行业痛点
随着嵌入式显示技术的快速发展，各类嵌入式显示终端被部署在汽车、轨交、金融以及工业控制领域中，以实现更逼真、更立体的图形显示和更高速数据处理。这些高性能显示终端对以显卡为代表的嵌入式图形显控设备能力提出了更高的要求。
方案基于国产飞腾 FT-2000/4 或 飞腾腾锐 D2000 芯片和 飞腾套片X100。X100 是处理器的配套芯片，主要包括图形图像处理功能和接口扩展。作为业内首家基于 X100 套片的嵌入式显控方案，其充分利用了 X100 的图形加速性能、以 QT 图形系统为基础图形界面框架，配备 OpenGL/ES 标准的三维图形渲染引擎，可实现分辨率高达 3840 * 2160@60Hz 的多屏显示效果。
方案详情
方案系统架构
硬件
基于飞腾 FT-2000/4 或 D2000/8 及 X100 套片，具备多屏高分辨率拼接显示能力和高性能 OpenCL 并行运算能力，可以将控制、信号处理和图形集成于一个并行计算与显示处理模块中，体现了完美的协同运算和显示功能。
操作系统层
OS 层面适配了国产嵌入式实时操作系统（RTOS），基于 GPU 的硬加速驱动框架屏蔽了不同显示芯片和操作系统的差异，实现了硬加速驱动，支撑了三维图形渲染引擎和二维图形引擎的高效显示。
图形引擎层
OpenGL/OpenGL ES 图形绘制引擎为用户提供支持加速高效的符合 OpenGL/OpenGL ES 标准的三维图形渲染接口,并为 QT 提供支撑。基于 QT 的二维图形界面框架提供了高效的二维控件接口及与三维视景融合的人机交互窗口接口。
应用层
高性能的图形引擎可应用于态势可视化、地理信息实时显示等二维、三维图形渲染，在嵌入式图形应用方面有广泛的推广前景。
翰博薇 RTOS 实时系统 GPU 图形驱动（HBW ERGS）体系结构
HBW ERGS 是翰博薇为适应不同显卡自研的图形驱动层，使得显示控制逻辑和操作系统无关，可在不同的操作系统与硬件平台之间方便移植。其参考了 Linux 图形子系统多层架构，层次之间松耦合，随着 GPU 核心的升级换代，驱动架构基本不动，只需要升级与 GPU 硬件相关的子层，而图形管理层和 OpenGL 层不用修改。HBW ERGS 支持 Shader（GPU 管线编程），方便客户设计性能更好、3D 建模更灵活的行业应用软件。
HBW ERGS 系统与硬件、板级支持包（BSP）、嵌入式实时操作系统（RTOS）和应用程序之间的相互关系如下图所示。
- 通过硬件相关模块与 BSP 进行交互；
- 通过 OS 相关模块与 RTOS 进行通信；
- 以提供 API 的形式供应用程序调用。
其中，通过 OS 相关模块使 ERGS 与具体操作系统隔离；通过硬件相关模块使 ERGS 与硬件隔离。这种分层设计使得 ERGS 具有良好的硬件无关性与操作系统无关性。
ERGS 整个架构分为 4 层，每一层及其主要模块的简介如下：
硬件平台
实现采用 FT-2000/4 或 D2000/8 系列和 X100 套片。
实时操作系统
包括板级支持包（BSP）与 POSIX 支持组件等，系统采用实时操作系统（RTOS）。在系统内核层扩充的 GPU 底层驱动负责 GPU 硬件底层资源分配与利用、通过执行大量的 DMA 操作和提供用来同步的接口完成命令流输出和缓冲区管理，主要包括：内存和显存的分配与管理、输出管理、framebuffer 管理、命令注册、fencing、事件处理、中断与 DMA 服务等；扩充了键盘鼠标的底层驱动。在底层设备驱动初始化后，创建相应的设备文件，以提供高层驱动通过 ioctl 方式访问与控制底层驱动；
服务器层
这层包括 ERGS Core、Input Driver、Output Driver、Resource 四个模块：
ERGS Core 是整个 ERGS 的核心部分，扮演管理者角色，主要包括消息管理、窗口管理和资源管理等。消息管理与图形系统的用户体验直接相关，负责客户应用和整个图形系统之间的交互，接收内部或外部消息或事件，并存贮到相应的消息队列中，然后再分发到对应的客户端程序；窗口管理负责窗口的创建与删除，窗口特性的设置，窗口隐藏与显示以及窗口与窗口之间关系的处理，在 ERGS 中，图形绘制都是在窗口中进行；资源管理读取资源并存储在内存中、为应用程序提供适当的接口。
客户端
由 ERGS API 和 ERGS App 两部分组成，其中，ERGS API 为用户与系统的接口，提供了一个完整的 API 集合，用户通过调用 API 来实现绘图。而 ERGS App 则为用户通过调用 API 编写的图形显示应用程序。
相关产品
产品1：一体机图形显控板（型号：HBWY668）
该产品采用飞腾 FT-2000/4 或 D2000/8 处理芯片加 X100 套片实现，以满足不同项目的各类需求。CPU 内存可配置 4/8/16GB，GPU 显存可配置 2/4/8GB。
参考实物（基于FT-2000/4）
参考实物（基于D2000/8）
产品2：飞腾计算与显示设备（型号：HBWY667）
该模块采用飞腾 D2000/8 处理芯片加 X100 套片实现，并且设计上兼容 FT-2000/4 处理芯片，以满足不同项目的各类需求。CPU 内存可配置 8/16/32GB，GPU显存可配置 2/4/8GB。
参考实物
产品3：X100 MXM 显卡（型号：HBWY666）
该产品是符合 MXM V3.1 规范接口显卡，采用 X100 套片，支持输出 1 路 HDMI 视频接口，1 路 DP 视频接口，1 路模拟 VGA 视频接口。支持 PCIe x8 总线。MXM 显卡硬件形态可以根据用户要求进行定制，GPU 显存可配置 2/4/8GB，满足各类应用需求。
参考实物
伙伴信息
湖南翰博薇微电子科技有限公司是国内一流的嵌入式实时图形显控解决方案提供商，专业从事图形显控和以飞腾系列为主的计算机系统或模块、嵌入式实时领域加固计算机板卡、ARINC818 高速视频数字信号采集/传输与存储模块等相关产品研发、生产和服务。产品可满足各种恶劣工作环境下高可靠性要求。
公司拥有良好的科研生产环境，注重技术团队的培养；组建了一支以业内资深专家领衔、以博士和研究生为主的研发团队。注重对外合作，已与国内知名院所、机构建立了长期战略合作关系，并攻克多项技术难关。
公司本着"合作共赢"的经营理念，与各位飞腾合作伙伴们一起开创前景更为广阔的未来。
公司名称：湖南翰博薇微电子科技有限公司
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公司电话：0731-82258011
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作者：飞腾行业解决方案
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