兆易创新芯片代理GD32L233系列低功耗MCU全新的功率管理芯片进军亿级耳机TWS市场，业内先进的半导体器件供应商兆易创新(GigaDevice)正式推出基于Arm®Cortex®-M23内核MCU的新成员，GD32L233系列的主流低功耗微处理器。GD32L233系列MCU具有多种运行模式和休眠模式，提供优良的功率消耗效率和佳的处理性能。它具有更丰富的外部资源和应用灵活性，比行业内同类型的低功耗产品更多，为系统级能源效率的持续提高开辟了道路，广泛应用于工业仪表、小型电子设备、便携式医疗设备、电池管理系统、数据采集和传输等典型市场。兆易创新芯片代理GD32L233产品组合提供了4种封装类型共10个型号的选择，现已开始提供样品和开发板，并在十一月正式批量供应。
GD32L233系列Cortex®-M23内核低功耗MCU：
一、崭新的技术和芯片设计，打造出先进的低功耗产品
芯片设计过程中贯穿着低功耗的思想，从制造工艺演变、设计理念的演变和芯片结构的创新等各个方面。崭新的GD32L233低功耗系列MCU产品，有效优化系统功耗：
1）以超低功耗工艺为基础。GD32L233系列MCU采用行业先进的40nm超低功耗(ULP)制造技术，低漏电物理单元从硬件层面上降低功耗。
2）专为低功率模拟IP优化。节能型终端设备通常处于待机状态，可以随时唤醒，这也决定了该芯片的部分模拟电路和外部器件都处于常开状态。GD32L233系列MCU产品集成了低功耗优化的模拟IP，有效地降低了能耗。
3）运用小功率数字设计的方法。新芯片遵循多种低功耗数字设计思想，尤其是多电压域设计。通过多个工作模式，芯片可以控制空闲模组的通断通断，避免不必要的能量损失，进一步加强低功耗特性。
二、大限度地提高了功耗，降低了应用寿命
兆易创新芯片代理GD32L233系列MCU的大主频是64MHz，它集成了从64KB到256KB的嵌入式eFlash和16KB到32KB的SRAM，还有各种增强I/O和连接两个APB总线的外部资源。继续使用业界先进的芯片Cortex®-M23内核，它简化了功能强大的Armv8-M指令集，并经过全面优化的总线设计，实现了高效率、高效率、高效率、高效率的嵌入式应用场景。
GD32L233系列MCU实现了卓越的功率消耗效率，使深度睡眠(Deep-sleep)电流下降到2uA，唤醒时间小于10uS，而待机(Standby)电流为0.4uA。在深睡眠模式下，可以由多种系统时钟、外部接口触发，支持LowpowerTimer,LowpowerUART,RTC,LCD，标准I2C,USART等等。该芯片提供的电压是1.7-3.6V，并且支持电池(Vbat)供电。这款全新设计的电源管理单元提供了多达六种低功耗模式，包括部分睡眠，深度睡眠，按键唤醒等等，其中大功率全转速工作模式，只有66uA/MHz，具有极好的能效比。采用柔性供电方式，可以降低平均功率消耗，延长电池寿命。
三、大量外部设置界面，提供更多创新选择
1）新的MCU具有丰富的外部接口来增强连通性，GPIO的复用率达到93%。通过比较市场上同类的低功耗MCU，同样封装的产品可以释放更多I/O资源。除电源供电外，其它I/O接口也可用于配置更多功能，大大满足用户开发的需要。
2）GD32L233系列MCU提供多到4个通用的16位计时器，2个基本计时器，1个32位的低功耗计时器，及标准及高级通讯接口：多至2个USART,2个UART,1个低功耗LPUART,3个I2C2台SPI,1台I2S,1台USB2.0FS控制器。这其中的32位LowpowerUART可以在Deep-sleep1/2模式下运行并唤醒MCU。仿真外设方面，1ADC为12位采样速率1MSPS,1MSPS为1、12位DAC和2。
3）兆易创新芯片代理GD32L233产品引入了新的多通道DMA选择器模块(DMAMUX)，提高了外部设置和DMA之间路由的灵活性。DMA功能可以独立配置，几乎适用于任何外部设备。该芯片将功能日程式RTC、程控电压监测器(PVD)和可编程欠压复位保护(BOR)集成在一起，随时监测电池电量和电压的异常情况，唤醒MCU。它支持LCD片段显示，提供8*28段和4*32段的格式。同时采用精密温度传感器，精度可达±5℃，特别适用于便携式个人健康监护设备，如血氧仪、血压计等，以及环境监测传感器的应用。
兆易创新在IoT细分赛道上，全新的功率管理芯片瞄准了亿级TWS市场，相对于数字芯片不断追求新工艺、实现更高性能、抢占前沿市场这一激进战略，模拟芯片往往采用成熟的生产工艺，并长期维持小幅度的市场增长，多少有些不温不火。近几年，随着IoT应用的异军突起，在表面平静的蓝海下，模拟芯片市场格局暗流涌动，悄然变化。就拿模拟芯片的一个重要分支-电源芯片来说，据统计，在全球大功率芯片制造商中，有30多家中国公司。虽然中国的电源芯片厂商市占率仍处于劣势，但总体出货量逐年上升。我们很容易发现，IoT的蛋糕在不断地做大，典型的变化就是一年发货量可达亿的TWS耳机产品！
TWS应用中，除了人机交互、声音质量、噪声降低等重要功能外，还面临一个不容忽视的挑战：续航。在体积较小的TWS耳机中，内置的电池容量注定是TWS的一大缺点。因此，业界给出的解决办法就是在不能提高耳机单次续航的前提下，提高耳机的充电效率，这也是TWS逐渐加入快充功能的原因，并有效地推动了电源管理芯片的突破！
功率管理芯片(简称PMIC)作为电力供给电子设备的心脏，在TWS应用中发挥着重要作用。举例来说，耳机仓PMIC，它主要有两个功能：一是负责充电室内电池的充电，二是负责充电室内电池的升压输出，以及对耳机进行快速充电。另外，还需要依靠PMIC实现实时安全保护功能，防止内置锂电池过充、过放、过流、短路等。
有关资料显示，全球品牌TWS耳机2020年的出货量约为2.5亿副，预计2024年全球品牌TWS耳机的出货量将达5.51亿副，年复合增长率达19.8%；白牌TWS耳机的出货量将达到“只多不少”。这就是说，PMIC的出货量也会与其相匹配，以达到每年数亿的规模，并在未来数年保持不饱和的市场需求。同时，中国的芯片制造商也在积极的进军PMIC的领域，并且有望在TWS市场上与全球大厂正面交锋。
兆易创新新的电源管理芯片GD30WS8805系列在高效、高集成方面取得了新的突破。本系列芯片具有超低静态电流，在休眠模式下，耗电电流小于5μA；支持对电池大充电电流1.2A；高600mA充电电流，采用开关式充电，BOOST转换效率达95%，在行业内先进水平，热耗降低了，还能与行业主流的Arm®Cortex®M23系列GD32E230系列入门级MCU，可为TWS耳机充电器仓提供全功率管理方案。
全新的兆易创新芯片代理GD30WS8805电源管理芯片具有低功耗、高效率等特点，可以延长耳机电池的使用寿命。一般来说，TWS耳机电池的损耗主要发生在充电过程中，此时内部电路通过升压转换器提高电压，从而实现充电。所以，选用低功耗升压变换器，可有效降低电池损耗，延长电池寿命；GD30WS8805以低静态功耗的优势，成为具有市场竞争力的选择。当然，影响电池寿命的因素还包括充电周期、使用环境、电芯材料等，兆易创新正积极与合作伙伴共同探讨降低耳机电池损耗的技术方法。
同时，随着TWS应用不断深入，不仅仅是人机交互、高清音质、主动降噪等功能也日趋完善，即使是电源管理芯片的集成程度也在不断提高，充电管理二合一、三合一、甚至六合一的电源方案，更不说快充，无线充电等技术也不断融入其中。
例如GD30WS8805可以实现六种功能，如充电，放电，通讯，保护，耳机探测，LDO。另外，还可为充电盒、耳机电池和MCU供电，实现三合一充电管理，也可与GD32MCU配合，通过I2C总线自由配置充电过程中的恒流充放电电流、跳转电压等参数，完成了TWS电源管理系统的智能控制。值得注意的是，兆易创新芯片代理GD30WS8805内置的LDO能够提供一个输出50mA,3.3V的电源，供电外部电路；由于不需要附加设备，因此减少了该方案的总体开销，这是行业中非常罕见的实践，因而得到TWS行业用户的广泛关注，部分头部用户已开始导入并实现大规模量产。
与仅购买功率管理芯片相比，产业链下游的OEM企业，ODM厂商倾向于采用一种一站式电源管理方案，在降低研发成本的同时，加快产品上市时间。为满足这一客户需求，兆易创新以“MCU+PMIC”为基础，以MCU系列中广泛应用的MCU产品线优势，结合客户实际需求，形成全新的一站式电源管理方案。
GD32E230F-TWS板是兆易创新主要推送电源管理开发平台。这个开发板采用Cortex®-M23内核的GD32E230F4V6芯片作为主控MCU，与PMICGD30WS8805进行I2C接口，实现单节锂电池及耳机的充放电管理。这种包装方案并不是每一家工厂都可以提供的，而且更考验原厂的研发能力。与此同时，MCU主控MCU的选型也十分灵活，可根据客户的需求，选择不同的性能、价格、标尺、规格大小的MCU产品，兆易创新本身也有非常丰富的MCU产品线供客户挑选。用户可自由组合实现各种高性能、低成本的TWS应用方案。
其中电源管理芯片兆易创新芯片代理GD30WS8805具有三种工作模式，分别为USB模式、BAT模式和Sleep模式。当USB插入、耳机插入、充电结束等状态发生时，内寄存器对应的位将改变，同时发出中断脉冲，让MCU读出寄存器的变化值，进行相应的充放电管理。USB模式下，可同时为充电盒的锂电池和耳机充电，耳机充电优先。这两个耳机都有独立的双通道充电环，并且可以对一只耳机进行充电。此外，GD30WS8805还具有多种保护及检测功能，如电池过压、过流、过温保护、耳机过流保护、USB插拔检测、耳机插入拔出检测等。
该电源管理芯片GD30WS8805现已成功打入市场，且已大批量出货，兆易创新的下一代PMIC产品也在TWS市场深耕不断，对于充电电流的进一步突破，将会加快耳机仓快充功能的普及；以及进一步缩小封装尺寸，适合便携开发需求。毋庸置疑，兆易创新正在扩大IoT领域的应用范围，在MCU、存储、传感等多元化布局上，进一步探索电源和信号链等模拟芯片的创新，从而形成广泛产品组合的卓越竞争力！