WCH (Nanjing Qinheng) — производитель CH340 и CH32

Линейки продукции

WCH делит каталог на микроконтроллеры и интерфейсные микросхемы. Ядро QingKe совместимо с набором команд RISC-V и добавляет к нему свои функции: аппаратное сохранение регистров при прерывании (HPE), переход к обработчику без таблицы векторов (VTF) и отладку по двум или даже одному проводу. Частоты в таблице — из таблиц выбора на сайте производителя.

Интерфейсные микросхемы WCH — больше сотни изделий в четырёх группах: USB, Bluetooth, Ethernet и прочие (PCI и PCIe, расширители портов, аналоговые ключи, драйверы индикаторов).

Мосты USB–UART: CH340, CH343 и CH9102

Мосты USB–UART WCH ставят в переходники и на отладочные платы — например, на Wemos D1 mini стоит CH340C. Основные мосты по таблице выбора WCH и страницам изделий:

Буквы после CH340 обозначают исполнения: CH340C и CH340B — в корпусе SOP16, CH340N — SOP8, CH340K — ESSOP10, CH340E и CH340X — MSOP10, CH340G — SOP16 и CH340T — SSOP20 с внешним кварцем. В CH340B встроена EEPROM для серийного номера, в CH340K — три диода, которые не дают микроконтроллеру с отдельным питанием запитать мост через выводы, а CH340X — доработанный CH340E, выводы которого при питании 3,3 В выдерживают 5 В.

CH340 не относится к стандартному классу CDC, поэтому системе нужен драйвер именно для этого моста. WCH выкладывает CH341SER для Windows, CH341SER_LINUX для Linux и CH34XSER_MAC для macOS, а для Android — не драйвер, а библиотеку CH341SER_ANDROID, через которую приложение работает с мостом напрямую. В Linux CH340 обслуживает и модуль ядра ch341 — об этом в статье об интерфейсе UART. CH343 и CH9102 работают и со стандартным драйвером CDC, встроенным в систему; драйверы производителя к ним — CH343SER (VCP) и CH343CDC для Windows и CH34XSER_MAC для macOS, а драйвер для Linux к CH343 WCH на сайте не выкладывает и предлагает запросить его в поддержке.

Как подключить переходник к плате и найти порт, разобрано в ответе «Как подключить UART к компьютеру?», а сравнение CH340 с CP2102N, FT232R и PL2303 и допуск их встроенных генераторов — в той же статье об UART. Проверить мост можно прямо в браузере: терминал COM-порта открывает порт через Web Serial, а калькулятор скорости UART показывает, с какой ошибкой микроконтроллер получит нужную скорость.

Система обозначений

Правила обозначений микроконтроллеров CH32 WCH приводит в даташитах — например, в конце даташита CH32V003 (V1.8, с. 34–35), в разделе Series Product Naming Rules. Пример в самом документе — CH32V303R8T6.

Пример 1. CH32V003F4P6: V — RISC-V общего назначения, 0 — экономичная версия до 48 МГц, 03 — 16 КБ флеш-памяти с ОУ, F — 20 выводов, 4 — 16 КБ, P — TSSOP, 6 — от −40 до +85 °C. В главе 4 того же даташита CH32V003F4P6 и указан как исполнение в TSSOP20, а CH32V003J4M6 (J — 8 выводов, M — SOP) — в SOP8.

Пример 2. CH32F103C8T6: F — ядро Arm, 1 — базовая версия до 100 МГц, 03 — с USB, C — 48 выводов, 8 — 64 КБ, T — LQFP, 6 — от −40 до +85 °C. Таблица выбора WCH подтверждает: LQFP48, 64 КБ флеш-памяти, 72 МГц и USB.

Правила относятся только к микроконтроллерам CH32. У интерфейсных микросхем вроде CH340 или CH343 буква после номера обозначает исполнение, а чем исполнения различаются — корпусом, генератором, набором выводов, — написано на странице конкретного изделия, как в разделе о CH340 выше. Частично те же буквы использует GigaDevice в GD32: T, C, R, V и Z — 36, 48, 64, 100 и 144 вывода, 4, 6, 8, B и C — от 16 до 256 КБ флеш-памяти, T и U — LQFP и QFN, 6 — от −40 до +85 °C; остальные буквы встречаются только у одного из производителей — см. страницу GigaDevice. Совпадение букв не означает совместимости: её сверяют по таблицам выводов, как в статье «Совместимость STM32 по выводам».

Документация и инструменты

У WCH два сайта: англоязычный wch-ic.com и китайский wch.cn. Документы лежат в разделе загрузок: даташиты (в имени файла — DS, например CH340DS1.PDF), справочные руководства (RM) и архивы EVT — схемы оценочных плат с примерами кода, например CH32V003EVT.ZIP. Руководства по ядрам QingKe V2, V3 и V4 выложены на странице QingKe.

• MounRiver Studio (MRS) — среда разработки, на которую WCH ссылается со страниц изделий: mounriver.com. По таблице 1 руководства WCH-LinkUserManual она работает и с RISC-V-микроконтроллерами WCH, и в режиме ARM — с ARM-микроконтроллерами по SWD или JTAG, в том числе с CH32F; а по странице QingKe расширенные команды ядра поддерживает именно она.
• WCH-Link — семейство отладчиков-программаторов с мостом USB–UART; какой из них нужен, показывает таблица ниже. Для прошивки без среды разработки есть программа WCH-LinkUtility.
• WCHISPTool — программа для прошивки через встроенный загрузчик по USB или UART, например 8-битных CH552.
• Драйверы мостов USB–UART — CH341SER, CH341SER_LINUX и CH34XSER_MAC для CH340 и CH341, CH343SER и CH343CDC — для CH343 и CH9102.

Какой WCH-Link нужен

В семействе четыре отладчика: WCH-Link, WCH-LinkE, WCH-DAPLink и WCH-LinkW. Поддержку микроконтроллеров WCH приводит в таблице 5 руководства WCH-LinkUserManual (V1.9):

Главное следствие: CH32V003, CH32X035, CH32L103 и CH643 прошивают WCH-LinkE или WCH-LinkW, CH59x и CH641 — только WCH-LinkE; базовый WCH-Link с ними не работает. По таблице 6 того же руководства по одному проводу (только SWDIO) подключаются CH32V003 (вывод PD1) и CH641 (PB0), остальные микроконтроллеры из таблицы — по двум, SWDIO и SWCLK. JTAG, по примечанию к таблицам, поддерживается начиная с аппаратных версий WCH-LinkE-R0-1v3 и WCH-DAPLink-R0-2v0. У CH569, CH579, CH573, CH583 и CH59x двухпроводный отладочный интерфейс сначала включают ISP-программой WCH. Другие микроконтроллеры на RISC-V — в разделе «RISC-V».