在嵌入式 UI 领域有一个常见的假设：要么多花钱，要么接受更紧的硬件锁定，以此换取更好的性能。Silicon Signals 近期的一项第三方基准测试对这个假设做了检验：他们构建了相同的 UI，在相同的硬件上运行，并将 LVGL、TouchGFX 和 Qt for MCUs 放在一起逐项对比。
最有意思的是测试结论。在性能和内存方面，这三款框架基本处在同一水平。而一旦原始性能不再是区分点，真正值得追问的问题就浮现了：当你选择一款商业或被厂商锁定的框架时，你到底在为什么买单？
基准测试是如何搭建的#
为了保证对比公平，每款框架都在同一块开发板、同一个 RTOS 下渲染同一组共六个演示界面。
这六个演示界面经过精心挑选，分别用来给渲染管线的不同环节施压：
- 静态界面：形状、渐变、alpha 混合（基线 / 空闲负载）
- 2D 界面：旋转与平移的图像
- SVG 界面：带动画的矢量图形
- 视频界面：全屏播放“Big Buck Bunny”（TouchGFX 在运行时解码 MJPEG；LVGL 和 Qt 回放预先解码好的 JPEG 帧）
- 文本滚动界面：持续滚动的文本
- 仪表盘界面：完整的汽车仪表盘
LVGL 测试使用的是 9.4.0 版本，搭配全新的 LVGL Editor，运行在 FreeRTOS 10.4.6 上，这也是三款框架共用的操作系统。
性能：旗鼓相当#
下面是各演示界面的 CPU 占用与渲染时间数据。这些数字互有胜负：每款框架都在某些演示中领先、在另一些演示中落后，但三者都稳稳处于实时渲染的水平。大多数渲染时间都在 12 毫秒以内。文本滚动是唯一的例外，LVGL 和 TouchGFX 在这一项都落在 20–28 毫秒的区间。
| 演示界面 | LVGL | TouchGFX | Qt for MCUs |
|---|---|---|---|
| 静态 | 2% / 1–3 ms | 6–8% / 0–1 ms | <1% / 3 ms |
| 2D | 30–33% / 3–4 ms | 7% / 3 ms | 5–6% / 8–9 ms |
| SVG | 15–16% / 9–12 ms | 23–26% / 7–9 ms | 14–15%* / 6 ms* |
| 视频 | 5–6% / 5–6 ms | 4% / 4 ms | <1% / 5 ms |
| 文本滚动 | 4–5% / 23–28 ms | 59–62% / 20–22 ms | 2% / 9–10 ms |
| 仪表盘 | 12% / 8 ms | 10% / 1–2 ms | 2–3% / 8–9 ms |
每个单元格的格式是 CPU 占用 % / 渲染时间（毫秒）。没有哪一款是全面赢家：TouchGFX 在视频演示上最轻，仪表盘的渲染时间也最短，却在文本滚动中飙升到 59–62% 的 CPU 占用，在 SVG 中也达到 23–26%；LVGL 在视频上同样很轻松，但在 2D 演示中负载偏高。需要注意的是，TouchGFX 在运行时解码视频，而 LVGL 和 Qt 回放的是预先解码好的帧，因此这一行并非同等条件下的比较。Qt for MCUs 在多数演示中 CPU 占用最低，不过其中一部分来自把工作挪到了编译期，而不是运行时更快：它的 SVG 资源是预渲染的位图，文本演示使用的是静态文本控件。实际的结论是：三款框架都能在这套硬件上流畅渲染相同的 UI。
Qt for MCUs 不支持运行时渲染 SVG。它的 SVG 资源是在编译期预先渲染成位图并烘焙进固件中的，这正是其 SVG 数据被标注 * 的原因。LVGL 和 TouchGFX 都在运行时渲染 SVG，其中 LVGL 通过自带的 SVG 引擎并借助 NeoChrom GPU 加速。
内存：同样旗鼓相当，但 LVGL 有一处优势#
内存使用情况也讲述着相同的故事。三款框架在 RAM 和内部闪存上都落在很窄的区间内。唯一拉开差距的是外部闪存，而 LVGL 在这一项上以明显优势用得最少。
| 指标 | LVGL | TouchGFX | Qt for MCUs |
|---|---|---|---|
| 总 RAM | 2164 KB | 1975 KB | 1719 KB |
| 内部闪存 | 559 KB | 426 KB | 519 KB |
| 外部闪存 | 24 MB | 44 MB | 80 MB |
LVGL 的外部闪存占用为 24 MB，而 TouchGFX 为 44 MB、Qt 为 80 MB，这在很大程度上得益于 NeoChrom GPU 上 GPU 加速的 TSC6 纹理压缩。在外部闪存确实计入成本的物料清单（BOM）中，这样的差距绝不是可以忽略的噪声。
那么，你究竟在为什么付费？#
如果三款框架都能以同样的画质渲染相同的 UI，且 CPU 与内存表现相近，那么性能就不再是它们之间的区分点。剩下的就是许可方式和可移植性，而正是在这里，局面发生了急剧的变化。
| LVGL | TouchGFX | Qt for MCUs | |
|---|---|---|---|
| 许可证 | ✅ MIT（开源） | ST SLA0048 | 商业许可 |
| 费用 | ✅ 免费 | 免费 | 付费 |
| 版税 | ✅ 无 | 无 | 视许可证而定 |
| 硬件 | ✅ 任意厂商的 MCU / MPU | 仅限 STM32 | 部分指定平台 |
| 可移植性 | ✅ 高 | 低（锁定 STM32） | 中等 |
由此可以直接得出两个结论：
为什么要为 Qt for MCUs 付费？ 如果付费许可能换来明显更好的性能，这笔账或许还算得过来。但基准测试表明事实并非如此。Qt 拿出的结果，和一款免费且 MIT 许可的框架相差无几，而且它最低的那几个 CPU 数字，有一部分来自编译期的预渲染，而不是运行时更快。你付费买到的是工具和支持，而不是更快的 UI。与此同时，你还要接受三者中最大的外部闪存占用，以及不支持运行时 SVG 的限制。
为什么要接受 TouchGFX 的厂商锁定？ TouchGFX 是免费的，但只限于 STM32。一旦你的产品路线图触及 NXP、Espressif、Renesas、某款 MPU 或嵌入式 Linux，你就得重写 UI。而 LVGL 能在上述所有厂商和平台上运行同一套代码，从裸机 Cortex-M 到 Linux MPU，你只需替换显示和输入驱动即可。
当性能旗鼓相当时，那款免费、开源、并且能跑在任意芯片上的框架，才是为你保留所有选择余地的那一个。
LVGL 在带来这份性能对等的同时，没有许可费、没有版税、没有厂商锁定，背后还有一个 600 多名贡献者的社区在支撑，而这一切都在宽松的 MIT 许可证之下。
自己动手复现#
这项基准测试最棒的地方在于，你完全不必听信任何人的一面之词。Silicon Signals 开源了全部三个演示项目，你可以把它们烧录到 STM32U5G9J-DK2 上亲自测量。
This repository contains benchmark test projects developed for the STM32U5G9J-DK2 board using LVGL.
TouchGFX 和 Qt for MCUs 的演示项目位于同一个组织下：
This repository contains benchmark test projects developed for the STM32U5G9J-DK2 board using TouchGFX.
This repository contains benchmark test projects developed for the STM32U5G9J-DK2 board using Qt for MCU.
总结#
性能往往是各团队在挑选嵌入式 GUI 框架时最先比较的指标，而在这套硬件上，它实际上打成了平手。这其实是个好消息，因为它让选型可以落到那些真正具有长远影响的因素上：许可成本与硬件自由度。
在这两点上，LVGL 都是显而易见的选择。性能相同、零成本、任意芯片。如果你想上手，借助官方文档和 PC 模拟器，你可以在一个下午之内跑起一个完整的 UI，而且是在你自己选定的硬件上。
本次基准测试由产品工程公司 Silicon Signals 完成。阅读完整博客文章和白皮书。
