近幾年，MCU的資源和處理能力逐漸增強，GUI（Graphical User Interface）基本成了MCU的標配。同時自從Microchip在2017年打破先例，把2D的GPU內嵌到了MCU中，并配套了自家圖形界面編輯軟件，似乎拼GPU性能成了一件稀松平常之事，MCU能做的顯示越來越高級。（可以參考歷史文章）

當然，設計GUI的過程，并不簡單。開發圖形用戶界面可能是復雜而漫長的過程，需要大量的時間和資源來調試和集成來自各種工具的代碼。所以很多情況下，選擇一款合適的GUI軟件，是工程師經常考慮的問題。最近幾年，廠商就在不斷布局GUI，在這個細節的領域打出差異化。

付斌｜作者

電子工程世界（ID：EEworldbbs）｜出品

嵌入式GUI，通用的選擇

對工程師來說，一般選擇很簡單，就是GUI開源與否，是否收費，另外就是適配度、移植難度、應用場景。

當前主流的小型嵌入式GUI主要有：emWin（uCGUI）、TouchGFX、Embedded Wizard GUI、uGFX（分為收費和免費兩版）、MicroChip GUI 、Qt for MCU、Crack Storyboard、Altia GUI、ThreadX GUIX等主要包括三類，一是完全開源項目，二是第三方軟件公司公的產品，三就是廠商自己的GUI。

首先，完全開源項目方面，主要包括LittlevGL（LVGL）、MiniGUI（部分SoC免費使用）、GUISlice、Nano-X（舊稱MicoroWindows）等，不過這種GUI可能會存在學習曲線陡峭，或者資源比較分散的一些問題，但多數都輕量級，適合資源受限的MCU。

其次，第三方軟件公司公的產品，主要包括Qt for MCU、SEGGER公司開發的emWin、Crack Software的Storyboard、TES Electronic Solutions GmbH開發的Guiliani、德國TARA System公司開發的EmbeddedWizard、汽車使用的Altia GUI、ZLG 開發的AWTK、北京飛漫軟件技術開發的Minigui，這些軟件擁有龐大的生態系統和社區支持，提供了豐富的文檔、示例和支持，整體上手難度層次不齊。

最后，MCU廠商自己的產品，包括ST的TouchGFX、Microchip的Microchip Graphics Suite （MGS）、NXP的PEG Graphics Software，這些產品只針對自己的MCU產品，但相對更適合MCU本身體質。

Microchip：圍繞簡化開發行動

Microchip在GUI領域布局非常多年。整體理念則是圍繞“極簡開發”這一關鍵詞展開。其在官網上就有一句話——“阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）說過，一切都應該盡可能簡單，但不能更簡單。Microchip 將這一理念應用于其為嵌入式開發提供的GUI工具。”

Microchip提供的工具主要是MPLAB Harmony Graphics Suite（MHGC），目前在MPLAB Harmony 3之中，其支持的主要是Microchip 32 位MCU和所有 Microchip MPU。不過Microchip也很強調免費這個概念。2020年9月，Microchip推出免費、免許可和免版稅的Ensemble圖形工具包， 加快Linux圖形用戶界面開發，Ensemble圖形工具包免許可和版稅，向GUI的所有開發者免費提供。

如果需要設計一款具有簡單且優雅嵌入式GUI的應用，選擇Microchip的MCU總是沒錯的。并且Microchip官方還推出了很多優秀的入門教程，大大降低使用門檻。

前兩天，Microchip又進一步把其GUI套裝升級成Microchip圖形套件（MGS）。這是一款易于學習使用的綜合解決方案，可簡化將圖形用戶界面、動畫和圖像集成到觸摸屏的過程。

MGS 采用現代設計，提供直觀的所見即所得（WYSIWYG）界面，用戶可直接查看和操作最終輸出，從而減少錯誤，提高效率。為了使圖形用戶界面更易于使用，MGS具有多功能性，可支持各種不同性能的設備。從對內存和系統性能要求較低的資源受限設備，到支持平板電腦大小觸摸屏和高保真視頻播放的高性能設備，都可以使用MGS。

Microchip 圖形套件包括MGS Composer和MGS Simulator組件，同時由各種開發工具提供支持，包括MPLAB Harmony v3、MPLAB 代碼配置器以及Microchip 適用于32位MCU和MPU的主線Linux發行版。

ST：走向“單芯片”模式

ST的TouchGFX是收購而來，大名鼎鼎的TouchGFX以界面華麗、流暢以及強勁的 TouchGFX Designer著稱。自從2018年ST收購以后，TouchGFX在ST MCU、MPU上都開始可以免費使用。

根據工程師的分享，TouchGFX在MCU系統運行界面非常炫，堪比手機APP界面。使用TouchGFX開發STM32界面，有2種方法：一是利用TouchGFX Designer軟件，支持圖片和控件拖拽、可快速生成在KEIL或IAR等IDE中可打開的項目工程；另一種方法是，STM32CUBEMX 5.0版本增加了對TouchGFX的支持，可以使用CubeMX開發TouchGFX應用。

今年7月，ST將其更新到了TouchGFX 4.24。通過提供新的圖像壓縮格式（RGB565、RGB888和ARGB888）和更多的閃存節省功能，進一步減少了內存需求。

ST介紹中說，嵌入式系統的最新趨勢是“單芯片”接口，開發人員可以從主機MCU的RAM和閃存中運行整個UI，無需使用外部存儲器。這有助于減少材料成本，減輕對存儲器市場的依賴。簡而言之，它在開啟了很多新功能的同時還能保持設計的成本效益。但沒有之前版本的豐富功能作為基礎，這樣的突破也是不可能實現的。TouchGFX 4.24建立在舊版本基礎之上，可確保更多的應用程序能夠適應這種“單芯片”模式。

簡單來說，就是TouchGFX 4.24對其壓縮算法和矢量運算進行了一系列優化，以節省更多閃存。

NXP：分為三種版本

很多人都不知道，NXP本身其實也有GUI庫，而且還很強大。不過，NXP的PEG和上述兩個廠商的劃分不太一樣，分為免費版本和收費版本，即PEG Pro、PEG +和PEG Lite，其中Lite版本對于NXP芯片是免費的，收費版本相對功能會強大許多，不過基礎版本也可以滿足大部分要求。

PEG可與實時操作系統完美結合。該圖形開發解決方案工具使開發人員能夠使用PEG庫和外部資源對用戶界面屏幕和用戶界面控件進行布局，并生成C++代碼。PEG Graphics Software整體學習曲線也相對較平緩，同時NXP提供了大量的學習資源進行參考。

寫著最后

目前來看，Microchip和ST在GUI庫的建設上走得比較激進，經常進行大更和迭代。畢竟，提供一個非常完整的方案，更有助于工程師快速開發自己的產品，加速研發進度，讓工程師有更多選擇的理由。而其他廠商，如英飛凌、瑞薩主要與QT、SEGGER這些廠商加大合作，以支持更大的軟件生態。不過，軟件這個東西，使用第三方也完全足夠，而且也不一定有必要去自己做一套軟件和庫，但自己給自己做總歸是更適配自己的產品。

參考文獻

[1]安謀科技學堂：嵌入式系統的GUI分類及介紹——面向MCU微控制器.2023.10.9.https://mp.weixin.qq.com/s/m8wBsMsCrdEE5X31J7KhAA

[2]知乎：https://www.zhihu.com/question/20751611

歡迎將我們設為“星標”，這樣才能第一時間收到推送消息。

免費領取汽車總線系統設計資料合集！

掃碼添加小助手回復“進群”

和電子工程師們面對面交流經驗