隨著5G、人工智能、物聯網等新興技術和傳統行業快速融合，設計人員為滿足智能化的市場需求，集成各種功能器件到產品中，對能效管理和電池續航提出了極大的挑戰。

作為MCU領域的一個細分市場，低功耗MCU是當前全球各大MCU廠商主攻的方向之一，產品主要面向電池供電和能量采集等相關應用。隨著制造工藝的精進，以及終端應用對運算性能的要求不斷提高，基于Arm內核的32位低功耗MCU是絕對的市場主流，這些內核包括Arm Cortex-M0/M0+、Arm Cortex-M3、Arm Cortex-M4、Arm Cortex-M23以及Arm Cortex-M33，40nm為業界領先的工藝水平。

和其他類型的MCU市場類似，海外廠商如瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、意法半導體、微芯科技和德州儀器等，占據著低功耗MCU較大市場份額。不過，包括兆易創新、華大半導體和中科芯蕊等在內的中國MCU廠商正飛速崛起，同比增幅遠超全球平均水平。特別值得一提的是，兆易創新已于行業首家推出了采用最新Arm Cortex-M23內核、更先進架構、更優能效水平、更具性價比的低功耗MCU產品系列。

微控制器(MCU)是終端產品中的核心控制元件，在方案開發和器件選型的過程中，MCU功耗水平是一項重要的衡量指標。

為幫助用戶打造高效節能的終端產品，作為中國通用MCU領域的領跑者，兆易創新GD32 MCU家族再添新成員——GD32L233系列主流型低功耗MCU。

GD32L233系列

主流型低功耗MCU

通過采用業界領先的超低功耗制造工藝以及專門優化的低功耗模擬IP集成，兆易創新為能效敏感的行業用戶提供了更多開發選擇。

重新定義低功耗MCU

在多領域、多場景高效節能需求的帶動下，全球低功耗MCU市場迎來重大發展機遇。根據知名市場研究機構MarketsandMarkets的調查報告，全球低功耗MCU市場在2022年-2027年間預計將以10.3%的復合年增長率增長，2027年市場規模將達到79億美元。

GD32L233系列低功耗MCU的出現，讓用戶在性能和功耗之間有了更好的平衡，并通過豐富的外設資源和多樣化的封裝類型，使得產品創新不必再有妥協。

全新制程，全新理念

基于業界領先的超低功耗工藝制程，以及專門優化的低功耗設計方案，GD32L233系列MCU的低功耗特性貫穿整個產品生命周期。

在產品設計環節的模擬電路部分，為確保GD32L233系列MCU在實際應用場景中具有出色的能效表現，實現在低功耗下運行的功能和外設，兆易創新研發工程師專門設計并優化了GD32L233系列MCU產品內部集成的模擬IP。

在產品設計環節的數字電路部分，通過采用包括多電壓域設計在內的多種低功耗數字設計理念，GD32L233系列MCU進一步降低了芯片內閑置模塊所帶來的能量流失，進而幫助用戶在產品端擁有優異的功耗表現。

在產品內核選擇上，GD32L233系列MCU繼續延用GD32家族行業領先的64MHz Cortex-M23處理器內核，采用全新ARMv8體系架構，配備獨立乘法器和除法器，擁有高度優化的低功耗模式和系統部件，更加適合高效節能的嵌入式應用。

這些針對低功耗所做的指向性設計，最終都通過業界領先的40nm超低功耗(ULP)制造技術呈現出來，并憑制造工藝本身在漏電流方面的優化，讓GD32L233系列MCU在低功耗性能方面更出色。

高效節能，持久續航

依托全新的制程和創新的理念，GD32L233系列MCU能夠滿足嵌入式應用場景中對電源/性能嚴苛的要求，在工作模式功耗、睡眠模式功耗、待機功耗和睡眠喚醒時間四大維度達到行業領先水平。具體表現如下：

最高主頻(64MHz)全速工作模式下的功耗僅為66uA/MHz;

深度睡眠(Deep-sleep)電流低至2uA;

待機(Standby)電流最低只有0.4uA;

喚醒時間低于10uS。

在1.7-3.6V芯片供電電壓下，GD32L233系列MCU能夠延長終端設備的電池使用壽命，進而降低系統的維護成本。同時，為了適應更復雜靈活的喚醒場景，GD32L233系列MCU支持多個喚醒源，包括Low power Timer、Low power UART、RTC、LCD以及標準I2C、USART等。

接口豐富，創新首選

作為主流型的低功耗MCU系列，GD32L233除了提供全面優化、行業領先的低功耗性能，其他參數性能方面同樣出色。在MCU閃存和緩存配置上，集成了64KB-256KB的嵌入式eFlash和16KB-32KB的SRAM。

I/O和外設資源是GD32L233系列MCU又一大產品亮點，其GPIO復用率高達93%，可以更充分地利用有限的I/O資源，使得產品功能的豐富程度遠超同封裝類型的MCU競品。

GD32L233還配備4個通用16位定時器、2個基本定時器和1個32位低功耗定時器，以及包括2個USART、2個UART、1個低功耗LPUART、3個I2C、2個SPI、1個I2S和1個USB 2.0 FS控制器在內的豐富的通信接口。此外，在模擬外設上，集成了1個12位采樣率1M SPS的ADC、1個12位DAC和2個比較器、還可以直接驅動段碼LCD顯示并提供8*28段和4*32段兩種格式。

為了保障如此豐富的I/O和外設資源都能夠高效運行，全新的多通道DMA(直接存儲器訪問)選擇器模塊(DMAMUX)的引入讓GD32L233系列MCU能夠靈活協調外設和DMA之間的路由，讓幾乎所有外設功能都可以和存儲器之間進行高速數據傳輸。

GD32L233系列MCU產品組合和性能參數

豐富場景，一“芯”觸達

兆易創新GD32L233系列MCU藉由業界領先的超低功耗工藝制程，以行業領先的Arm Cortex-M23 32位處理器內核，搭配專門優化的低功耗IP，超高的GPIO復用率更讓新產品領跑行業。令眾多對能效敏感的典型嵌入式應用能夠真正地做到高效節能、持久續航，典型應用場景如工業表計、小型消費電子設備、便攜式醫療設備、電池管理系統、數據采集與傳輸等。

低流待機，高速喚醒

從產業發展情況來看，工業表計和數據采集與傳輸等領域都具備規模巨大且高速增長的特點。以工業表計市場為例，根據知名市場調研機構ReportLinker的統計數據，在全球工業表計市場，僅智能電磁流量計2020年的市場規模就達到1387億美元，2025年將達到2360億美元，年復合增長率達11.2%。

在相關設備的設計方面，低功耗特性是MCU能夠應用于這些領域的“敲門磚”。通過集成全新設計的電源管理單元，兆易創新GD32L233系列MCU提供包括部分睡眠、深度睡眠和按鍵喚醒等在內的多達六種低功耗模式，讓設計人員無需為產品續航分心。

在相關設備的應用方面，頻繁喚醒和休眠是工業表計和數據采集與傳輸等應用領域的典型特征，如果MCU器件能夠幫助設備更好地契合這種狀態規律，設備的續航時間將更為長久。為幫助用戶解決這一設計挑戰，GD32L233系列MCU不僅擁有多個喚醒源，且喚醒時間低于10uS，保證設備能夠在運轉和休眠狀態間自如的切換。

此外，為了方便人們從工業表計和數據采集與傳輸等設備上獲取測量數據，人機界面(HMI)成為系統和用戶之間重要的交互媒介。GD32L233系列MCU支持段碼LCD顯示，并提供8*28段和4*32段兩種格式。通過對這種廣泛存在、簡單易用、小巧省電的顯示方式的支持，增加新系列MCU的適用范圍，并加快相關設備的設計開發。

高度集成，降低成本

隨著萬物互聯的時代來臨，智能家居產品的種類和出貨量呈現井噴式的增長。其中，智能門鎖作為代表性產品已被長租公寓、酒店地產、年輕消費者等群體所廣泛地接受和采用。隨著智能家居產業的不斷滲透，智能門鎖將持續成為市場的主要需求之一。

目前，智能門鎖的銷售單價從幾百元到幾千元不等，伴隨著更多廠家涌入這個賽道，這一類設備的產品開發對器件的功耗、尺寸和集成度有著高要求。兆易創新GD32L233系列MCU的待機電流可低至0.4uA，豐富的標準和高級通信接口，以及高達93%的GPIO復用率，特別適用于智能門鎖主板上的主控MCU。

此外，兆易創新還提出了智能門鎖打包解決方案，包含3顆MCU、1顆指紋sensor以及1顆Flash。其中門鎖主板使用GD32L233系列低功耗MCU，無線通訊模組使用GD32W515系列Wi-Fi MCU，而指紋模組則集成了GD32FFPR系列專用MCU和GSL指紋傳感器，可幫助客戶快速完成產品開發。憑借著兆易創新不斷強化的成本優勢，智能門鎖方案的總擁有成本將從中受益，進而推出更具性價比的多合一開鎖產品，讓設備受到更多消費者的歡迎。

規避風險，安全運行

在電池管理系統(BMS)中的應用體現出GD32L233系列MCU在提高電池利用率和電壓異常保護方面的出色能力。電池管理系統又被稱為“電池管家”，負責監控電池的狀態，管理和均衡各個電池單元，在通信網絡、物流冷鏈、新能源領域有廣泛應用。

根據Allied Market Research發布的分析報告，2019年全球電池管理系統市場規模為58.1億美元，2020年至2027年將以20.2%的復合年增長率快速增長，在2027年達到248.3億美元的市場規模。

為助力電池管理系統的快速發展，兆易創新GD32L233系列MCU集成多項創新功能，包括全功能日歷型RTC、可編程電壓監測器(PVD)和可編程欠壓復位保護(BOR)等。從而在BMS系統的電池控制模塊(BCU)、電池電子模塊(BEU)、漏電檢測模塊(LDU)三大主要功能模塊中發揮重要作用，時刻監控全系統和單模塊的電池電量，并在電壓異常時喚醒MCU，執行編程好的保護程序。

為了幫助廣大開發者快速上手GD32L233系列MCU，與之配套的學習、開發工具也已經同步推出，其中入門級學習套件有GD32L233C-START和GD32L233K-START，全功能評估板為GD32L233R-EVAL。兆易創新GD32L233系列MCU及配套工具均已量產出貨。

毫無疑問，憑借均衡出色的低功耗表現以及豐富的I/O和外設資源，GD32L233系列MCU能夠讓眾多嵌入式應用領域獲益，基于新系列MCU的設備在性能、功耗和成本方面都將極具優勢。

原文標題：創新設計提供出色能效，GD32 MCU瞄準低功耗應用場景

文章出處：【微信公眾號：電子發燒友網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

審核編輯：湯梓紅