-7 在“gd32e23x_fmc.c”中添加半字编程的内容

7 GD32E23x 项目底层 Library 替换成 GD32F3x0Library 步骤
本章将使用GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1固件库文件Template里的工程以及GD32F3x0_Firmware_Library_V2.1.2\Template做示例。

1. 复制GD32F3x0_Firmware_Library_V2.1.2\Firmware\CMSIS下的.h文件
替换到GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1\Firmware\CMSIS文件夹下，如图7-1所示，
图7-1 复制CMSIS下的.h文件

2. 复制GD32F3x0_Firmware_Library_V2.1.2\Firmware\CMSIS\GD\GD32F3x0里的Iclude和Source两个文件夹替换到GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1\Firmware\CMSIS\GD\GD32E23x文件夹下，如图 7-2所示
图7-2 复制替换CMSIS下的Include与Source文件

3. 复制GD32F3x0_Firmware_Library_V2.1.2\Firmware\GD32F3x0_standard_peripheral里的Iclude和Source两个文件夹替换到GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1\Firmware\GD32E23x_standard_peripheral文件夹下，如下图7-3所示
图7-3 复制替换peripheral下的文件

6. 复制GD32F3x0_Firmware_Library_V2.1.2\Template下的gd32f3x0_libopt.h（图7-4）到E230的相应文件夹路径下，D:\GD32E23x_Firmware_Library_V1.1.1\Template
图7-4 复制gd32f3x0_libopt.h替换

7. 打开GD32E23x项目，会看到左侧有黄色三角标记，表示原文件已经不存在，原因是前面的文件替换步骤已经把旧文件替换掉。如图7-5(1)、7-5(2)所示：

图7-5(1) 项目位置

图7-5(2) 黄色标记提示文件不存在，需全部移除

8. 此时只需要把黄色标记的文件全部移除，gd32e230c_eval.c为开发板配套配置，实际项目不使用，可以移植，然后再添加相应的3x0文件。如图7-6所示：
图7-6 重新添加相应文件后

9. 将项目应用的.C文件里包含的头文件#include "gd32e23x.h"修改为#include "gd32f3x0.h"，并删除#include "gd32e230c_eval.h"。然后重新选择芯片型号，以及FLASH算法，如图7-7所示：
图7-7(1) 上层逻辑代码头文件修改

图7-7(2) 重新选择330芯片

图7-7(3) 选择芯片FLASH算法GD32F3x0 FMC 128k

10. 项目应用代码中有使用中断的配置时需要做修改。GD32E230不支持中断分组，所以移植GD32F330库之后，应用代码需要添加以下函数：
/***中断分组****/
void nvic_priority_group_set(uint32_t nvic_prigroup)
而且GD32E230仅支持4级抢占优先级，不支持子优先级，所以移植之后，优先级需要更改成以下函数：
/***中断抢占与子优先级****/
void nvic_irq_enable(uint8_t nvic_irq, uint8_t nvic_irq_pre_priority, uint8_t nvic_irq_sub_priority)
11. 如项目中使用到TIMER5定时器，由于GD32F330剪裁掉此定时器（在350系列上有保留），则相关TIMER5的代码需要更改为其它时钟，比如GD32F3x0增加的TIMER1，或者其它未使用的定时器。
12. 编译项目，如有报错，则根据提示做修改，通常提示为项目上层应该逻辑代码的.C文件里包含的#include "gd32e23x.h"没有修改为#include "gd32f3x0.h"，根据提示修改即可。至此，项目移植成功。

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