GD32芯片移植完全攻略

GD32是国产兆易创新公司生产的完全兼容STM32系列的Cortex-M3处理器，具有几大亮点：
1，高主频108MHz。性能提升30%以上，可超频到120MHz
2，Flash零等待。STM32的72MHz需要两个等待，其实兆易创新公司本来就是做Flash起家的，具有gFlash专利
3，采用ARM Cortex-M3新内核R2p1。STM32采用R1p1，带有一些缺陷
4，性价比高。GD32比对应的STM32芯片一般便宜20%，某些芯片便宜30%以上

收到样片GD32F103VET6后，替换STM32F103VET6，写入最新版本TinyBooter和MF固件，以及MF测试例程，全部一次性通过！
兼容性非常好。
不过我们不能满足于此，MF固件默认跑在72MHz主频，Flash还是使用两个等待，我们需要测试更高速度！
于是根据官方的资料，修改主频为108MHz，Flash为零等待。

RCC->CFGR |= (uint32_t)(0x08000000 | RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLXTPRE_HSE_Div2 | RCC_CFGR_PLLMULL12);

修改以后发现USB无法识别，串口一团糟！
上面是网上能找到的最多的资料，意思是HSE/2*(12+15)，除以2和12都可以理解，15哪里冒出来的就实在不懂了。

请求官方技术支持，几分钟后得到邮件回复。
大意是108MHz无法分频得到USB所需要的48MHz，STM32本来支持1分频和1.5分配，然后GD32在这方面扩展了2分频和2.5分配。所以，如果想要使用USB，要么降频到96MHz，要么超频到120MHz，这样分别使用2分频和2.5分配即可得到USB所需要的48MHz。
这就说明GD32无法在标准108MHz下使用USB，好杯具！！！

另外，关于串口乱码的问题，给我的答复是修改RCC_GetClocksFreq函数：

void RCC_GetClocksFreq(RCC_ClocksTypeDef* RCC_Clocks)
{
  uint32_t tmp = 0, pllmull = 0, pllsource = 0, presc = 0;

  /* Get SYSCLK source -------------------------------------------------------*/
  tmp = RCC->CFGR & CFGR_SWS_Mask;

  switch (tmp)
  {
    case 0x00:  /* HSI used as system clock */
      RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = HSI_VALUE;
      break;
    case 0x04:  /* HSE used as system clock */
      RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = HSE_VALUE;
      break;
    case 0x08:  /* PLL used as system clock */

      /* Get PLL clock source and multiplication factor ----------------------*/
      pllmull = RCC->CFGR &((uint32_t)0x203C0000);
      pllsource = RCC->CFGR & CFGR_PLLSRC_Mask;
      
    if(((pllmull)&(0x20000000)) != 0)
          pllmull = (((pllmull)&(0x003C0000)) >> 18) + 17;
      else
          pllmull = ( pllmull >> 18) +2;
      
      if (pllsource == 0x00)
      {/* HSI oscillator clock divided by 2 selected as PLL clock entry */
        RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = (HSI_VALUE >> 1) * pllmull;
      }
      else
      {
        /* HSE selected as PLL clock entry */
        if ((RCC->CFGR & CFGR_PLLXTPRE_Mask) != (uint32_t)RESET)
        {/* HSE oscillator clock divided by 2 */
          RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = (HSE_VALUE >> 1) * pllmull;
        }
        else
        {
          RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = HSE_VALUE * pllmull;
        }
      }
      break;
    default:
      RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency = HSI_VALUE;
      break;
  }

  /* Compute HCLK, PCLK1, PCLK2 and ADCCLK clocks frequencies ----------------*/
  /* Get HCLK prescaler */
  tmp = RCC->CFGR & CFGR_HPRE_Set_Mask;
  tmp = tmp >> 4;
  presc = APBAHBPrescTable[tmp];
  /* HCLK clock frequency */
  RCC_Clocks->HCLK_Frequency = RCC_Clocks->SYSCLK_Frequency >> presc;
  /* Get PCLK1 prescaler */
  tmp = RCC->CFGR & CFGR_PPRE1_Set_Mask;
  tmp = tmp >> 8;
  presc = APBAHBPrescTable[tmp];
  /* PCLK1 clock frequency */
  RCC_Clocks->PCLK1_Frequency = RCC_Clocks->HCLK_Frequency >> presc;
  /* Get PCLK2 prescaler */
  tmp = RCC->CFGR & CFGR_PPRE2_Set_Mask;
  tmp = tmp >> 11;
  presc = APBAHBPrescTable[tmp];
  /* PCLK2 clock frequency */
  RCC_Clocks->PCLK2_Frequency = RCC_Clocks->HCLK_Frequency >> presc;
  /* Get ADCCLK prescaler */
  tmp = RCC->CFGR & CFGR_ADCPRE_Set_Mask;
 tmp = (tmp >> 14)+(tmp >> 26);
  presc = ADCPrescTable[tmp];
  /* ADCCLK clock frequency */
  RCC_Clocks->ADCCLK_Frequency = RCC_Clocks->PCLK2_Frequency / presc;
}

大概意思是判断一个标识位，如果有那个标识位，则采用另一条公式来计算倍频。暂时猜测那个标识位是GD32专用。
但是这样解决不了我的问题，我们的MF系统采用的是寄存器设定波特率，根本就没有使用库函数。我就想理清思路搞清楚这里为什么要这样修改，然后我依葫芦画瓢同样操作寄存器。结果我失败了，这里的17跟上面的15同样莫名其妙，不过+17比下面原来的+2刚好多了15，看来有什么关系。

就以0x20000000作为切入口，查看它在RCC->CFGR中的用途。

果然是GD32专用，0x20000000是第29位保留位。
小飞觉得这一位跟前面的15有关，那么我们尝试把前面分频使用的0x08000000改为0x20000000试试

RCC->CFGR |= (uint32_t)(0x20000000 | RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLXTPRE_HSE_Div2 | RCC_CFGR_PLLMULL12);

这个时候系统跑起来了，串口没有乱码，但是USB口不能使用，当然了，USB在108MHz不能用呀。
这样子算是解决了串口乱码这个问题。
但是有个非常奇怪的问题，Keil调试看到系统时钟是48MHz，通过寄存器换算也是，百思不得其解！
花哥提醒，Keil的RCC调试界面是为STM32准备的，看GD32的特殊频率可能不准。
其实关键就在于这个29位，由于它的存在，导致RCC_GetClocksFreq函数计算108MHz分频时忽略了29位，从而得到48MHz，也就是8M/2*12，那个15不见了。
因此，GD32新手需要修改RCC_GetClocksFreq是为了让频率计算结果为108MHz，从而解决串口乱码问题。而我用0x0800000分频的时候，MCU实际工作在48MHz，然后在串口那里计算波特率的时候，我使用了108MHz。两者犯了不同的错误，导致了相同的结果，然后歪打正着解决了这个问题。
之前很多人让我等比例换算频率，108M是72M的1.5倍，然后在波特率那里也这样算。但是我不服气，因为F407是168M，也是这个公式。
结论表明：串口乱码的关键是计算波特率的频率必须与实际MCU频率相符！

对于MF系统来说，不能使用USB是不可原谅的，于是我们测试96MHz和120MHz，分别12倍频和15倍频，USB分别2分频和2.5分频，非常好算！
通过Keil调试发现系统成功工作在96MHz和120MHz，但是显示的USB频率有时是64MHz，有时是96MHz/80MHz/120MHz，很是莫名其妙！
PC无法发现USB设备，非常郁闷！
后来无意中清空一次芯片Flash后才明白，原来是TinyBooter工作在120MHz已经启动，但是TinyCLR还跑在72MHz，导致发现不了USB。
重新编译TinyCLR到120MHz后解决问题，发现USB。
并且，在刷写TinyCLR的时候，速度明显加快，大概100k Byte/s

实际上这些问题可能不是很难，但是官方没有统一的详细的文档（没有说清楚为什么那样子改）。
事后在网上发现一个信息：

Q：GD32F105/107系列MCU 配置为108MHz有何不同？
A：通过Clock configuration register (RCC_CFGR) 中，第21：18位为PLLMUL[3:0]，再结合第29位PLLMUL[4]组成5 位的位域来确定PLL 倍频系数，
      即通过软件配置来定义PLL 的倍频系数，且PLL 输出频率绝对不得超过最高主频(108MHz)。

真是坑爹呀，有木有？？？

120MHz主频，加上Flash零等待，性能提升应该不止50%了吧，对于性能不足的MF来说，可是极大的利好！
至于是否稳定，咱不懂，直接装上流水线试试！

End.

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　转石头大哥