CORE METRICS / IPU

IPU 核心技术指标

概述

IPU 是 G32S10 的图像后处理单元，用于将一层 OSD 图像叠加到背景，或执行色彩空间转换（CSC），适合图像合成与输出格式转换。OSD 支持图层顺序、透明度和预乘配置；独立 CSC 与 OSD 模式不能同时开启。

性能概览

1280×1280 NV12 背景叠加 1280×720 ARGB8888 图层时，端到端帧率为 38.53 fps，平均单帧耗时 25.95 ms。该结果包含软件提交、缓存维护和等待帧完成的开销。

透明度混合已验证像素 alpha、全局 alpha 和像素乘全局 alpha 三种来源，三条透明度带共 9 个 RGB 采样结果均与预期值一致。

端到端性能

固定处理路径为 NV12 背景 + 1280×720 ARGB8888 叠加图层 → NV12 输出，输出尺寸与背景相同。预热 3 帧后连续测量 100 帧，每帧等待 OUT_END 完成；素材在内存中生成，计时不包含 SD 卡读写。

背景与输出尺寸（像素）	端到端帧率（fps）	平均单帧耗时（ms）
1280×1280	38.53	25.95

扩展尺寸观测

以下 8 个测试点超过详细文档规定的 1280×1280 输入、输出尺寸约束，其支持条件与图像正确性尚未确认；这些观测值不作为支持范围或硬件上限。叠加图层仍为 1280×720 ARGB8888，背景为 NV12，采用相同的 3 帧预热、100 帧测量方式。

背景尺寸（像素）	端到端帧率（fps）	平均单帧耗时（ms）
1920×1080	33.18	30.14
2560×720	36.04	27.75
2560×1280	23.39	42.74
2560×1440	21.26	47.02
2560×2040	15.85	63.08
1920×3072	14.24	70.18
2560×2880	11.68	85.57
2560×3072	11.02	90.71

OSD 叠加与透明度

功能组合实际执行 300 组，全部通过；12 种 OSD 混合模式均完成处理与输出。支持一层叠加图层，两种层序分别为叠加图层在上、背景在上。

背景格式为 NV12、YUV422、ARGB8888；叠加图层格式为 2bit、NV12、NV21、ARGB8888、ARGB1555、RGB888，输出格式跟随背景。叠加图层的宽、高均不得大于背景。

背景格式	候选组合	跳过组合	通过组合
NV12	108	6	102
YUV422	108	6	102
ARGB8888	108	12	96
合计	324	24	300

跳过项涉及尺寸越界或可用内存不足，数量随板卡内存条件变化。上述通过判定检查图层顺序和输出已写入，不代表完成逐像素误差验证。12 种模式包括 source-over、source、destination、clear、destination-over、source-in、destination-in、source-out、destination-out、source-atop、destination-atop、xor。

透明度混合精度

使用 1280×1280 ARGB8888 背景与 640×360 ARGB8888 叠加图层，背景 RGB 为 10 20 30，图层 RGB 为 80 40 C0（均为十六进制）。图层未预乘，背景不透明，图层位置为 x=320、y=460。每种 alpha 来源分别在 alpha=255、128、0 的三条竖带各取一个点，实测 RGB 如下，均与对应预期值一致。

alpha 来源	图层 alpha=255	图层 alpha=128	图层 alpha=0
像素 alpha	80 40 C0	48 30 78	10 20 30
全局 alpha（192）	64 38 9C	64 38 9C	64 38 9C
像素 alpha × 全局 alpha / 256	64 38 9B	3A 2C 66	10 20 30

表内 RGB 分量均为十六进制；乘积模式的全局 alpha 为 192。精度结论限于上述采样点，未量化全图误差。输入预乘配置应与图像数据是否已预乘保持一致。

色彩空间转换

NV12、YUV422 两种输入到五种输出的 10 条 CSC 通路均通过功能测试。输出尺寸与输入相同，转换使用默认 CSC 系数。

输入格式	已测输出格式
NV12	NV12、NV21、ARGB8888、RGB888、HSV
YUV422	NV12、NV21、ARGB8888、RGB888、HSV

SD 模式测试尺寸为 1280×1280；UVC 模式受 16 MB RAM 限制，测试尺寸为 800×800。该项验证格式转换功能，未提供色差或转换误差的量化结果。

测试条件与使用约束

测试平台为 G32S103、G32S107 SK SLT 真片。G32S103 覆盖寄存器、OSD 功能、alpha、DMA 边界、CSC、混合模式和中断测试；G32S107 包含性能与复位测试。两平台分别采用 -O2、-Os 编译优化。上述性能结果未区分各平台，且未给出 CPU、IPU 时钟，复用数据时需核对实际配置。

常规输入、输出尺寸遵循详细文档的 1280×1280 约束；输出尺寸与背景相同。1280×1280 NV12 背景叠加 1280×720 ARGB8888 图层的性能配置约需 8.6 MiB 动态图像缓冲区。

DMA 跨 4 KiB 边界测试通过：背景源、叠加源及输出缓冲区的页内偏移均为 0x800。SD 模式采用 1280×1280 ARGB8888 背景 + 640×360 ARGB8888 图层；UVC 模式为 800×600 + 400×240。帧完成中断的投递、清除及屏蔽已验证。停止后需等待空闲，再复位并重新完整配置；复位测试检查控制流程和寄存器复位值，未自动比较复位前后图像的一致性。

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