新型图形系统控制器技术原理及方案（富士通）

概要

富士通发布的新型图形系统控制器产品是集合彩色显示和视频输入及仪表控制等各种功能为一体的单一芯片解决方案，并且整合了“FR81S”这款高性能的CPU内核。该系列产品可应用于汽车仪表板，除支持彩色液晶显示的MB91590系列外，富士通还推出了支持段型液晶显示的MB91570系列。

图1所示为系统架构实例。

为保证研发人员顺利地将这些产品运用于设计中，富士通提供开发环境套件，包括最新的一线式片上调试器(模拟器)和综合开发环境SOFTUNEV6。此外富士通还提供StarterKit和样本程序、图形设计工具和图形库等，方便不具备该产品内嵌的GDC相关知识的设计者，通过可视化测试显示屏设计。

该系列产品在1个单块芯片中，整合了世界级的高性能CPU内核“FR81S”、独特的Sprite图形显示控制器(GDC)、图形显示内存(VRAM)、针对外部输入图像的视频捕捉，以及CAN和LIN等通讯功能。新产品系列通过减少外围电路降低了成本，缩小了芯片封装体积。此外，由于减少了噪声产生源的外部连接总线数量，削减了除噪声组件，因而系统可以更低成本地实现高性能。

表1所示为主要开发工具，图2所示为开发环境实例。

特点

图形显示控制器内部集成了2D图形渲染引擎

该系列产品针对汽车仪表板整合了许多显示功能，包括内部视频内存、线条描绘、区域复制等。它能对捕捉到的影像进行缩放，并可执行90度旋转。由于它能扩展与显示串长编码的图像，因此能以较少的内存容量来处理视频数据。此外，视频捕捉功能可接收数字YUB/RGB格式的视频信号，并内置一个NTSC译码器来处理模拟视频内容。

搭载高性能的新32位CPU内核“FR81S”

该产品采用的CPU内核FR81S在最大内部工作频率128MHz条件下运行。该产品CAN内嵌式微控制器，可提供世界级的高速处理功能。此外，本产品还内置进行过滤及高速图像处理的单精度浮点单元，以及防止外部入侵存储区的内存保护单元。

内置NOR型新闪存架构

新产品内置NOR型新闪存架构(NewFlasharchitecture)，通过利用NOR型闪存高速和低功耗模式，实现程序的高速读取，从而提高MCU处理能力。

图3所示的概念图中，针对各个Sprite可区分优先级进行显示。

特殊Sprite

图4所示为特殊Sprite的功能概要。如图所示。

线条描绘：可用于停车辅助系统，对倒车摄像头的影像进行线条描绘，显示点和线等小画面时使用。

图5所示为线条描绘实例。

串长编码：由于视频数据进行串长编码，因此减少了视频内存的容量。

图6所示为减少视频内存容量的实例。

针对汽车仪表板系统提供最佳的外围功能

该产品内置CR内部共振器、硬件监控器以及低电压检测电路等，能将所需的外围组件数量减至最少。该产品针对汽车仪表板系统精选了各种外围功能包括步进马达控制器、调试讯号与发出警报用的声音产生器、以及支持CAN与LIN的UART等，为支持车载网络的控制功能，搭载了一个能储存64条讯息的缓冲区。

低功耗功能

在待机等低功耗模式下，通过电源门控技术关断处于非工作状态电路的电源，从而实现低功耗(低漏电)。该产品搭载多个内置稳压器，无需彩色液晶显示，在低功耗模式下(配件开关OFF状态)，能够仅对GDC电路进行单独的电源关断。

图7所示为功能框图(概要)。

针对采用段型液晶显示汽车仪表板的产品

为了实现设计资源共享，针对采用段型液晶显示的汽车仪表板，富士通推出两款“MB91570系列”产品。

去除了GDC部分，该产品内置LCD控制器，其他的外围资源均与MB91590系列相同。因此，除了图形功能外，这两个系列产品的软件资源也可共享，从而能够降低开发成本。

小结

针对各种汽车仪表板的需要，富士通将继续扩充产品阵容，并且会推出更多性能更佳的产品。希望用户能够一如既往的支持富士通。

图8所示为面向汽车仪表板的32位微控制器开发路线图。