EEPW论坛

有幸参加富士通集团举办的富士通中国论坛，第一次全面近距离接触富士通集团的业务，以前更多地只是了解富士通半导体的产品和技术。

参加了好几场研讨会，最关注的还是富士通半导体的汽车解决方案，特别是汽车视觉和图像相关的解决方案，其图形显示器控制器(GDC)是最大的亮点，产品方案很丰富。对于汽车GDC产品，发现介绍的资料很少，周边了解相关应用的筒子少之又少，也难怪，目前相关的应用也主要是国外厂商主导，国内在做类似产品研发估计不超过一只手手指。

网上搜了下相关的文章，发现了一篇“教你如何选择合适的GDC”的文章有比较全面的介绍，不过明显是台湾人翻译的口味，简单整理了下转发出来，供大家学习，欢迎讨论。

GDC选择之类别：

打造完美图像功能的第一步，是针对应用目标选择一款适合的GDC，并以合理的价位获得所需功能。GDC可根据其性价比分成下列三类：

　　基本 - QVGA屏幕，预先着色的图形，可包括影像输入功能

　　中阶 - WVGA屏幕，以2D动态绘图为主，也可支持3D，有支持影像输入功能

　　高阶 - SXGA或更高分辨率的屏幕，动态3D绘图，多重影像输入

GDC选择之成本

汽车产业是成本相对敏感应用领域的一个很好的例子，对于系统研发业者而言，最重要的工作就是降低BOM成本。

就基本到中阶的应用而言，研发业者可采用SoC绘图控制器来满足此方面需求，利用这种元件作为单芯片解决方案，这些GDC能透过CAN总线来和其他汽车系统进行通讯，并能切换到关机的电源模式来节省电池电力。由于内部VRAM存储的容量有限，加上各项系统瓶颈（像是总线速度）的限制，因此这些装置所支持的图像功能，弹性，像素填充率，以及屏幕尺寸都会受到局限。

　当成本因素的重要性不及效能时，这类应用可采用多重芯片架构的高阶芯片。这些GDC依赖外部车用微控制器来管理CAN传输作业，电源，以及像是步进马达控制器等周边元件。

　　此外，由于这些GDC没有内建VRAM与程式快闪记忆体，因此会利用外部VRAM来支持高效能作业，在未来，运用内建式VRAM可进一步降低高阶车用GDC成本。

GDC选择之内容——静态or动态？

还必须根据图像内容的性质来挑选GDC。若内容属于静态，而且能预先判断，低成本GDC就足堪重任。

其他需要动态图像的应用，像是地图或随机动画等，其所需内容都是当场立即决定，这些应用需要一个具备全功能管线的GDC。对于较复杂的应用而言，内含着色器的图像引擎可带来更高弹性。

利用功能完备且具弹性的显示控制器，不仅能简化图像建置的工作，还能支持更好的图像功能，明确的说，图像开发远比控制器功能来得简单，像是弹性图层法以及支持多图层与Alpha-blending，还有各种色彩深度。

3D绘图对于GDC的效能与功能需求会有显着影响，例如3D应用需要的顶点处理性能远高于2D应用，再加上像是贴图与Mipmap贴图等功能所需的视野校正，这些都是3D图像需要的功能（Mipmap是主要贴图的优化与调整尺寸版本，这种贴图和主要贴图储存在同一处）。它们让系统不必立即调整主要贴图的尺寸，对于效能提升有明显帮助。相较之下，2D绘图着色的过程则简单许多，若内容属于静态，还能预先着色，就如同本文先前所讨论，在2D或3D动态内容方面，需要用到一个全管线化的图像引擎。

GDC选择之内容——显示屏分辨率及数量

　　因为尺寸较大，分辨率较高的显示屏必须处理更多像素，因此采用较大显示屏的应用就需要更快，更强大的GDC。航空与医疗方面的应用，通常在其低阶机种需要640 × 480像素的显示屏，而在高阶机种中就需要1280 × 1024像素分辨率的显示屏。在汽车市场，低阶仪表板与中控台的显示屏尺寸通常为480×272像素，中阶机种为800×480，而高阶机种则为1280×480或更高像素。

　　不论是增加单一显示屏的分辨率，或是增加显示屏数量，其所涉及到的像素数量都会以倍数增加，并需提高GDC的处理需求。虽然可以运用多个GDC来应付需求，但也有某些GDC内含的显示屏控制器能透过单一控制器来支持多个显示屏。这些GDC能多工处理视频输出资讯，其运用两倍的显示屏或像素时脉频率的速率，就像是处理一个显示屏一样，不过这两个显示屏必须拥有相同的时序属性与显示屏分辨率。这类GDC对于汽车仪表板相当实用，因为仪表板通常有两个相同分辨率的显示屏。

　　另一方面，有些GDC整合了超过一个显示屏控制器，能驱动多个不同时序与分辨率的显示屏。这类控制器的成本会低于两个独立式GDC，设计工作也较简化。这其中一个典型例子，就是车用抬头显示器（HUD），HUD在仪表板上的显示屏分辨率就低于主显示屏，而也有一种汽车应用是运用单一GDC来控制仪表板与中控台显示屏。

GDC选择之视频类别

GDC针对不同的显示屏影像输入来源提供各种功能，包括摄像头或其他信号来源。有些GDC整合了必要的模拟电路来支持模拟式NTSC/ PAL的影像输入信号，这些控制器对于基本视频撷取应用而言相当实用。而其他GDC则支持数字YUV / RGB视频格式，或需搭配AD转换器。

对于需要撷取多重视频的应用而言，可采用较高阶的GDC，这类元件整合多个视频撷取单元，其显示屏控制器亦必须更强大，才能处理多重输入信号，并把视频串流重叠到影像上。

汽车抬头显示器就是这种功能的另一项应用。由于影像投射在挡风玻璃上，为了配合挡风玻璃的曲度，其影像的调整处理过程便会类似鱼眼校正。

视频的变形需要有内建3D功能的GDC来调整。若GDC能调整视频的解析度高低，对系统会很有帮助。

另一项特殊应用可能成为未来汽车的重要功能，就是利用装在车体四周的多部摄影机，将其输入影像结合成一张图像。这种应用中的系统必须要能处理高解析度视频，再加上各种特殊影像处理功能，以接合成一张环绕全景的影像。

理想的解决方案，是采用一个能够支持多重视频输入格式，并具备高速影像处理功能的GDC，这种方案不需要外部FPGA就能建置这些功能，并达到必要效能，将3D着色功能纳入GDC内，系统便可将接合影像对应到碗状表面，以显示出逼真，无扭曲的360度车体四周环绕影像。