（原标题：MCU，卷向GPU）

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MCU越来越浩荡，从AI推广到了GPU。

前几年，跟着边际筹画、物联网（IoT）和智能斥地的兴起，MCU厂商的一大责任要点是加快引入AI功能，MCU渐渐简略处理更复杂的任务，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）的条目日益加多，尤其是在智能家居、可衣服斥地、汽车仪容盘等场景中，传统MCU的依然无法餍足需求。在这么的配景下，GPU（图形处理单位）驱动崭露头角，成为推动MCU进化的迫切力量，为镶嵌式斥地开辟了新的发展标的。

GPU成为MCU厂商竞争的新焦点

GPU依然成为主流MCU厂商布局的迫切一环。

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，许多分析师瞻望 2024 年闪存需求刚毅盛，部分原因是新的 AI 应用法子试图创建“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遇严重问题，或者只是靠近价钱过高而无法使其居品可行的问题。因此，许多公司齐但愿减少对外部NAND的需求，以致实足扬弃它们，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)，可优化内存走访以更快地处理图像。其后，ST又收购了TouchGFX，并期骗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：由于接收了双线性和点采样的纹理映射，新时期提供了新的绘画加快并支撑动画。因此，昔日需要台式电脑GPU卡才能运行的功能当今依然不错在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，该居品是MCU发展史上的一个迫切里程碑，它冲破了传统MCU在图形处理才气上的限制，弥补了MCU与MPU之间的图形界限，为镶嵌式斥地构建GUI界面带来了更多的可能性。固然Microchip发布该居品已久，但目下尚未看到其在该鸿沟的进一步进展。

与糟践类和工业镶嵌式斥地比较，汽车MCU对GPU才气的需求更为突出。跟着汽车智能化和数字化进度的不断激动，汽车电子系统对图形处理的需求显赫增长，尤其是在仪容盘、中控露出、驾驶援救系统（ADAS）以及车载文娱等鸿沟。为了餍足这些需求，汽车MCU的性能条目依然远远超出了传统的适度任务，驱动向集成GPU才气标的发展。

英飞凌在2023年12月8日推出的 TRAVEO T2G-C系列汽车 MCU 便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，内置图形引擎简略将图形处理所需的内存减少3到5倍，从而有用裁汰功耗和资本。收成于优化的2.5D图形引擎，该MCU不错支撑离别率高达1920x1080的全捏造仪容盘。此外，接收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，从而进一步裁汰了功耗、内存需乞降BOM资本。

从糟践类电子到汽车应用，GPU集成MCU的趋势正在快速发展，推动着镶嵌式斥地的图形处理才气不断突破。MCU厂商通过将GPU与MCU结合，不仅简略裁汰资本和功耗，还能在更微型、资源受限的斥地上完了更高效的图形处理。

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，平淡应用于多样MCU、MPU和露出器类型的用户界面（UI）开发。比年来，咱们不雅察到，越来越多的GPU IP厂商与开源图形库LVGL进行深度相助，以推动低功耗、高性能的镶嵌式图形惩处决策。

近日，GPU IP提供商Think Silicon和免费开源镶嵌式图形库LVGL正在相助开发用于MCU的高性能低功耗图形库。在昔日，镶嵌式系统的图形处理大多依赖纯软件渲染，但这种式样效劳较低，难以餍足当代斥地对图形性能的需求。两边通过相助优化了LVGL的超轻量级图形库，使其适用于Think Silicon的NEMA GPU系列，以提高性能并显赫裁汰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 逻辑上运行交流责任负载比较，Think Silicon 的特殊有损压缩时期可将内存使用量减少高达 8 倍，同期将 GPU 功率效劳提高高达 10 倍。

2024年11月29日，芯原科技也布告与LVGL建立政策相助伙伴关系，以支撑LVGL库中的芯原低功耗3D和VGLite 2.5D GPU 时期。

LVGL首席实施官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 时期首创了镶嵌式鸿沟的新纪元，简略以超快的速率和低功耗完了复杂的矢量图形。当今，咱们正站在一场新立异的边际：3D GPU 干涉 MCU。这一突破将蜕变镶嵌式 UI 方法，为微型、资源受限和电板供电斥地上的用户界面带来前所未有的可能性。在 LVGL，咱们很自大简略接收这项时期并在多样平台上施展其后劲。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，完了 2D、2.5D 和 3D 骨子的无缝集成，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）中接收芯原科技与LVGL集成惩处决策的公司之一。如今的可衣服斥地（如智高腕表）正在不断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迫切。由于这些斥地的露出屏尺寸小且需要永劫期使用电板，如安在确保丰富图形成果的同期保握低功耗，是盘算推算时靠近的流毒挑战。3D图形时期的引入为智高腕表等可衣服斥地提供了更强的视觉推崇力，并在电板续航和性能之间找到了均衡。

LVGL当作一个开源面目，简略诱导大限制的开发者社区参与，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迫切。

为什么抗争直使用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，为什么抗争直使用MPU来替代MCU+GPU？这一问题背后触及几个流毒原因，MCU厂商的聘任也反应了这些考量。

第一，资本。MCU的资本远低于MPU，一些低端智能斥地、传感器、家电等应用可能只需要基础的适度才气和轻便的图形界面，而不需要MPU那种浩荡的筹画才气。加上GPU后，MCU就能以更低的资本提供富足的图形处理才气。

第二，功耗。MCU的功耗远低于MPU，这关于许多镶嵌式斥地尤其迫切。MCU+GPU的组合，简略在提供相宜图形处理才气的同期保握低功耗，这在电板驱动的斥地中尤为迫切。

第三，及时性条目。许多镶嵌式应用，如工业适度和汽车镶嵌式系统，要务及时响应才气。而MPU相同依赖于操作系统（如Linux），这种系统固然功能浩荡，但及时性较差，不可餍足对时效性条目额外高的应用场景。而MCU自己支撑及时操作系统（RTOS）或裸机操作，简略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。若是斥地仅需支撑一些基础的2D图形界面（如轻便的图标露出、菜单、动态成果等），则使用MCU+GPU的组合额外合适。MPU固然在图形处理上更浩荡，但关于这类应用来说，其浩荡的筹画才气可能是过度盘算推算，不仅加多了资本，还可能带来毋庸要的功耗和复杂性。因此，MCU+GPU提供了一种性价比更高、富足餍足需求的决策。

结语

GPU与MCU的结合不单是是硬件才气的普及，更是软件生态和行业需求双向驱动的结果。产业界的扫数这些趋势标记着镶嵌式图形处理的新时间。跟着MCU在更多高端应用鸿沟（如AI、AR/VR、智能制造等）中的缓缓应用，GPU的集成将变得越来越迫切。改日，GPU不仅将为MCU提供更浩荡的图形渲染才气，还将支撑更多的数据处理和筹画任务，成为MCU的“超等助手”。

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