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Microchip领行业之先,MCU集成GPU和DRAM 实现图形功能新突破

作者:中国电子商情 单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2017-06-07

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在IC Insight发布的最新报告中,物联网(IoT)应用的强劲成长以及并购风潮,使得2016年微控制器(MCU)市场的厂商排名出现很大变化。其中,美国Microchip在2016年第二季完成对Atmel的收购后,由原本排名第五的MCU厂商一举跃居全球第三大,销售额增长50%达到20亿美元。与此同时,Microchip继续加大其MIPS核心PIC32产品开发力度。5月底,Microchip重磅推出业界首款具有集成2D GPU和集成DDR2存储器的MCU——PIC32MZ DA,将MPU的特性与MCU进行了完美结合,实现了图形功能的突破。

Microchip 32位单片机产品部资深产品营销经理Bill Hutchings称PIC32MZ DA是第一款真正具有高性能图形功能的MCU产品,它创造了多项业界第一,比如第一次集成了实时图像渲染和控制的图形处理器(GPU),第一次集成了在图形应用中具有重要作用的DRAM。因此,该产品突破了MCU在图形方面众所周知的局限性,尤其是客户在其设计中对HMI功能的要求越来越高。现在,他们可以借助使用方便的MCU升级其应用,而不会增加电路板的复杂度,也不需要增加新的编程资源。

创新一:领先的三层图形控制器
PIC32MZ DA芯片内部包含的图形LCD控制器(GLCD)是一个多层显示处理器内核,能够驱动24位彩色SVGA显示屏。通过LCD控制器,开发人员在图形设计过程中不仅节省了成本和空间,还降低了设计复杂度。

在现场演示环节,我们看到的是一款采用了PIC32MZ DA芯片的咖啡机,其显示界面立体感非常强,从视觉上看,完全是一个三维的感受。主要原因就是芯片具有的三层加载特性,使得界面的穿透感很强,视觉效果更出色。该产品对开发人员还有另一项福利,他们无需再写相应的开发代码,因为芯片的控制部分已经将其整合在一起了。

创新二:集成高性能2D GPU
PIC32MZ DA第一次在GPU中实现了此前仅在MPU中实现的图形处理功能,因此设计人员能够开发出原先MCU无法实现的GUI特性。具体来看,芯片内部高性能的2D GPU可提供实时的图像渲染和控制,以加快2D图形的生成。另外,PIC32MZ DA还具备业界独有的用于动画的精灵引擎、可编程光栅运算、固定函数加速等特性。据Bill Hutchings介绍,PIC32MZ DA非常适合做图形的局部放大。这是因为其本身存储的图片非常大,局部放大后,位块传输的拉伸将非常灵活自如,通过后台独特的算法,使用者可以随时随地地看到一个精美的局部放大细节。

创新三:内置32MB DRAM
PIC32MZ DA是目前市场上唯一一款集成了32MB存储容量的MCU。这不但将日益复杂的通信协议栈和算法的吞吐率提高了2倍,而且还增大了图形缓冲和/或存储空间。

Bill Hutchings表示:“在MCU中集成DDR2存储器,在业内尚属首创。采用业界容量最大的集成存储器,这些MCU满足了设计人员对应用存储空间的需求,其存储速度是市场上其他任何存储器的两倍。PIC32MZ DA MCU和MPLAB Harmony相结合后,业界的图形设计比以前简单多了。”

在芯片内堆叠DDR2 DRAM有四大优点:一是它可以使印刷电路板的层数变得更少,因此能够极大地减少系统的设计和制造成本。二是保证代码和数据的安全性,在存储器与系统内其他组织之间的数据传输全部集成在一起,因此整个代码和数据也就更加安全。三是降低了系统的复杂度,进而节省系统成本,这是因为存储器系统内部各种组件之间和各个部件之间是完全集成在一起的,减少了很多数据的传输。四是高集成度让芯片尺寸更为小巧,而实现的功能却更加丰富。

除此之外,在芯片内堆叠DDR2将减少外部所需的元件数,物流成本以及制造环节的贴装生产成本都会降低。高集成度带来的其他便利还包括,产品认证更容易,EMI的问题也会减少等。

PIC32MZ DA的目标应用非常广泛,在消费电子领域,如智能厨房中的各种烹饪系统、智能家居中的恒温器或者温度调节器等,对视觉效果有较高需求以及良好的人机交互特性的应用,PIC32MZ DA都将是非常好的选择。在电力控制系统、医疗设备、门禁系统、户外导航、工业应用等领域,对图形显示均有比较高的要求,通过HMI、以太网或者是WiFi,本地设备能够接入到一个更大的系统上,PIC32MZ DA的优势都将得到很好的发挥。

在开发支持上,Microchip的MPLAB Harmony集成软件框架、MPLAB X集成开发环境(IDE)、用于PIC32的MPLAB XC32编译器、MPLAB ICD 3在线调试器和MPLAB REAL ICE在线仿真系统等均为PIC32MZ DA系列提供支持。对于希望继续使用熟悉的MCU设计环境的设计者而言,PIC32MZ DA系列填补了MCU和微处理器单元(MPU)之间的图形性能差距。PIC32MZ DA与MPLAB IDE及Harmony软件框架实现了无缝集成,通过其编程模型,这些器件提供了类似MPU的图形功能。这些工具具有可视化图形设计环境、定制显示屏驱动程序创建、图形库和资产转换器等特性,可以针对所选择的显示尺寸对图形进行定制并优化。

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