希荻微推出图形增强芯片HL9002 & HL9005

希荻微电子（证券代码：688173）推出 RISC-V 架构图形增强芯片 HL9002 与 HL9005。两款芯片采用同源的 2.5D 图形加速引擎，将旋转、缩放、多图层混合等图形负载交由硬件引擎承担，CPU内核 只需专注业务逻辑；HL9002、HL9005 分别对应图形增强 MCU 与 MPU 两档形态，覆盖家电厨电、工业控制、医疗设备的中小尺寸单屏，直至两轮车智能仪表、车载扶手屏的高清双屏应用，为嵌入式图形交互提供单芯片、低带宽、易迁移的完整解决方案。其中 HL9005 依托 GPU内核 特有的多层次数据压缩技术（GZIP 压缩 + 纹理压缩 + 帧缓存压缩），在保证画质的同时显著节省存储与带宽成本。

一、图形加速引擎 AHMI 技术特性

作为两款产品共同的技术底座，AHMI 是一款基于瓦片渲染（Tile-based）的四边形光栅化固定流水线 2.5D 图形引擎，采用自适应高效双线性过滤，面向嵌入式实时显示场景优化，其架构特点如下：

引擎特性	规格说明	用户能感知的价值
瓦片渲染+四边形光栅化	Tile-based固定管线	瓦片化局部渲染，显存带宽占用低
自适应高效双线性过滤	纹理采样优化	素材放大缩小后依然细腻
平移/旋转 / 缩放 / 投影 / 错切	硬件矩阵运算	转场动画流畅、指针转动顺滑
多图层混合	Framebuffer作背景层叠加	复杂UI叠加效果轻松实现
写回0° / 90° / 180° / 270°旋转	写回后处理	横竖屏自由适配，不受面板方向限制
固定管线架构	无通用GPU依赖	功耗低、实时性好、成本可控

参照 OpenGL 标准，持续长期演进。 AHMI GPU 内核参照 OpenGL 1.5 流水线精简实现，硬件完成从光栅化到逻辑操作的全流程，配合驱动实现几何部分，支持平移、旋转、缩放、错切、投影等仿射变换；GPU 内核历经 V1 → V4X 的长期迭代——从 2.5D 固定流水线、纹理 / 帧缓存压缩，到 3D 光照、可编程统一着色器，直至 3D+AI 通用计算。HL9005 搭载完整版 AHMI-V3@400MHz，HL9002 采用同代精简版 AHMI-V3 Lite@120MHz，在性能、面积与功耗之间形成面向嵌入式显示的两档最优组合，架构演进路线亦为客户平台的长期升级提供保障。

多层次数据压缩（HL9005），存储与带宽成本双降。 HL9005 的 GPU 特有多层次数据压缩技术贯穿“Flash → GPU → DDR”整个数据通路：素材侧以 GZIP 无损压缩与 STC 纹理压缩格式存储于 Flash，大幅缩减 UI 素材体积、节省存储成本；渲染侧以 SFBC 实时帧缓存压缩将帧缓存数据量从原始 24bpp 压至 8bpp，叠加硬件超分辨率（×1.5）后低至 3.6bpp，DDR 带宽占用最高可降低约 85%，为高分辨率双屏输出留出充足余量；DramCache 主动纹理访存单元以“GZIP 解压 + Flash→DDR 缓存”模式加速素材读取，让 CPU 从传统数据搬运中彻底解放，大素材界面即点即现。

二、HL9002 图形增强 MCU

2.1 产品概述与应用

从系统设计的角度看，HL9002 把“点亮一块图形化屏幕”所需的最小系统压缩到了极致：CPU、2.5D 图形引擎、SRAM 与 4–16MB 合封 Flash / HyperRAM 在一颗 QFN 封装内即构成完整的计算与存储回路，外围只需电源、屏幕和触摸 IC 就能开机出图（HL9280 无合封 Flash，需外挂 SPI Flash）。E902 内核 @120MHz 看似不高，但图形负载交由 AHMI 引擎硬件承担，CPU 只需专注业务逻辑；50KB TCM SRAM 搭配可选 HyperRAM，让小素材与大素材方案都有合适的内存落点；单电源 3.3V 供电则进一步简化了整机电源树设计。这颗高集成度 MCU 的价值，集中体现在三类典型场景中：

处理器	32位 RISC-V E902 单核 @120MHz，8KB ICache
图形引擎	AHMI-V3 Lite 2.5D固定管线 GPU @120MHz
存储	50KB TCM SRAM；合封 4–16MB QSPI Flash（HL9280 无合封，需外挂）；可选 4/8MB HyperRAM（HL9204/HL9208 无合封；16KB DCACHE）
显示接口	RGB565 / SPI / QSPI / 8080（视型号：HL9208 仅 SPI/QSPI，HL9204 无 RGB565）
视频输入	BT656 / DVP-8b（VIDEOCAP，支持行数据减半；HL9248/HL924G/HL9280 型号支持）
模拟外设	12bit最多 9 通道 ADC @2Msps（HL9208 为 8 通道），内置温度传感器
电机控制	MOCTL 4通道 PWM + 4 路电机驱动（三次函数频率变化曲线）
通信接口	最多2×I2C、3×SPI、3×USART；1×CAN FD、1×I2S、USB OTG2.0 FS；10/100Mbps 以太网 MAC（仅 Q60）
系统外设	DMA（4 通道）、RTC、WDT、CRC32、CLIC（32 外部中断源 / 8 级优先级）
GPIO	最多40（PA0-PA19 / PB0-PB19），5 种中断触发模式
封装/温度	QFN60 / QFN40 / QFN68；3.3V 单电源；-40°C ~ +85°C
对标物料	ARTINCHIP，D12系列

注：对标物料仅供选型参考；文中标注的型号功能差异详见对应产品规格书。

**2.1.1 **家电厨电与智能旋钮屏—— 最小 BOM 点亮图形屏，UI 与电机控制单芯片搞定

· 极简系统：外接电源、TFT 屏与触摸 IC 即可开机出图，BOM 清单精简

· 智能旋钮屏：单芯片融合图形化挡位显示与旋钮参数反馈，适用洗衣机、灶具等快速普及品类

· 平台快速衍生：咖啡机、歌词音箱（I2S 音频 + 歌词显示）等基于同一平台实现

**2.1.2 **工业控制显示—— 产线组网、状态可视与无人值守可靠性

· 产线组网：10/100Mbps 以太网 MAC+ CAN FD 总线互联

· 状态可视 / 简单视觉检测：VIDEOCAP 接入 DVP-8b 摄像头，可配置行数据减半压缩分辨率（HL9248/HL924G/HL9280 支持）

**2.1.3 **医疗与健康设备显示—— 传感直采、记录界面与长时可靠

· 传感直采：12bit ADC 直接采集血压、体温等模拟信号，DMA 搬运降低 CPU 占用

· 记录类界面：RTC 独立时钟日历，适合长时间记录与查询类交互

· 低功耗多接口：在低功耗与多通信接口约束下实现完整图形化人机界面

· 同平台延伸：美容仪器、储能 / 锂电池显示器等健康管理终端亦可实现

2.2 应用框图

图 1 HL9002 典型应用框图：家电厨电 / 工控显示面板

三、HL9005 图形增强 MPU

3.1 产品概述与应用

HL9005采用双核 N607（主频 400MHz@1.2V，1.1V 供电时为 300MHz）各配 16KB ICache + 16KB DCache，CPU0 专属 112KB TCM（ITCM 64KB + DTCM 48KB，其中 16KB DTCM 可与 SXDLA 共享），天然适合“一核跑整车通信、一核专注图形”的软件分工；合封 8–64MB DDR1 经 AXI 总线访问，为大素材界面与视频解码提供充足内存空间。围绕 AHMI 引擎，DramCache 以 GZIP 解压与缓存机制化解 Flash 带宽瓶颈，SFBC 帧缓存压缩降低 DDR 带宽占用，共同为双屏高分辨率输出留出性能余量；SXDLA NPU 与 AudioCodec 的组合让本地语音识别无需外挂 AI 芯片，H264 硬解码保证视频播放不占用 CPU 资源（HL9516 及以上型号）；B200A/I 型号的 AEC-Q100（Grade 3）车规认证则是进入整车供应链的入场券。这颗高集成度 MPU 的价值，集中体现在两轮车智能仪表与车载扶手屏两类典型场景中：

处理器	双核RISC-V N607 @400MHz@1.2V / 300MHz@1.1V；RV32IMACFPB + DSP + FPU；112KB TCM；4KB 双核共享 RAM
图形引擎	AHMI-V3@400MHz 2.5D GPU + DramCache主动纹理访存单元（GZIP 解压、SFBC 8bpp 帧缓存压缩、STC 纹理解压）
AI加速	SXDLA NPU：3.6GOPs@conv3×3 / 400MOPs@conv1×1，int8 / int16 / bf16，Tiling 64×64，提供编译器；人脸识别需 HL9532/HL9564 型号
视频解码	H264 1080P30 / 720P60硬解码，JPEG 解码（HL9516 及以上型号支持）
显示接口	双屏输出：TTL / MIPI-DSI / LVDS ×2（双屏可异分辨率共享时钟）；超分辨率 ×1.5；亮度 / 对比度 / 饱和度 / Gamma 校正
视频输入	BT656 / DVP-8b / RGB888（RGB888 仅 B200A/I 型号），最高 1080P，24bit 并行 @150MHz（可作并行 ADC 接口；HL9516 及以上型号支持）
音频	AudioCodec：3 路差分 MIC（回音消除）+ 1 路 LINEOUT DAC，采样率 48KHz；I2S 数字音频接口（B100IS 为 I2S/LINEOUT）
存储	合封8–64MB DDR1；QSPI 控制器支持 NOR/NAND（B200 最高 2×2Gb、B100 系列 1×2Gb @100MHz，坏块替换）；eFUSE 64bit UID
模拟/电机	2× 10bit ADC共 15 通道 @2MHz（B100IS 为 11 通道）；MODRV 4 组步进电机驱动（11bit PWM，频率抖动抗噪）
通信接口	最多4×I2C、5×SPI、6×UART；2×CAN（B100I 无）、2×CAN FD、2×SDIO；USB OTG2.0 FS + HS（FS 仅 B200）；GMAC：千兆 GMII/RGMII（B100I 为 100Mbps MII）
系统外设	DMA（8 通道）、RTC（RTC 电源域掉电保持）、WDT ×2、PMU、ECLIC（16 向量中断，抢占 / 咬尾）
启动/封装	SD Card / Nor / NAND Flash启动；BGA200-10×14.5 / BGA100-10×10 / BGA100-7×7；AEC-Q100 Grade 3（B200A/I）
对标物料	AMT630HV100；IT983X；ARTINCHIP，D13/D21系列

注：对标物料仅供选型参考；文中标注的型号功能差异详见对应产品规格书。

3.2 两轮车智能仪表（E-BIKE / 摩托车）—— 高清****屏 + 物理指针 + 影像物联一体化

· 高清屏直驱：5–10.1 寸仪表屏 TTL（RGB888）/ MIPI-DSI 直驱，LVDS 共享时钟可扩展副屏 / 旋钮屏

· 整车互联：2×CAN + 2×CAN FD 直连整车控制器与 BMS，获取车速、电量、档位与故障信号

· 模拟采样：2×10bit ADC 采样油位、光敏与 NTC 温度

· 指针冗余显示：MODRV 4 组步进电机驱动直接带动物理指针，与数字 UI 形成冗余显示

· 无感解锁：NFC / 遥控钥匙实现解锁与防盗认证

· 物联扩展：外挂 4G / BLE 模组（UART / SDIO 接入）支持定位防盗、远程 OTA 与手机互联

· 影像输入：VideoCapture 接入经外部解码器转换的 AHD 前后视摄像头影像（最高 1080P）

· 视频回放：H264 硬解码（HL9516 及以上型号）+ SFBC 帧缓存压缩 + 超分辨率，高分界面依然流畅

· 户外可靠：AEC-Q100 Grade 3（B200A/I 型号）+ AHD + H264 + 车规全功能方案建议选用 HL9532/HL9564（B200A/I）

图 2 HL9005 典型应用框图：两轮车智能仪表（E-BIKE / 摩托车）

**3.3 **车载扶手屏（后排智能触控终端）—— 语音、多媒体与车身控制本地一体

· 单屏直驱：5–10.1 寸扶手屏 TTL（RGB888）/ MIPI-DSI 直驱

· 车身控制：座椅 / 空调 / 氛围灯指令经 2×CAN + 2×CAN FD 接入车身网络下发执行

· 整车 OTA / 诊断：固件升级与诊断经 CAN 总线（UDS 协议）完成

· 本地语音：AudioCodec 3 路差分 MIC 自带回音消除 + SXDLA NPU 本地语音识别 / 人脸检测（人脸检测需 HL9532/HL9564 型号），无需外挂 AI 芯片与云端往返

· 多媒体播放：USB / SDIO 接入 U 盘与 SD 卡，H264 硬解码（HL9516 及以上型号）

· 手机互联 / 投屏：外挂 WiFi / 蓝牙模组（SDIO / UART），Timer PWM 调光实现昼夜自适应亮度

· 车规入库：B200A/I 型号通过 AEC-Q100 Grade 3 认证，满足整车供应链可靠性要求

图 3 HL9005 典型应用框图：车载扶手屏（后排智能触控终端）

四、一站式开发平台与高可靠性

一站式综合平台。 希荻微围绕 HL900X 芯片打造了覆盖“芯片—系统—工具”的一站式综合平台：自研 AHMI GPU 内核参照 OpenGL 标准精简实现，兼顾标准兼容与资源效率；自研实时操作系统统一管理内存与外设，安全性更高，图形界面在芯片上稳定运行；云端 UI 开发工具（AHMI IDE）与一键图形系统烧写工具打通从设计到量产的完整链路。

界面****开发简单。 基于配套的界面开发工具即可实现界面精简开发：UI 布局与动画设计、逻辑脚本开发、功能仿真、烧录至硬件的全流程在工具端闭环完成，避免多种工具同时使用引入 Bug，统一管理内存与外设，规避内存溢出与设备冲突，显著缩短开发周期。

多重手段保障可靠性。 B200A/I 型号通过 AEC-Q100 车规级认证（Grade 3），配合 ECC、CRC 等机制构建高可靠性功能安全架构。

五、选型对比与建议

项目	HL9002	HL9005
产品形态	图形增强MCU（单核 120MHz）	图形增强MPU（双核 400MHz@1.2V）
图形方案	AHMI-V3 Lite@120MHz 2.5D	AHMI-V3@400MHz 2.5D + DramCache +显示超分辨率 ×1.5
内存架构	SRAM +合封 Flash（可选 4/8MB HyperRAM；HL9280 无合封 Flash）	合封8–64MB DDR1（AXI）
显示能力	单屏RGB565/SPI/QSPI/8080（视型号）	单屏TTL(RGB888)/MIPI-DSI；双屏 LVDS×2（异分辨率共享时钟）
多媒体/ AI	视频捕获（BT656/DVP-8b）	NPU + H264硬解 + AudioCodec + 1080P 输入
供电	单电源3.3V	三电源轨3.3V / 2.5V / 1.1V，RTC + SOC 双电源域
封装	QFN40/60/68	BGA100/200（B200A/I 车规 AEC-Q100 Grade 3）
适用场景	家电厨电、工控面板、医疗小屏、旋钮屏/ 86盒等智能交互终端	两轮车仪表、车载扶手屏、车载仪表、智能座舱、物联网高端终端

希荻微电子高级市场经理Jacky表示：“HL9002 与 HL9005 基于创新的图形增强引擎与软件平台生态，UI 素材与上层应用可在产品线内平滑迁移。以小屏、静态素材为主、成本敏感的中小屏项目，推荐选用 HL9002；涉及高清大屏、视频播放、语音交互或车载可靠性要求的项目，则推荐 HL9005。我们希望这套覆盖中小屏到高清屏的完整解决方案，帮助家电、工控、医疗与车载客户以更低的系统成本、更短的开发周期，为终端用户带来更流畅、更细腻的图形交互体验。”