（原标题：MCU，卷向GPU）

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MCU越来越众多，从AI膨大到了GPU。

前几年，跟着旯旮预见、物联网（IoT）和智能征战的兴起，MCU厂商的一大责任要点是加快引入AI功能，MCU渐渐概况处理更复杂的任务，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）的条目日益增多，尤其是在智能家居、可穿着征战、汽车面容盘等场景中，传统MCU的依然无法中意需求。在这么的布景下，GPU（图形处理单位）运转崭露头角，成为推动MCU进化的伏击力量，为镶嵌式征战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厂商布局的伏击一环。

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》报谈，许多分析师瞻望 2024 年闪存需求顽强盛，部分原因是新的 AI 应用重要试图创建“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际遇严重问题，或者只是面对价钱过高而无法使其家具可行的问题。因此，许多公司都但愿减少对外部NAND的需求，以致皆备遗弃它们，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)，可优化内存拜访以更快地处理图像。其后，ST又收购了TouchGFX，并控制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：由于罗致了双线性和点采样的纹理映射，新技艺提供了新的绘画加快并维持动画。因此，昔日需要台式电脑GPU卡才智运行的功能目下依然不错在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，该家具是MCU发展史上的一个伏击里程碑，它冲突了传统MCU在图形处明智商上的为止，弥补了MCU与MPU之间的图形界限，为镶嵌式征战构建GUI界面带来了更多的可能性。固然Microchip发布该家具已久，但目下尚未看到其在该鸿沟的进一步进展。

与花费类和工业镶嵌式征战比拟，汽车MCU对GPU智商的需求更为隆起。跟着汽车智能化和数字化进度的不休激动，汽车电子系统对图形处理的需求权贵增长，尤其是在面容盘、中控清楚、驾驶扶植系统（ADAS）以及车载文娱等鸿沟。为了中意这些需求，汽车MCU的性能条目依然远远超出了传统的限度任务，运转向集成GPU智商标的发展。

英飞凌在2023年12月8日推出的 TRAVEO T2G-C系列汽车 MCU 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，内置图形引擎概况将图形处理所需的内存减少3到5倍，从而有用镌汰功耗和资本。收成于优化的2.5D图形引擎，该MCU不错维持远离率高达1920x1080的全虚构面容盘。此外，罗致英飞凌专利的行缓存处理技艺，比拟传统帧缓存有盘算推算，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资本。

从花费类电子到汽车应用，GPU集成MCU的趋势正在快速发展，推动着镶嵌式征战的图形处明智商不休突破。MCU厂商通过将GPU与MCU纠合，不仅概况镌汰资本和功耗，还能在更微型、资源受限的征战上齐备更高效的图形处理。

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，平庸应用于各式MCU、MPU和清楚器类型的用户界面（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进行深度调解，以推动低功耗、高性能的镶嵌式图形惩办有盘算推算。

近日，GPU IP提供商Think Silicon和免费开源镶嵌式图形库LVGL正在调解开发用于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，但这种形势遵循较低，难以中意当代征战对图形性能的需求。两边通过调解优化了LVGL的超轻量级图形库，使其适用于Think Silicon的NEMA GPU系列，以提高性能并权贵镌汰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 逻辑上运行同样责任负载比拟，Think Silicon 的独有有损压缩技艺可将内存使用量减少高达 8 倍，同期将 GPU 功率遵循提高高达 10 倍。

2024年11月29日，芯原科技也晓示与LVGL征战计谋调解伙伴联系，以维持LVGL库中的芯原低功耗3D和VGLite 2.5D GPU 技艺。

LVGL首席实施官Gabor Kiss-Vamosi的一番话，代表了GPU正在加入参加MCU。他默示：“VeriSilicon 的 VGLite 2.5D GPU 技艺首创了镶嵌式鸿沟的新纪元，概况以超快的速率和低功耗齐备复杂的矢量图形。目下，咱们正站在一场新翻新的旯旮：3D GPU 参加 MCU。这一突破将更动镶嵌式 UI 方式，为微型、资源受限和电板供电征战上的用户界面带来前所未有的可能性。在 LVGL，咱们很雅瞻念概况罗致这项技艺并在各式平台上阐扬其后劲。咱们的见解是为 VeriSilicon 的 3D GPU 提供出色的开发东谈主员体验，齐备 2D、2.5D 和 3D 本色的无缝集成，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）中罗致芯原科技与LVGL集成惩办有盘算推算的公司之一。如今的可穿着征战（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伏击。由于这些征战的清楚屏尺寸小且需要万古期使用电板，如安在确保丰富图形后果的同期保抓低功耗，是联想时面对的重要挑战。3D图形技艺的引入为智高腕表等可穿着征战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四肢一个开源名目，概况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伏击。

为什么不凯旋使用MPU

来替代MCU+GPU？

可能好多东谈主会问，MCU加入GPU，那MPU就不错中意，为什么不凯旋使用MPU来替代MCU+GPU？这一问题背后波及几个重要原因，MCU厂商的选拔也反应了这些考量。

第一，资本。MCU的资本远低于MPU，一些低端智能征战、传感器、家电等应用可能只需要基础的限度智商和粗浅的图形界面，而不需要MPU那种众多的预见智商。加上GPU后，MCU就能以更低的资本提供填塞的图形处明智商。

第二，功耗。MCU的功耗远低于MPU，这关于好多镶嵌式征战尤其伏击。MCU+GPU的组合，概况在提供稳健图形处明智商的同期保抓低功耗，这在电板驱动的征战中尤为伏击。

第三，及时性条目。许多镶嵌式应用，如工业限度和汽车镶嵌式系统，要务及时响应智商。而MPU频繁依赖于操作系统（如Linux），这种系统固然功能众多，但及时性较差，不成中意对时效性条目十分高的应用场景。而MCU自身维持及时操作系统（RTOS）或裸机操作，概况更好地提供及时响应，因此关于及时性条目高的应用，MCU更为顺应。

第四，图形需求问题。要是征战仅需维持一些基础的2D图形界面（如粗浅的图标清楚、菜单、动态后果等），则使用MCU+GPU的组合十分合适。MPU固然在图形处理上更众多，但关于这类应用来说，其众多的预见智商可能是过度联想，不仅增多了资本，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、填塞中意需求的有盘算推算。

结语

GPU与MCU的纠合不单是是硬件智商的擢升，更是软件生态和行业需求双向驱动的扫尾。产业界的总计这些趋势标识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）中的迟缓应用，GPU的集成将变得越来越伏击。畴昔，GPU不仅将为MCU提供更众多的图形渲染智商，还将维持更多的数据处理和预见任务，成为MCU的“超等助手”。

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