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关键字：GPU GC Nano UI渲染 可穿戴设备 IoT设备
GPU是提升HMI用户体验的基础技术，可以实现屏幕/UI合成，包括多个源(ISP/照相机、视频等)的多层混合、图像过滤、字体渲染/加速、3D效果(变换、透视等)等很多其他功能。Vivante拥有一条基于GPU技术的综合产品线，包括GC Vega系列和GC Nano系列。
GC Vega系列适用于需要最新、最好GPU硬件和功能的SoC，这些功能包括：OpenGL ES 3.1，完整安卓扩展包(AEP)支持，包括硬件镶嵌/几何着色器(TS/GS)、DirectX 12、CTM(closetothemetal) GPU编程、混合射线跟踪、零驱动开销、传感器融合以及针对使用OpenVX、OpenCV或OpenCL视觉处理的GPU计算，都纳入到最积极的PPA(性能、功耗和面积)和全功能设计方案中。目标市场覆盖高端可穿戴设备和近距离/中距离移动设备、4K电视以及用于服务器虚拟化的GPU。
GC Nano系列则属于另一范畴，适用于为具备GPU渲染的HMI/UI的可穿戴设备和IoT设备(智能家庭/家电、信息设备……)等消费类产品带来革命性推动的器件。该内核专为在CPU、内存(片上和DDR)、电池及带宽非常有限的资源受限型环境下工作而设计。GC Nano还进行了优化，与需要在30/60fps及以上速率下提供UI合成加速的较小尺寸的MCU平台配合工作。GC Nano系列的优势包括：
·优化的硅片面积和功率。硅片占位极小，可使受限SoC的单位面积性能达到最佳；这就意味着，厂商可在不超出硅片/功率预算且保证灵敏、平滑的UI性能的前提下，在其设计中添加增强图像功能。GC Nano可在超低功耗和热量(最小动态功率和接近零的泄漏功率)下最大限度地延长电池寿命。
·智能合成。Vivante的即时模式渲染(IMR)架构通过智能化的方式，仅合成和更新发生改变的屏幕区域，减少了合成带宽、延迟、开销及功率。合成可以通过两种方式进行：利用GC Nano合成所有屏幕层(图形、背景、图像、视频、文本等)；或通过紧耦合的设计，其中GC Nano与显示控制器/处理器(第三方或Vivante DC核)同时工作实现UI合成。想要进一步减少带宽，还可以通过Vivante的DEC压缩IP核对数据进行压缩/解压缩。
·可穿戴和IoT 设备即用。超轻量级向量图形(GC Nano Lite ) 和OpenGLES 2.0(GC Nano、GC Nano Ultra)驱动、SDK及工具可很容易地将可穿戴设备及物联网设备屏幕过渡到消费级图形界面。GC Nano包还包括教程、示例代码及其他文档，以帮助开发人员优化或移植其代码。
·为MCU/MPU平台设计。可卸载并极大降低系统资源的有效设计，包括完整UI/合成及显示控制器集成、最小CPU开销、无DDR且仅含闪存的配置、带宽调制、CTM GPU驱动以及针对可穿戴/IoT设备的、可减少硅片尺寸的GPU特性。软件代码量极小，减少了对内存大小的限制，缩短了GPU初始化/启动时间，同时对于需要一键显示信息的屏幕，可以瞬间启动UI合成。
·生态系统和软件支持。开发人员可以利用轻量级NanoUI或OpenGL ES API进一步扩展或定制解决方案。业界对于现有Vivante产品提供的大量支持，包括覆盖字体、插图工具及Qt开发环境的重要合作伙伴的、针对Android、AndroidWear及嵌入式UI解决方案的GC Nano/GC Nano Ultra产品线。
·计算即用。未来几年内，可穿戴/物联网(处理)节点数量将以数百亿个的速度增加，由于节点始终保持开启、互联和处理状态，数据网络的带宽可能成为问题。GC Nano通过在节点上进行超低功率处理(GFLOP/GINT ops)，且仅根据需求发送有用的压缩数据，可以有效缓解带宽压力。案例包括传感器融合计算和图像/视频带宽降低。
Vivante的软件驱动栈、SDK以及工具包将支持NanoUI API，其可为无操作系统/无DDR 的GC Nano Lite提供CTM GPU加速，同时还可为更先进的解决方案(包括专有或高级操作系统，例如嵌入式Linux、Tizen、Android、AndroidWear 及其他在最小内存空间中需要OpenGL ES 2.0+的RTOS)提供OpenGLES 2.0 API(3.x可选)。这些各种各样的操作系统/无操作系统平台将构成下一代可穿戴设备和物联网的基础，为每个人带来独特的最佳个性化体验。GC Nano驱动包括主动节能、智能合成与渲染以及带宽调制，使OEM厂商和开发人员能够使用超轻UI/合成或3D图形驱动为可穿戴设备和物联网构建丰富的视觉体验。
GC Nano的很多创新创建了一个完整“视觉”可穿戴设备MCU/SoC平台(图1)，能够实现PPA和软件效率最优化，从而改善设备的整体性能和BOM成本，同时提供最紧凑的UI图形软硬件开销，不会降低或限制屏幕上的用户体验。随着可穿戴设备和物联网逐步融入人们的生活，这些新的GPU将会越来越多地应用到身边的新奇产品中。
图1：GC Nano系列SoC/MCU实现案例。
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