（原标题：MCU欧洲杯体育，卷向GPU）
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MCU越来越宏大，从AI膨胀到了GPU。
前几年，跟着边际贪图、物联网（IoT）和智能开拓的兴起，MCU厂商的一大职责要点是加快引入AI功能，MCU缓缓未必处理更复杂的任务，如智能传感、数据分析、模式识别等。而目下，跟着用户对图形用户界面（GUI）的条目日益加多，尤其是在智能家居、可一稔开拓、汽车仪容盘等场景中，传统MCU的如故无法赋闲需求。在这么的布景下，GPU（图形处理单位）启动崭露头角，成为推动MCU进化的垂危力量，为镶嵌式开拓开辟了新的发展见解。
GPU成为MCU厂商竞争的新焦点
GPU如故成为主流MCU厂商布局的垂危一环。
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 年闪存需求鉴定盛，部分原因是新的 AI 应用要津试图创建“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，或者只是濒临价钱过高而无法使其家具可行的问题。因此，许多公司齐但愿减少对外部NAND的需求，以致整个放手它们，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涉足图形领域。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)，可优化内存考查以更快地处理图像。自后，ST又收购了TouchGFX，并愚弄TouchGFX Designer、Simulator和 Generator构建了通盘生态系统。而NeoChrom GPU是Chrom-ART的下一代家具，该家具于2022年12月推出。NeoChrom GPU模仿了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：由于罗致了双线性和点采样的纹理映射，新时刻提供了新的画图加快并撑捏动画。因此，昔时需要台式电脑GPU卡才能运行的功能目下如故不错在MCU上运行。
除了ST，Microchip在这一领域也早有布局。2017年Microchip就发布了一款集成2D GPU和DDR2内存的MCU——PIC32MZ DA，该家具是MCU发展史上的一个垂危里程碑，它冲破了传统MCU在图形处贤达力上的收尾，弥补了MCU与MPU之间的图形界限，为镶嵌式开拓构建GUI界面带来了更多的可能性。诚然Microchip发布该家具已久，但目下尚未看到其在该领域的进一步进展。
与糜费类和工业镶嵌式开拓比拟，汽车MCU对GPU智力的需求更为卓越。跟着汽车智能化和数字化进度的束缚鞭策，汽车电子系统对图形处理的需求权贵增长，尤其是在仪容盘、中控露馅、驾驶援手系统（ADAS）以及车载文娱等领域。为了赋闲这些需求，汽车MCU的性能条目如故远远超出了传统的戒指任务，启动向集成GPU智力见解发展。
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，内置图形引擎未必将图形处理所需的内存减少3到5倍，从而灵验裁减功耗和资本。收货于优化的2.5D图形引擎，该MCU不错撑捏区分率高达1920x1080的全凭空仪容盘。此外，罗致英飞凌专利的行缓存处理时刻，比拟传统帧缓存决策，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。
从糜费类电子到汽车应用，GPU集成MCU的趋势正在快速发展，推动着镶嵌式开拓的图形处贤达力束缚突破。MCU厂商通过将GPU与MCU蚁合，不仅未必裁减资本和功耗，还能在更微型、资源受限的开拓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）是目下最受迎接的免费开源镶嵌式图形库，平常应用于各式MCU、MPU和露馅器类型的用户界面（UI）开发。频年来，咱们不雅察到，越来越多的GPU IP厂商与开源图形库LVGL进行深度合营，以推动低功耗、高性能的镶嵌式图形处治决策。
近日，GPU IP提供商Think Silicon和免费开源镶嵌式图形库LVGL正在合营开发用于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，但这种花样遵守较低，难以舒符合代开拓对图形性能的需求。两边通过合营优化了LVGL的超轻量级图形库，使其适用于Think Silicon的NEMA GPU系列，以提高性能并权贵裁减MCU上图形用户界面 (GUI) 的功耗。
与纯软件渲染比拟，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 逻辑上运行疏浚职责负载比拟，Think Silicon 的私有有损压缩时刻可将内存使用量减少高达 8 倍，同期将 GPU 功率遵守提高高达 10 倍。
2024年11月29日，芯原科技也告示与LVGL开拓计谋合营伙伴商酌，以撑捏LVGL库中的芯原低功耗3D和VGLite 2.5D GPU 时刻。
LVGL首席引申官Gabor Kiss-Vamosi的一番话，代表了GPU正在加入干涉MCU。他暗示：“VeriSilicon 的 VGLite 2.5D GPU 时刻首创了镶嵌式领域的新纪元，未必以超快的速率和低功耗结束复杂的矢量图形。目下，咱们正站在一场新翻新的边际：3D GPU 干涉 MCU。这一突破将转换镶嵌式 UI 方式，为微型、资源受限和电板供电开拓上的用户界面带来前所未有的可能性。在 LVGL，咱们很欣喜未必罗致这项时刻并在各式平台上融会其后劲。咱们的方针是为 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 现实的无缝集成，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妙腕表片上系统（SoC）中罗致芯原科技与LVGL集成处治决策的公司之一。如今的可一稔开拓（如智妙腕表）正在束缚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垂危。由于这些开拓的露馅屏尺寸小且需要永劫期使用电板，如安在确保丰富图形遵守的同期保捏低功耗，是联想时濒临的环节挑战。3D图形时刻的引入为智妙腕表等可一稔开拓提供了更强的视觉融会力，并在电板续航和性能之间找到了均衡。
LVGL算作一个开源技俩，未必眩惑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垂危。
为什么招架直使用MPU
来替代MCU+GPU？
可能好多东说念主会问，MCU加入GPU，那MPU就不错赋闲，为什么招架直使用MPU来替代MCU+GPU？这一问题背后触及几个环节原因，MCU厂商的采选也反馈了这些考量。
第一，资本。MCU的资本远低于MPU，一些低端智能开拓、传感器、家电等应用可能只需要基础的戒指智力和绵薄的图形界面，而不需要MPU那种宏大的贪图智力。加上GPU后，MCU就能以更低的资本提供满盈的图形处贤达力。
第二，功耗。MCU的功耗远低于MPU，这关于好多镶嵌式开拓尤其垂危。MCU+GPU的组合，未必在提供符合图形处贤达力的同期保捏低功耗，这在电板驱动的开拓中尤为垂危。
第三，及时性条目。许多镶嵌式应用，如工业戒指和汽车镶嵌式系统，要务及时响应智力。而MPU频繁依赖于操作系统（如Linux），这种系统诚然功能宏大，但及时性较差，不成赋闲对时效性条目稀薄高的应用场景。而MCU自身撑捏及时操作系统（RTOS）或裸机操作，未必更好地提供及时响应，因此关于及时性条目高的应用，MCU更为允洽。
第四，图形需求问题。若是开拓仅需撑捏一些基础的2D图形界面（如绵薄的图标露馅、菜单、动态遵守等），则使用MCU+GPU的组合稀薄合适。MPU诚然在图形处理上更宏大，但关于这类应用来说，其宏大的贪图智力可能是过度联想，不仅加多了资本，还可能带来无须要的功耗和复杂性。因此，MCU+GPU提供了一种性价比更高、满盈赋闲需求的决策。
结语
GPU与MCU的蚁合不单是是硬件智力的普及，更是软件生态和行业需求双向驱动的收尾。产业界的扫数这些趋势璀璨着镶嵌式图形处理的新期间。跟着MCU在更多高端应用领域（如AI、AR/VR、智能制造等）中的冉冉应用，GPU的集成将变得越来越垂危。畴昔，GPU不仅将为MCU提供更宏大的图形渲染智力，还将撑捏更多的数据处理和贪图任务，成为MCU的“超等助手”。
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