隨著 ST 繼續改進其微控制器的圖形性能，我們推出 NeoChrom GPU，這是某些STM32U5中的新圖形處理單元。該技術優化了動畫，例如翻轉、旋轉、縮放、縮放等。簡而言之，新的硬件 IP 加速了紋理映射和 alpha 混合。將這些計算卸載到 NeoChrom GPU 極大地增加了每秒的幀數。因此，像 STM32U5 這樣的微控制器可以運行以前遙不可及的復雜接口。ST的一些客戶在其上成功完成了產品開發。此外，我們確保從 TouchGFX 4.19.1 開始提供對 NeoChrom GPU 的支持。

從 Chrom-ART 到 NeoChrom GPU

什么是 Chrom-ART 和 NeoChrom GPU？

熟悉 ST 技術的讀者可以猜測，NeoChrom GPU 是 Chrom-ART 的下一個演進。后者是嵌入在多個 STM32 MCU 中的 2D 加速器 （DMA2D），可優化內存訪問以更快地處理圖像。ST 合作伙伴的許多工具和產品都使用它，例如Crank 的 Storyboard、Twilio的 Microvisor 或 PsiControl 的接口，一個 TouchGFX 實現者，僅舉三例。相比之下，NeoChrom GPU 借鑒了相同的理念，同時提供了更大范圍的優化。由于具有雙線性和點采樣的紋理映射，新技術提供了新的繪圖加速并支持動畫。因此，過去需要臺式 PC GPU 卡的東西現在可以在微控制器上運行。

比較 Chrom-ART 和 NeoChrom 之間的規格

NeoChrom GPU 如何融入 TouchGFX 生態系統？

從歷史上看，Chrom-ART 代表了 ST 首次涉足圖形優化領域之一。從那時起，我們收購了 TouchGFX，并用TouchGFX Designer、Simulator 和 Generator構建了一個完整的生態系統。因此，ST 從一開始就將 NeoChrom GPU 集成到這些工具中。TouchGFX Designer 包含演示在圓形顯示器上以 60 FPS 運行的流暢動畫。更重要的是，它顯示了 NeoChrom GPU 關閉時對幀速率的影響，以幫助決策者了解其重要性。同樣，如果 MCU 支持，紋理映射小部件將自動使用新的 GPU。因此，新 IP 在 TouchGFX 中的直接集成是 ST 凝聚力生態系統的見證，而不是簡單的功能列表。

從 NeoChrom GPU 到真實世界的性能

圖形性能的挑戰是什么？

圖形性能存在兩個主要挑戰：每時鐘指令限制和內存問題。第一個通常遵循架構創新。微控制器由于其尺寸和低功耗而受到 ALU 和 FPU 的限制，但制造工藝的改進允許更多的晶體管能夠處理更多的操作。NeoChrom GPU 緊跟這一趨勢，硬件 IP 加速了更多類型的圖形計算。第二個挑戰更棘手，但更為關鍵，因為內存將永遠是一種稀缺資源。雖然 STM32U599 將配備 2.5 MB 的內部 RAM，能夠存儲兩個幀緩沖區，但許多嵌入式系統需要外部 RAM。問題在于它會帶來顯著的性能損失。

什么是獨特的 STM32 實現？

為了解決第二個挑戰，NeoChrom GPU 提供了針對 STM32 MCU 的硬件優化。例如，STM32U5 依靠 8 位八路串行外設接口 （OSPI） 或 200 MHz 的 16 位高速接口 （HSPI） 連接到外部存儲器模塊，以加快對 L2 高速緩存的提取操作。同樣，L1 緩存可以直接訪問內部 RAM 中的兩個 832 KB 幀緩沖區。因此，由于可以快速訪問實時渲染圖像所需的所有數據，曲面細分速度顯著加快。簡而言之，我們的工程師通過減少訪問紋理和其他資產所需的時間來優化性能，最終將渲染速度提高了六倍。

下一步是什么？

NeoChrom GPU 的第一個行業反饋非常積極。雖然許多 MCU 制造商都有類似的 IP 來加速圖形計算，但特定的 STM32 優化和 TouchGFX 生態系統導致許多早期的 alpha 測試人員采用 NeoChrom GPU 而不是競爭解決方案。TouchGFX 4.19已經支持這項新技術，一些 alpha 客戶已經使用即將推出的 STM32U599 開發套件開發可生產的 UI。ST 還將在其他即將推出的微控制器中包含 NeoChrom GPU，我們將在它們公開后更新此博客文章。

審核編輯：郭婷