（原标题：MCUporn 国产，卷向GPU）

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MCU越来越雄壮，从AI推广到了GPU。

前几年，跟着旯旮臆想、物联网（IoT）和智能设备的兴起，MCU厂商的一大责任重心是加快引入AI功能，MCU缓缓好像处理更复杂的任务，如智能传感、数据分析、模式识别等。而当今，跟着用户对图形用户界面（GUI）的条款日益加多，尤其是在智能家居、可穿着设备、汽车面容盘等场景中，传统MCU的依然无法称心需求。在这么的布景下，GPU（图形处理单位）运行崭露头角，成为推动MCU进化的紧迫力量，为镶嵌式设备开辟了新的发展场地。

GPU成为MCU厂商竞争的新焦点

GPU依然成为主流MCU厂商布局的紧迫一环。

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。内存商场一直波动很大，但据《福布斯》报说念，许多分析师展望 2024 年闪存需求坚贞盛，部分原因是新的 AI 应用表情试图创建“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碰到严重问题，或者只是濒临价钱过高而无法使其居品可行的问题。因此，许多公司皆但愿减少对外部NAND的需求，以致实足撤废它们，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涉足图形范围。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)，可优化内存拜访以更快地处理图像。其后，ST又收购了TouchGFX，并诓骗TouchGFX Designer、Simulator和 Generator构建了通盘生态系统。而NeoChrom GPU是Chrom-ART的下一代居品，该居品于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：由于收受了双线性和点采样的纹理映射，新期间提供了新的绘制加快并相沿动画。因此，昔时需要台式电脑GPU卡才智运行的功能当今依然不错在MCU上运行。

除了ST，Microchip在这一范围也早有布局。2017年Microchip就发布了一款集成2D GPU和DDR2内存的MCU——PIC32MZ DA，该居品是MCU发展史上的一个紧迫里程碑，它糟蹋了传统MCU在图形处理才智上的截止，弥补了MCU与MPU之间的图形界限，为镶嵌式设备构建GUI界面带来了更多的可能性。天然Microchip发布该居品已久，但目下尚未看到其在该范围的进一步进展。

与花消类和工业镶嵌式设备比较，汽车MCU对GPU才智的需求更为杰出。跟着汽车智能化和数字化进度的不停激动，汽车电子系统对图形处理的需求显耀增长，尤其是在面容盘、中控披露、驾驶援助系统（ADAS）以及车载文娱等范围。为了称心这些需求，汽车MCU的性能条款依然远远超出了传统的适度任务，运行向集成GPU才智场地发展。

英飞凌在2023年12月8日推出的 TRAVEO T2G-C系列汽车 MCU 等于这种趋势的代表之一。这款MCU以“以MCU的资本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，内置图形引擎好像将图形处理所需的内存减少3到5倍，从而有用裁减功耗和资本。成绩于优化的2.5D图形引擎，该MCU不错相沿差别率高达1920x1080的全臆造面容盘。此外，收受英飞凌专利的行缓存处理期间，比较传统帧缓存决策，该系列MCU仅需10%的缓存大小，从而进一步裁减了功耗、内存需乞降BOM资本。

从花消类电子到汽车应用，GPU集成MCU的趋势正在快速发展，推动着镶嵌式设备的图形处理才智不停突破。MCU厂商通过将GPU与MCU蚁合，不仅好像裁减资本和功耗，还能在更微型、资源受限的设备上竣事更高效的图形处理。

GPU IP厂商也在助推

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是目下最受接待的免费开源镶嵌式图形库，庸碌应用于各式MCU、MPU和披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进行深度谐和，以推动低功耗、高性能的镶嵌式图形料理决策。

近日，GPU IP提供商Think Silicon和免费开源镶嵌式图形库LVGL正在谐和开发用于MCU的高性能低功耗图形库。在昔时，镶嵌式系统的图形处理大多依赖纯软件渲染，但这种方式效用较低，难以称心当代设备对图形性能的需求。两边通过谐和优化了LVGL的超轻量级图形库，使其适用于Think Silicon的NEMA GPU系列，以提高性能并显耀裁减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 逻辑上运行疏浚责任负载比较，Think Silicon 的特有有损压缩期间可将内存使用量减少高达 8 倍，同期将 GPU 功率效用提高高达 10 倍。

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2024年11月29日，芯原科技也晓示与LVGL开荒计谋谐和伙伴关系，以相沿LVGL库中的芯原低功耗3D和VGLite 2.5D GPU 期间。

LVGL首席实施官Gabor Kiss-Vamosi的一番话，代表了GPU正在加入干与MCU。他暗示：“VeriSilicon 的 VGLite 2.5D GPU 期间创始了镶嵌式范围的新纪元，好像以超快的速率和低功耗竣事复杂的矢量图形。当今，咱们正站在一场新创新的旯旮：3D GPU 干与 MCU。这一突破将转换镶嵌式 UI 口头，为微型、资源受限和电板供电设备上的用户界面带来前所未有的可能性。在 LVGL，咱们很兴隆好像收受这项期间并在各式平台上施展其后劲。咱们的指标是为 VeriSilicon 的 3D GPU 提供出色的开发东说念主员体验，竣事 2D、2.5D 和 3D 实质的无缝集成，这无疑将带来一些超卓的镶嵌式应用。”

炬力集成成为首批在其智高腕表片上系统（SoC）中收受芯原科技与LVGL集成料理决策的公司之一。如今的可穿着设备（如智高腕表）正在不停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迫。由于这些设备的披露屏尺寸小且需要万古辰使用电板，如安在确保丰富图形后果的同期保抓低功耗，是谈论时濒临的漏洞挑战。3D图形期间的引入为智高腕表等可穿着设备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行动一个开源式样，好像诱骗大限度的开发者社区参与，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迫。

为什么不胜利使用MPU

来替代MCU+GPU？

可能许多东说念主会问，MCU加入GPU，那MPU就不错称心，为什么不胜利使用MPU来替代MCU+GPU？这一问题背后触及几个漏洞原因，MCU厂商的遴荐也反馈了这些考量。

第一，资本。MCU的资本远低于MPU，一些低端智能设备、传感器、家电等应用可能只需要基础的适度才智和通俗的图形界面，而不需要MPU那种雄壮的臆想才智。加上GPU后，MCU就能以更低的资本提供满盈的图形处理才智。

第二，功耗。MCU的功耗远低于MPU，这关于许多镶嵌式设备尤其紧迫。MCU+GPU的组合，好像在提供合适图形处理才智的同期保抓低功耗，这在电板驱动的设备中尤为紧迫。

第三，及时性条款。许多镶嵌式应用，如工业适度和汽车镶嵌式系统，要务及时响应才智。而MPU无间依赖于操作系统（如Linux），这种系统天然功能雄壮，但及时性较差，不成称心对时效性条款卓绝高的应用场景。而MCU自己相沿及时操作系统（RTOS）或裸机操作，好像更好地提供及时响应，因此关于及时性条款高的应用，MCU更为妥当。

第四，图形需求问题。要是设备仅需相沿一些基础的2D图形界面（如通俗的图标披露、菜单、动态后果等），则使用MCU+GPU的组合卓绝合适。MPU天然在图形处理上更雄壮，但关于这类应用来说，其雄壮的臆想才智可能是过度谈论，不仅加多了资本，还可能带来无谓要的功耗和复杂性。因此，MCU+GPU提供了一种性价比更高、满盈称心需求的决策。

结语

GPU与MCU的蚁合不单是是硬件才智的进步，更是软件生态和行业需求双向驱动的末端。产业界的扫数这些趋势标识着镶嵌式图形处理的新时期。跟着MCU在更多高端应用范围（如AI、AR/VR、智能制造等）中的平缓应用，GPU的集成将变得越来越紧迫。畴昔，GPU不仅将为MCU提供更雄壮的图形渲染才智，还将相沿更多的数据处理和臆想任务，成为MCU的“超等助手”。

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