GD32A503

UWB数字钥匙指的是利用UWB超宽带技术的精准定位、高安全等特性,让以智能手机为媒介的智能终端能够以较为安全的方式存储、验证和共享车辆的数字密钥,进而实现无钥匙开车锁和启动车辆、个性化设置及ADAS相关功能设置,提升用车便捷性。UWB数字钥匙的实现必须依赖具备UWB功能的智能手机、手表、手环等终端。

UWB已是数字钥匙中采用的第三代通信技术,与第一代近场通信(NFC)、第二代蓝牙(BLE)相比,UWB在定位精度、安全性、功耗以及应用拓展方面优势明显,其定位可达到厘米级。

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风算WP UWB数字钥匙方案

以GD32A503车规级MCU为主控芯片,搭载高性能UWB芯片和蓝牙芯片实现UWB数字钥匙。用户只需手机/智能手表,便能够支持车外感应区、迎宾区、解锁区的划分与覆盖范围的灵活调整。可精准适配灯光指示、无钥匙进入、一键启动等交互功能。也可复用车端UWB硬件实现UWB雷达功能,实现UWB活体雷达和UWB脚踢雷达等。

风算的UWB数字钥匙解决方案从硬件角度由六块集成电路板组成:五块FS_UWB_A503开发板、一块钥匙端开发板。

∎ FS_UWB_A503开发板

围绕兆易创新GD32A503系列车规级MCU为核心设计的开发板,此开发板充分利用了A503强大的核心资源。风算UWB数字钥匙方案由四块FS_UWB_A503开发板布置在车辆外围四角,一块FS_UWB_A503开发板布置在车内中控位置构成4个从锚点、1个主锚点。通过钥匙端运动传感器检测到移动或震动时,唤醒BLE广播,做前期连接配置UWB以及低功耗管理。当BLE与车身基站配对成功后,钥匙端的UWB与各个UWB锚点开始测距。车内主锚点BLE与钥匙端配对成功后将唤醒从锚点进行测距,并同时将距离信息发送至BCM,由BCM控制整车状态。该开发板包含模拟车内12v(锚点端、USB5V(调试用))USB端口可通过跳线帽分开调试MCU与BLE。

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▲风算WP UWB数字钥匙方案

FS_UWB_A503开发板

本解决方案电路设计配置简单、灵活,其他控制外围不需做更多的修改,硬件系统框图如下所示:

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▲风算WP UWB数字钥匙方案硬件系统框图

GD32A503系列车规级MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器,该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为多种电气化车用场景提供主流解决方案,遵循车规级设计理念和生产标准,符合车用高可靠性和稳定性要求。

GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景,如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统,以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制,GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统,如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

∎ 供应链管理符合汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证

∎ 遵循汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性标准

∎ 基于Cortex®-M33内核,工作频率100MHz,闪存访问0~3等待时间,以获得最大效率

∎ Flash: 128KB/256KB/384KB

∎ SRAM: 24KB/32KB/48KB

∎ 提供两个12位ADC,一个DAC,一个比较器,最多一个通用的16位计时器,两个基本计时器,四个PWM高级计时器

∎ 标准和高级通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

∎ 触发选择控制器(三角形)、多功能通信接口(MFCOM)、DMA请求多路复用器(DMAMUX)

∎ 供电电压:2.7V~5,5V

∎ 工作温度范围:-40~+125°C

因该产品需要硬件在工作中进行监控,以确保安全稳定工作:

∎ 电压:规定工作范围(9V到16V)可靠工作。低压和高压进行不工作保护

∎ 电流:集成电流保护,确保电机正常工作

∎ 温度:片内集成温度传感器,可自定义过温关断阈值(最高125°C)

技术参数

项目

技术指标

芯片工作电压

2.7V~5.5V

处理器

Arm® Cortex®-M33 100MHz

存储

384KB Flash + 48KB SRAM

数字钥匙

UWB数字钥匙

定位精度

精度达厘米级别

UWB锚点个数

4个从锚点+1个主锚点

工作温度

-40~+125°C

供电电压

12V

物理尺寸

长71.8mm, 宽52.1mm, 高15.0mm


方案展示

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▲FS_UWB_A503开发板

来源:GD32MCU

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围观 107

随着现代汽车技术的不断发展,人们追求更加舒适和便于操作的驾驶环境。因此,越来越多的汽车上安装了电动车窗,从而实现车窗的自动升降。然而,由于电动车窗上升速度较快且驱动力较大(最强可达52.6公斤),在电动车窗接近顶端时,如果没有保护措施,很容易夹伤乘客,尤其是对儿童乘坐形成较大安全隐患。因此,基于乘客安全和乘坐舒适度考虑,电动车窗需要有防夹功能。电动车窗防夹可用于汽车电动车窗、电动天窗玻璃的防夹伤控制以及升降电机的过载保护。

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防夹功能主要是指当车窗上升的过程中遇到障碍物(如手、头等)时,可以识别出车窗处于夹持状态,并令其立即停止上升并反向下降,从而避免事故的发生。防夹玻璃升降器按防夹形式可分为接触式防夹和非接触式防夹。接触式防夹就是指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上,才会自动停止玻璃上升工作。接触式防夹按照传感器类型不同又可以分为霍尔式防夹和纹波防夹。

目前市面上较多的车窗防夹的方法是霍尔传感器方法,受限于霍尔传感器的成本,大多数低端车型并没有采用全部车窗/天窗防夹,只有一部分高档车才会在所有电动车窗应用。新技术纹波防夹是检测电机堵转电流实现防夹,而且检测电流相对更容易一些,利用转子转动过程中,电刷在电级间切换产生纹波电流,并对这种电流波动进行采样、分析和控制。与霍尔防夹相比,纹波防夹减少了连接的线束数量、纹波防夹电机不需要转子上的磁环、霍尔元件,降低了车窗控制器总成的成本,因此得到越来越多主机厂的青睐,尤其是注重乘坐体验的新能源汽车,在不增加成本的同时提高了乘坐舒适度和安全性。

风算WP车窗纹波防夹方案

以GD32A503车规级MCU为主控芯片,搭载车规级预驱芯片和MOS 管,实现基于有刷电机的纹波防夹控制解决方案,可达到车窗防夹力度、区域可调,有效降低车窗夹伤乘客安全隐患、提高汽车安全性、舒适度和便于操作的驾驶环境等指标。

风算的车窗纹波防夹解决方案从硬件角度由两块集成电路板组成,包括MCU核心板 、纹波防夹驱动板。

∎ MCU核心板

围绕兆易创新GD32A503车规级MCU为核心设计的MCU核心板,此MCU核心板充分利用了GD32A503强大的核心资源,配备了丰富的外围接口,基于模块化设计,可以使车窗防夹力度、区域可调;该核心板不仅仅可搭配车窗纹波防夹方案,还可拓展搭配多种汽车解决方案使用。

∎ 纹波防夹驱动板

用户按下相应的按键开关后由输入检测芯片识别并反馈给MCU,此时MCU发送对应的指令给相应电机驱动,进而驱动有刷电机正反转控制车窗升降。同时控制板的ADC进行电流采样并反馈给MCU,当MCU监测到有刷电机电流异常增大时(车窗夹手时阻力增大会导致电流异常),发送指令给电机驱动,使有刷电机反向转动。车窗升降时MCU通过ADC采样结果计算出有刷电机转动距离,到达指定高度后停止有刷电机转动。

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▲风算WP车窗纹波防夹方案板

本解决方案电路设计配置简单、灵活,其他控制外围不需做更多的修改,硬件系统框图如下所示:

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▲风算WP车窗纹波防夹方案硬件系统框图

GD32A503系列车规级MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器,该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为多种电气化车用场景提供主流解决方案,遵循车规级设计理念和生产标准,符合车用高可靠性和稳定性要求。

GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景,如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统,以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制,GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统,如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

∎ 供应链管理符合汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证

∎ 遵循汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性标准

∎ 基于Cortex®-M33内核,工作频率100 MHz,闪存访问0~3等待时间,以获得最大效率

∎ Flash: 128KB/256KB/384KB

∎ SRAM: 24KB/32KB/48KB

∎ 提供两个12位ADC,一个DAC,一个比较器,最多一个通用的16位计时器,两个基本计时器,四个PWM高级计时器

∎ 标准和高级通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

∎ 触发选择控制器(三角形)、多功能通信接口(MFCOM)、DMA请求多路复用器(DMAMUX)

∎ 供电电压:2.7V~5,5V

∎ 工作温度范围:-40~+125°C

因该产品需要硬件在工作中进行监控,以确保安全稳定工作:

∎ 电压:规定工作范围(9V到14V)可靠工作。低压和高压进行不工作保护

∎ 电流:集成电流保护,确保电机正常工作

∎ 温度:片内集成温度传感器,可自定义过温关断阈值(最高125°C)

∎ 诊断功能: 集成电机开路,短路诊断功能

技术参数

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方案展示

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▲纹波防夹MCU核心板

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▲纹波防夹驱动板

来源:GD32MCU

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围观 37

汽车安全行驶对整车照明系统的要求正在向智能化方向发展。前大灯位于汽车前端两侧,前期有各种各样的实现包括氙气灯、LED灯等等光源技术。矩阵大灯对汽车照明系统朝着安全性和智能化兼具的方向发展起到了重要推动作用。矩阵大灯可以精细控制到每一个小灯珠,从而让车灯具有智能化指示,对汽车的安全行驶起到了有力保障。

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矩阵大灯是依照引流矩阵的形式布局LED大灯,由若干颗LED灯珠组成,可以依照远方的灯光效果全自动调节车灯,实现了对每颗灯珠的控制做到独立开关ON/OFF并能实现亮度调节。例如可以自行开启或关掉车灯、自行转换近/远光灯、自动调节直射相对高度等,其功能除了可以对道路照明的需求,也能做到照明区域的精准指向。

矩阵LED大灯上设立了多个的照明分区,每个分区内的LED灯珠都可以在被独立控制开启、关闭,并进行亮度调节,从而实现大灯的自动开闭、自动切换远近光灯、防眩目远光灯、自动调节照射高度等功能。其优势就是矩阵式大灯能更加精准、更加安全实现多光型、多区域、高精度照明,以确保行车安全。

据不完全统计,全球有三分之二的交通事故都是在夜间发生,在我国夜间驾驶事故更是占到了交通事故总数的50%以上,因而智能灯光技术就显得尤为重要。矩阵大灯能够在各种路况之下清晰地照亮驾驶员前方的道路,每一个LED的发光原件都能够独立调节亮度控制开关。夜间行驶过程中,无论是会车或是前方有行人等情况下,矩阵大灯可以熄灭部分灯珠或者基于智能化系统进行每颗灯珠的明暗度调节,防止危险情况发生,有效提升夜间行车安全系数及驾驶体验,在前照大灯的安全性上提供了有力保障。

普通LED大灯只有两组灯组,一个为近光灯,另外一个为远光灯。而矩阵式LED大灯的两组灯组当中又分出了很多组,LED灯珠都能够独立操控,灵活的运用能够提高大灯的功能性与延展性,所以矩阵式大灯在夜间行驶的时候作用是至关重要的。

风算科技Windpute LED矩阵前大灯是基于GD32A503车规级MCU,结合LED驱动器和像素控制器的车灯解决方案,有效提升夜间行车安全系数及驾驶体验、实现智能会车等功能。

风算科技的矩阵大灯解决方案从硬件角度由三块集成电路板组成,包括MCU核心板、LED驱动板和LED矩阵灯板。

MCU核心板

围绕兆易创新GD32A503设计的MCU核心板,充分利用了GD32A503先进的 Cortex®-M33内核和存储资源,配备了丰富的外围接口,基于模块化设计,未来不仅仅可搭配矩阵大灯方案,还可拓展搭配多种汽车解决方案使用

LED驱动板

利用LED驱动器通过一路SPI实现与MCU的信号连接,同时设计升压电路,实现可编程的电压电流信号输出至LED矩阵灯板

LED矩阵灯板

通过像素控制器接收LED driver功率信号,以及另一路SPI实现与MCU信号连接,最终展现可控的LED方案,确保每个LED像素亮度可调

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本解决方案电路设计配置简单、灵活,其他控制外围不需做更多的修改,硬件系统框图如下所示:

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GD32A503系列车规级MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器,该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供主流解决方案,遵循车规级设计理念和生产标准,符合车用高可靠性和稳定性要求。

∎ 供应链管理符合汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证

∎ 遵循汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性标准

∎ 基于Cortex®-M33内核,工作频率100 MHz,闪存访问0~3等待时间,以获得最大效率

∎ Flash: 128KB/256KB/384KB

∎ SRAM: 24KB/32KB/48KB

∎ 提供两个12位ADC,一个DAC,一个比较器,最多一个通用的16位计时器,两个基本计时器,四个PWM高级计时器

∎ 标准和高级通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

∎ 触发选择控制器(三角形)、多功能通信接口(MFCOM)、DMA请求多路复用器(DMAMUX)

∎ 供电电压:2.7V~5,5V

∎ 工作温度范围:-40~+125°C

LED 驱动器

∎ 单片Boost-Buck解决方案

∎ 9V~18V供电电压

∎ 两路LED串高达46V

∎ 电池电流纹波低的有源输入滤波器

∎ 可编程输入电流限制,高电流能力,每个输出高达1.6ADC

∎ 集成开关模式降压电流调节器

∎ 集成升压电流模式控制器

∎ 宽频率范围的集成PWM调光

∎ LED开关和调光的低EMC辐射

∎ 用于系统参数动态控制的SPI接口

因矩阵大灯产品需要硬件在工作中进行监控,以确保安全稳定工作:

∎ 电压:规定工作范围可靠工作。低压和高压进行保护

∎ 电流:采用电流保护机制,确保,在各种环境正常工作

∎ 温度:大功率器件进行监控,超过设定温度进行保护

∎ 器件保护:对器件损坏,系统检测并保护,避免再损坏其他部件和造成安全隐患

技术参数

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方案展示

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▲矩阵大灯MCU核心板

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▲矩阵大灯驱动板

来源:GD32MCU

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围观 283

业界领先的半导体器件供应商兆易创新GigaDevice (股票代码 603986) 发布首款基于Cortex®-M33内核的GD32A503系列车规级微控制器,正式进入车规级MCU市场。

全新MCU采用先进的车规级工艺平台,遵循车规级设计理念和生产标准,符合车用高可靠性和稳定性要求。该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级,为车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种电气化车用场景提供主流开发之选。GD32A503产品组合提供了4种封装共10个型号选择,已通过前期用户验证,目前正式开放样片和开发板卡申请。

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▲ GD32A503系列Cortex®-M33内核车规级MCU

车规级标准和设计理念,成就可靠产品

GD32A503新品采用40nm车规级制程和高速嵌入式闪存eFlash技术,并通过DFM可制造性设计及高测试向量覆盖,实现研发与制造的协同,以提升成品率和可靠性,满足严苛的车用市场需求。

GD32A503的开发基于汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade 1可靠性和安全性标准。流片、封装测试及生产供应链管理也已通过汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证。流程各环节引入零缺陷(Zero Defect)质量管控理念,特别强调预防系统控制和过程控制,进而保证产品品质。

值得一提的是,GD32A503系列MCU完整采用兆易创新自主研发的IP库设计,包含各类高品质高可靠的数字及模拟IP均经过几亿颗成熟量产检验。既提升车规产品的稳定性和一致性,又与GD32家族各系列一脉相承且无缝兼容,体现了GD32产品持续领先的发展创新基因。

主流型配置和优异特性,赋能车用创新

GD32A503系列MCU基于100MHz Cortex®-M33内核,配备384KB Flash和48KB SRAM,另有专用代码空间可配置为64KB DFlash/4KB EEPROM。芯片采用2.7-5.5V宽电压供电,工作温度范围-40~+125℃,工作寿命15年以上。

为实现多样化的车身控制和互联应用,GD32A503集成了多种通信接口增强连接能力,支持多达3个USART、2个I2C、2个SPI、1个I2S,还配备了2个CAN FD和3个LIN。根据开发应用需求,新增的MFCOM组件可以灵活配置为USART/SPI/I2C/LIN等接口,进一步提升了方案设计的灵活性。

芯片配备了1个通用16位定时器、2个基本定时器、4个PWM高级定时器。内部12位ADC采样速率可达1M SPS,还集成了快速比较器、DAC等高精度模拟外设以支持车用电机控制。

GD32A503的Flash/RAM支持ECC校验,数据通信支持CRC校验,还配备了高低电压监测(BOR/PDR)、时钟监测等功能,为系统安全稳定运行提供硬件保障。并以出色的静电防护及抗干扰(ESD/EFT)能力,应对汽车电子所必需的低失效率和高可靠性要求。

凭借众多优异特性,GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景,如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统,以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制,GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统,如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

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▲ GD32A503系列MCU产品组合

兆易创新产品市场总监金光一表示:“汽车产业正在经历着巨大的变革并体现出极大的增长潜力,MCU的发展已成为汽车电子智能创新的关键推动因素。全新GD32A503系列产品为汽车电气化的主流型应用需求开辟道路,与整车的资源需求高度契合。我们也将持续深化车规产品线布局,包括满足ISO26262功能安全标准ASIL-B/D等级的升级迭代产品也已在开发中。以贴合汽车用户需求的产品和解决方案,与合作伙伴一同提升产业影响力。”

产品级软件和解决方案,打造汽车生态

GD32A503系列产品支持AUTOSAR®汽车开放系统架构,提升软件和硬件模块的独立性,更易于不同设计之间的迁移。全新打造的产品级软件包提供了微控制器抽象层(MCAL)和内部驱动,可直接访问MCU及外设芯片,能够有效简化汽车软件上层应用的开发流程,增强代码通用性和复用度,缩减开发成本和周期。

全新MCU兼容Keil MDK/IAR EWARM/SEGGER/GCC等多种主流集成开发环境(IDE)。配套开发板卡则包括GD32A503V-EVAL全功能评估板以及GD32A503R-START、GD32A503C-START、GD32A503K-START入门级学习套件,对应于各类封装和管脚,方便用户开发调试。

得益于GD32家族丰富完善的生态系统,GD32A503芯片的开发资源也已准备就绪。用户沿用已有的GD32调试量产工具、技术文档、操作系统、软硬件平台即可开发车规级项目,持续发挥Arm技术优势并推动在汽车电子领域的普及。

兆易创新也携手业内多家Tier-1和方案厂商,持续构建车规MCU生态圈,为用户提供面向汽车市场差异化应用的解决方案,包括基于全新MCU的汽车仪表系统、单目预警摄像头、直流电机控制、电动调节座椅、冷却系统与散热器、汽车氛围灯带、先进外部照明等多种车用场景的参考设计。通过开发工具链的建设和生态系统的部署,简化并缩短终端设备的开发周期,加快量产进程。

* 所有商标、Logo和品牌名称均为其各自所有者的财产

关于GD32 MCU

兆易创新GD32 MCU是中国高性能通用微控制器领域的领跑者,中国最大的Arm® MCU家族,中国第一个推出的Arm® Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M23及Cortex®-M33内核通用MCU产品系列,并在全球范围内首个推出RISC-V内核通用32位MCU产品系列,已经发展成为中国32位通用MCU市场的主流之选。以累计超过10亿颗的出货数量,超过2万家客户数量,38个系列450余款产品选择所提供的广阔应用覆盖率稳居中国本土首位。

兆易创新GD32 MCU也是Arm®大学计划(University Program, AUP)中国首批合作伙伴、Arm® mbed™ IoT平台生态合作伙伴、RISC-V基金会战略会员、“兆易创新杯”中国研究生电子设计竞赛的冠名厂商。GD32以打造“MCU百货商店”规划发展蓝图,为用户提供最全面的系统级产品和解决方案支撑,构建智能化开发平台和完善的产品应用生态。更多信息欢迎访问GD32MCU.com。

关于兆易创新

兆易创新科技集团股份有限公司(股票代码603986)是全球领先的Fabless芯片供应商,公司成立于2005年4月,总部设于中国北京,在全球多个国家和地区设有分支机构,营销网络遍布全球,提供优质便捷的本地化支持服务。兆易创新致力于构建以存储器、微控制器和传感器业务板块为核心驱动力的完整生态,为工业、汽车、计算、消费电子、物联网、移动应用以及通信领域的客户提供完善的产品技术和服务,并已通过DQS ISO9001及ISO14001等管理体系的认证,与多家世界知名晶圆厂、封装测试厂建立战略合作伙伴关系,共同推进半导体领域的技术创新。欲了解更多信息,请访问:www.GigaDevice.com

来源:GD32MCU
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