你有沒(méi)有想過(guò)當(dāng)下所經(jīng)歷的顯示設(shè)備的增強(qiáng)之旅？

近年來(lái)，通勤列車上出現(xiàn)了許多廣告顯示器，便利店的自助支付設(shè)備，餐館的數(shù)字菜單選擇以及家里的烹飪?cè)O(shè)備。

在嵌入式人機(jī)界面（HMI）應(yīng)用領(lǐng)域，小型顯示器很常見(jiàn)，但最近10英寸或以上的相對(duì)大型嵌入式顯示設(shè)備有所增加。對(duì)于此大小的顯示設(shè)備，最好使用全高清（1920x1080像素）分辨率，以便圖像看起來(lái)不會(huì)有顆粒感。除了分辨率之外，這些顯示器也變得更加復(fù)雜，并且通常連接到Internet。此外，近年來(lái)，對(duì)基于AI的智能的需求不斷增長(zhǎng)，使設(shè)備能夠識(shí)別用戶并支持?jǐn)?shù)據(jù)收集和分析。盡管功能強(qiáng)大，但由于環(huán)境保護(hù)和資源價(jià)格上漲，人們也需要低功耗的環(huán)保產(chǎn)品。瑞薩電子的新型RZ/G3E微處理器（MPU）旨在解決其中的許多挑戰(zhàn)。

在高分辨率下實(shí)現(xiàn)平滑繪圖和控制

MPU的性能對(duì)于平滑繪圖至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊憟D形顯示的速度和效率。更快的MPU處理允許實(shí)時(shí)顯示更復(fù)雜的圖像，從而增強(qiáng)整體用戶體驗(yàn)。RZ/G3E的四核ArmCortex-A55CPU運(yùn)行頻率為1.8GHz，是一款功能極其強(qiáng)大的CPU，不僅可以執(zhí)行HMI應(yīng)用程序和各種Linux運(yùn)行，還可以處理與邊緣計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用程序。其運(yùn)算處理性能比目前第二代RZ/G系列中級(jí)性能產(chǎn)品RZ/G2E MPU高3.4倍，接近高級(jí)性能產(chǎn)品RZ/G2M MPU。RZ/G3E MPU為用戶提供了出色的性價(jià)比。

除了高性能CPU，RZ/G3E還集成了3D GPU Arm Mali-G52（相當(dāng)于30GFlops）和H.264/265視頻編解碼器，加強(qiáng)對(duì)HMI功能的支持。此外，RZ/G3E內(nèi)置了LCD控制器的兩個(gè)通道，可同時(shí)輸出兩個(gè)全高清尺寸的屏幕，并獨(dú)立控制兩個(gè)屏幕。輸出接口還配備了足夠的功能，如雙鏈路LVDS、4通道MIPI-DSI和并行數(shù)字RGB。這些出色的HMI功能即使在大屏幕上也能提供流暢的圖形。

圖 1：CoreMark值（CPU內(nèi)核性能）的比較

圖 2：HMI的主要功能和系統(tǒng)塊示意圖

邊緣設(shè)備中不可或缺的高速通信

在當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，許多設(shè)備都連接到互聯(lián)網(wǎng)，即使是顯示設(shè)備，高速通信功能也是必不可少的。RZ/G3E支持PCIe Gen3（8Gbps）和USB3.2 Gen2（10Gbps），與現(xiàn)有RZ/G產(chǎn)品相比，通信速度顯著提高，以滿足這些市場(chǎng)需求。RZ/G3E內(nèi)置高速連接接口，如PCIe Gen3、USB3.2 Gen2和千兆以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)與云的5G通信。

圖 3：RZ/G3E和其他RZ/G MPU的功能比較表

Arm Ethos-U55 NPU加速智能

在人工智能（AI）盛行的時(shí)代，甚至需要嵌入式設(shè)備具有智能性并為用戶提供高附加值。這是因?yàn)?，如果所有AI處理都需要在云上完成，數(shù)據(jù)通信將需要大量的Internet網(wǎng)絡(luò)流量。RZ/G3E配備了Arm Ethos-U55作為NPU（神經(jīng)處理單元）專用處理器，用于AI推理，在1.0GHz運(yùn)行時(shí)具有512 GOPS性能，提供用于對(duì)象檢測(cè)、人臉識(shí)別和人數(shù)統(tǒng)計(jì)的視覺(jué)AI，以及語(yǔ)音AI和傳感AI。Ethos-U55的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以從主CPU卸載AI處理，允許用戶構(gòu)建更節(jié)能的系統(tǒng)。

這Ethos-U55還嵌入在瑞薩電子的RA8P1 MCU中，使用戶能夠從瑞薩電子的可擴(kuò)展AI產(chǎn)品組合中進(jìn)行選擇。RA8P1是一款出色的AI加速M(fèi)CU，可通過(guò)內(nèi)置 NPU和SRAM輕松高速執(zhí)行輕量級(jí)AI。另一方面，RZ/G3E MPU的優(yōu)勢(shì)在于使用外部高速DRAM以更高的速度處理更大的AI模型。

對(duì)于需要更高AI性能的用戶，請(qǐng)參閱我們的RZ/V系列MPU。借助瑞薩電子的可擴(kuò)展AI產(chǎn)品組合，您可以根據(jù)開發(fā)所需的AI模型大小或AI處理性能選擇理想的開發(fā)產(chǎn)品。

圖 4：以AI為中心且可擴(kuò)展的產(chǎn)品組合

克服基于Linux的產(chǎn)品

從深度待機(jī)模式快速恢復(fù)的挑戰(zhàn)

由于HMI產(chǎn)品不會(huì)在365天內(nèi)24小時(shí)以全功率連續(xù)運(yùn)行，因此在不使用時(shí)降低待機(jī)功耗尤為重要。對(duì)于較小的顯示設(shè)備，通常使用基于RTOS的MCU，從斷電狀態(tài)開始的啟動(dòng)時(shí)間短，允許在不使用時(shí)關(guān)閉電源。但是，通常很難使用RTOS為具有更高功能的大型顯示設(shè)備開發(fā)應(yīng)用程序。因此，這些設(shè)備傾向于采用基于Linux的應(yīng)用程序。Linux的程序大小基本上比RTOS程序大很多，導(dǎo)致在某些情況下需要10秒以上才能從斷電狀態(tài)啟動(dòng)系統(tǒng)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，RZ/G3E實(shí)現(xiàn)了部分?jǐn)嚯姽δ?，通過(guò)保持將數(shù)據(jù)保存在DRAM內(nèi)存中所需的最小電源并關(guān)閉其他區(qū)域的電源，可以顯著降低功耗。在這種稱為DDR保持模式的深度待機(jī)功能中，DRAM內(nèi)存中的Linux程序不會(huì)消失，因此無(wú)需從外部非易失性存儲(chǔ)器重新加載Linux程序，從而顯著縮短了從待機(jī)狀態(tài)返回的時(shí)間。此外，由于功耗降低到最小電源，因此MPU的待機(jī)功率可以以1mW左右的極低待機(jī)功率實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用且越來(lái)越復(fù)雜的大型顯示設(shè)備，瑞薩電子全新的RZ/G3E MPU旨在通過(guò)提供更好的智能和更低的功耗來(lái)滿足市場(chǎng)需求;讓我們的生活更輕松。