從3D著色到影像變形，現(xiàn)今繪圖顯示控制器(GDC)的功能，透過(guò)各式各樣的應(yīng)用呈現(xiàn)在使用者的眼前。本白皮書(shū)將為您闡述這三種GDC功能，以及它們?nèi)绾芜_(dá)成各種應(yīng)用之目標(biāo)。文章最后將介紹富士通半導(dǎo)體陣容完備的GDC系列產(chǎn)品，還有該公司的360度環(huán)繞視訊影像技術(shù)。現(xiàn)今各種產(chǎn)品研發(fā)業(yè)者最重要的設(shè)計(jì)任務(wù)之一，就是充分發(fā)揮GDC各項(xiàng)功能優(yōu)勢(shì)，包括跑步機(jī)、電冰箱、智慧型手機(jī)和汽車(chē)等產(chǎn)品。

　　1 決定嵌入式繪圖架構(gòu)的因素

　　1.1 成本壓力

　　汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是成本相對(duì)敏感應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)很好的例子，對(duì)于系統(tǒng)研發(fā)業(yè)者而言，最重要的工作就是降低零組件(BOM)成本。就基本到中階的應(yīng)用而言，研發(fā)業(yè)者可采用系統(tǒng)單芯片(SoC)繪圖控制器來(lái)滿(mǎn)足此方面需求，利用這種元件作為單芯片解決方案，這些GDC能透過(guò)CAN總線來(lái)和其他汽車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并能切換到關(guān)機(jī)的電源模式來(lái)節(jié)省電池電力。由于內(nèi)部VRAM記憶體的容量有限，加上各項(xiàng)系統(tǒng)瓶頸(像是總線速度)的限制，因此這些裝置所支援的圖像功能，彈性，像素填充率，以及螢?zāi)怀叽缍紩?huì)受到局限。

　　當(dāng)成本因素的重要性不及效能時(shí)，這類(lèi)應(yīng)用可采用多重芯片架構(gòu)的高階芯片。這些GDC依賴(lài)外部車(chē)用微控制器來(lái)管理CAN傳輸作業(yè)，電源，以及像是步進(jìn)馬達(dá)控制器等周邊元件。

　　此外，由于這些GDC沒(méi)有內(nèi)建VRAM與程式快閃記憶體，因此會(huì)利用外部VRAM來(lái)支援高效能作業(yè)，在未來(lái)，運(yùn)用內(nèi)建式VRAM可進(jìn)一步降低高階車(chē)用GDC成本。

　　相較于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，像是醫(yī)療和航空等領(lǐng)域的應(yīng)用，面臨的成本壓力相對(duì)較低。系統(tǒng)研發(fā)業(yè)者可選擇采用獨(dú)立高階GDC芯片，因?yàn)榭蛻?hù)愿意多花一點(diǎn)錢(qián)來(lái)購(gòu)買(mǎi)更高效能。若系統(tǒng)一開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，需要重復(fù)使用軟體，而是把一個(gè)獨(dú)立GDC放到系統(tǒng)中就是個(gè)不錯(cuò)的作法。

　　運(yùn)用一顆時(shí)脈速度約1GHz的CPU，像是英特爾的Atom，制造商可在不同產(chǎn)品線上重復(fù)使用一部分的硬體與軟體。有些產(chǎn)品可使用內(nèi)建在CPU內(nèi)的GDC。有些對(duì)價(jià)位較敏感的產(chǎn)品，但對(duì)效能的要求不是很高，則可采用SoC產(chǎn)品，其中效能強(qiáng)大的CPU整合了GDC處理核心。

　　1.2 終端客戶(hù)的期盼

　　有些應(yīng)用必須配合智慧型手機(jī)常見(jiàn)的高階繪圖能，此類(lèi)應(yīng)用之廣包括汽車(chē)與各種家電產(chǎn)品。

　　而在這些應(yīng)用中，系統(tǒng)研發(fā)業(yè)者必須確保GDC能繪制出流暢清晰的影像，讓系統(tǒng)能針對(duì)使用者的輸入訊息做快速反應(yīng)，因此，若要提供能滿(mǎn)足最終使用者的經(jīng)驗(yàn)，GDC就不能成為系統(tǒng)瓶頸，才不會(huì)產(chǎn)生延遲。

　　基本型與中階的應(yīng)用也許使用真單芯片的系統(tǒng)芯片SoC即足夠。但對(duì)于高階應(yīng)用而言，這類(lèi)元件無(wú)法提供足夠效能，因此需要用到含有外部VRAM與快閃記憶體的高階(多芯片架構(gòu))芯片。

　　若產(chǎn)品的螢?zāi)恢г?4位RGB輸入訊號(hào)，則24位RGB輸出功能的GDC可協(xié)助避免頻帶效應(yīng) - 亦即相同顏色的陰影會(huì)出現(xiàn)急劇變化。運(yùn)用24位色彩可確保圖像影像外觀流暢，否則，這樣的應(yīng)用就必須動(dòng)用GDC內(nèi)的抖色功能，來(lái)抵銷(xiāo)頻帶效應(yīng)。抖色可在畫(huà)面緩沖區(qū)中套用隨機(jī)的雜訊，以避免因有限的色彩深度導(dǎo)致的頻帶效應(yīng)。

　　盡管流暢鮮明的圖像總是能吸引目光，但像是工業(yè)電子設(shè)備等應(yīng)用，光靠較基本的圖像功能，就能達(dá)到堅(jiān)固易用的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在許多應(yīng)用中，較低階的GDC就能提供令人驚艷的效能，而且不會(huì)讓零組件成本攀升。