（原标题：MCU，卷向GPU）

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MCU越来越浩大，从AI推广到了GPU。

前几年，跟着旯旮计较、物联网（IoT）和智能开辟的兴起，MCU厂商的一大责任要点是加快引入AI功能，MCU缓缓大概处理更复杂的任务，如智能传感、数据分析、模式识别等。而现时，跟着用户对图形用户界面（GUI）的条件日益增多，尤其是在智能家居、可衣服开辟、汽车姿色盘等场景中，传统MCU的还是无法餍足需求。在这么的配景下，GPU（图形处理单位）开动崭露头角，成为推动MCU进化的紧要力量，为镶嵌式开辟开辟了新的发展场所。

GPU成为MCU厂商竞争的新焦点

GPU还是成为主流MCU厂商布局的紧要一环。

2024年1月17日，ST发布了第一款用于通用MCU的矢量图形加快器NeoChromVG GPU，将在行将推出的STM32U5G9和STM32U5F9上使用。ST在其博客中指出，发布加快矢量运算的特定硬件IP的原因是，越来越多的客户但愿减少对外部闪存模块的依赖。内存市集一直波动很大，但据《福布斯》报说念，许多分析师瞻望 2024 年闪存需求坚忍盛，部分原因是新的 AI 应用规范试图创建“全闪存对象存储系统”。因此，购买力较弱的微型企业可能会在采购模块时遭受严重问题，或者只是面对价钱过高而无法使其产物可行的问题。因此，许多公司都但愿减少对外部NAND的需求，致使王人备摒除它们，这促使ST在新的STM32U5F9和STM32U5G9 MCU中提供NeoChromVG GPU。

其实这不是第一次ST涉足图形鸿沟。早在2010年，ST就发布了Chrom-ART这款镶嵌式图形加快器。Chrom-ART镶嵌在多个STM32 MCU中的2D加快器 (DMA2D)，可优化内存探望以更快地处理图像。自后，ST又收购了TouchGFX，并诈欺TouchGFX Designer、Simulator和 Generator构建了统共这个词生态系统。而NeoChrom GPU是Chrom-ART的下一代产物，该产物于2022年12月推出。NeoChrom GPU鉴戒了Chrom-ART的理念，不外提供了更大的优化范围。

图源：ST官网

而最新发布的NeoChromVG GPU是ST的第二代GPU。如同ST在博客中所述：由于接受了双线性和点采样的纹理映射，新时期提供了新的绘制加快并解救动画。因此，以前需要台式电脑GPU卡才能运行的功能现时还是不错在MCU上运行。

除了ST，Microchip在这一鸿沟也早有布局。2017年Microchip就发布了一款集成2D GPU和DDR2内存的MCU——PIC32MZ DA，该产物是MCU发展史上的一个紧要里程碑，它冲破了传统MCU在图形处理才能上的抑止，弥补了MCU与MPU之间的图形界限，为镶嵌式开辟构建GUI界面带来了更多的可能性。固然Microchip发布该产物已久，但现时尚未看到其在该鸿沟的进一步进展。

与蹧跶类和工业镶嵌式开辟比较，汽车MCU对GPU才能的需求更为凸起。跟着汽车智能化和数字化程度的不休股东，汽车电子系统对图形处理的需求权臣增长，尤其是在姿色盘、中控显露、驾驶扶助系统（ADAS）以及车载文娱等鸿沟。为了餍足这些需求，汽车MCU的性能条件还是远远超出了传统的抑止任务，开动向集成GPU才能场所发展。

英飞凌在2023年12月8日推出的 TRAVEO T2G-C系列汽车 MCU 即是这种趋势的代表之一。这款MCU以“以MCU的本钱为汽车图形应用提供堪比MPU的性能”为标语。TRAVEO T2G-C系列MCU配备了专用的图形加快器，内置图形引擎大概将图形处理所需的内存减少3到5倍，从而灵验镌汰功耗和本钱。成绩于优化的2.5D图形引擎，该MCU不错解救区别率高达1920x1080的全臆造姿色盘。此外，接受英飞凌专利的行缓存处理时期，比较传统帧缓存决策，该系列MCU仅需10%的缓存大小，从而进一步镌汰了功耗、内存需乞降BOM本钱。

从蹧跶类电子到汽车应用，GPU集成MCU的趋势正在快速发展，推动着镶嵌式开辟的图形处理才能不休突破。MCU厂商通过将GPU与MCU衔尾，不仅大概镌汰本钱和功耗，还能在更微型、资源受限的开辟上结束更高效的图形处理。

GPU IP厂商也在助推

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是现时最受宽宥的免费开源镶嵌式图形库，通俗应用于多样MCU、MPU和显露器类型的用户界面（UI）开发。连年来，咱们不雅察到，越来越多的GPU IP厂商与开源图形库LVGL进行深度融合，以推动低功耗、高性能的镶嵌式图形处分决策。

近日，GPU IP提供商Think Silicon和免费开源镶嵌式图形库LVGL正在融合开发用于MCU的高性能低功耗图形库。在以前，镶嵌式系统的图形处理大多依赖纯软件渲染，但这种样式效力较低，公牛优配难以餍足当代开辟对图形性能的需求。两边通过融合优化了LVGL的超轻量级图形库，使其适用于Think Silicon的NEMA GPU系列，以提高性能并权臣镌汰MCU上图形用户界面 (GUI) 的功耗。

与纯软件渲染比较，Think Silicon 的 NEMA gfx-api 软件开发套件不错将LVGL的图形库加快高达 5 倍。此外，与在 MCU 逻辑上运行疏导责任负载比较，Think Silicon 的稀奇有损压缩时期可将内存使用量减少高达 8 倍，同期将 GPU 功率效力提高高达 10 倍。

2024年11月29日，芯原科技也文告与LVGL树立计策融合伙伴关系，以解救LVGL库中的芯原低功耗3D和VGLite 2.5D GPU 时期。

LVGL首席本质官Gabor Kiss-Vamosi的一番话，代表了GPU正在加入干预MCU。他示意：“VeriSilicon 的 VGLite 2.5D GPU 时期始创了镶嵌式鸿沟的新纪元，大概以超快的速率和低功耗结束复杂的矢量图形。现时，咱们正站在一场新创新的旯旮：3D GPU 干预 MCU。这一突破将变嫌镶嵌式 UI 形态，为微型、资源受限和电板供电开辟上的用户界面带来前所未有的可能性。在 LVGL，咱们很欢畅大概接受这项时期并在多样平台上阐述其后劲。咱们的意见是为 VeriSilicon 的 3D GPU 提供出色的开发东说念主员体验，结束 2D、2.5D 和 3D 骨子的无缝集成，这无疑将带来一些超越的镶嵌式应用。”

炬力集成成为首批在其智高腕表片上系统（SoC）中接受芯原科技与LVGL集成处分决策的公司之一。如今的可衣服开辟（如智高腕表）正在不休集成越来越多的功能，如健康监测、GPS定位等，用户界面（UI）的交互性和信息传达变得愈发紧要。由于这些开辟的显露屏尺寸小且需要万古刻使用电板，如安在确保丰富图形结果的同期保握低功耗，是打算时面对的舛误挑战。3D图形时期的引入为智高腕表等可衣服开辟提供了更强的视觉阐扬力，并在电板续航和性能之间找到了均衡。

LVGL看成一个开源名堂，大概蛊卦大鸿沟的开发者社区参与，这增强了GPU在MCU中的应用后劲，关于推动镶嵌式图形库的普及至关紧要。

为什么不班师使用MPU

来替代MCU+GPU？

可能许多东说念主会问，MCU加入GPU，那MPU就不错餍足，为什么不班师使用MPU来替代MCU+GPU？这一问题背后波及几个舛误原因，MCU厂商的选拔也反馈了这些考量。

第一，本钱。MCU的本钱远低于MPU，一些低端智能开辟、传感器、家电等应用可能只需要基础的抑止才能和浮浅的图形界面，而不需要MPU那种浩大的计较才能。加上GPU后，MCU就能以更低的本钱提供迷漫的图形处理才能。

第二，功耗。MCU的功耗远低于MPU，这关于许多镶嵌式开辟尤其紧要。MCU+GPU的组合，大概在提供恰当图形处理才能的同期保握低功耗，这在电板驱动的开辟中尤为紧要。

第三，及时性条件。许多镶嵌式应用，如工业抑止和汽车镶嵌式系统，要务及时响应才能。而MPU经常依赖于操作系统（如Linux），这种系统固然功能浩大，但及时性较差，不行餍足对时效性条件止境高的应用场景。而MCU本人解救及时操作系统（RTOS）或裸机操作，大概更好地提供及时响应，因此关于及时性条件高的应用，MCU更为恰当。

第四，图形需求问题。要是开辟仅需解救一些基础的2D图形界面（如浮浅的图标显露、菜单、动态结果等），则使用MCU+GPU的组合止境合适。MPU固然在图形处理上更浩大，但关于这类应用来说，其浩大的计较才能可能是过度打算，不仅增多了本钱，还可能带来不消要的功耗和复杂性。因此，MCU+GPU提供了一种性价比更高、迷漫餍足需求的决策。

结语

GPU与MCU的衔尾不单是是硬件才能的普及，更是软件生态和行业需求双向驱动的结果。产业界的统共这些趋势璀璨着镶嵌式图形处理的新时期。跟着MCU在更多高端应用鸿沟（如AI、AR/VR、智能制造等）中的迟缓应用，GPU的集成将变得越来越紧要。将来，GPU不仅将为MCU提供更浩大的图形渲染才能，还将解救更多的数据处理和计较任务，成为MCU的“超等助手”。

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