《電子技術(shù)應(yīng)用》
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嵌入式視頻引擎可有效解決HMI領(lǐng)域中的技術(shù)差距

2019-02-16
關(guān)鍵詞: 嵌入式視頻引擎 HMI

  大約十年前由于iPhone的推出使我們的日常生活產(chǎn)生了重大改變,,利用觸控來操作手機(jī)的方式扮演了至關(guān)重要的角色讓我們與科技有了實時的互動,。雖然在此之前觸控屏就已經(jīng)存在多年,但由于iPhone以及其他廠商的跟進(jìn),,最后受到全世界使用者的歡迎,這些產(chǎn)品徹底改變了我們整個社會的運(yùn)作方式,,現(xiàn)在我們已經(jīng)很難適應(yīng)沒有這些產(chǎn)品的生活方式,。

  傳統(tǒng)人機(jī)接口(HMI),主要是由機(jī)械式的按鍵,、旋鈕,、開關(guān)以及7段LED顯示器或字符圖形顯示器所組成,現(xiàn)今已被彩色TFT-LCD屏幕所取代,,包含完整的音效,、視頻、動畫以及觸控功能,。雖然通用處理器(CPU)都保有一定的速度在進(jìn)步,,但是使用在電子設(shè)備中或特定目的微控制器(MCU)的計算能力卻沒有顯著的提升。

  目前大多數(shù)MCU都采用古老的8051或ARM Cortex-M系列內(nèi)核,,主要用于控制和傳感的應(yīng)用,。然而這些MCU卻大多沒有配備圖形處理單元(GPU),就像它們昂貴,、功能更強(qiáng)大的CPU兄弟一樣,。沒有觸控與實時互動的能力,現(xiàn)在人們期望從電子設(shè)備(無論是零售,、醫(yī)療還是工業(yè)計算機(jī))獲得與智能手機(jī)相同觸控,、感覺和反應(yīng)的用戶體驗。但目前MCU無法提供相同等級的用戶體驗,,這方面需要改善,。

  如果系統(tǒng)MCU也需要處理HMI,那么它的處理能力勢必受到影響,,需要把核心的任務(wù)作轉(zhuǎn)移,。因此將會影響整體表現(xiàn)。此外,,由于顯示器的像素需要逐一的刷新,,也需要幀緩沖器,以及用于存儲所有圖形數(shù)據(jù)的大容量閃存,。這些組件將占用更多的空間,,也增加了功率耗損同時也增加物料清單成本,。

  通過創(chuàng)新的面向?qū)ο蠓绞剑珺ridgetek屢獲殊榮的嵌入式視頻引擎(EVE)系列芯片能夠解決現(xiàn)今HMI領(lǐng)域中的技術(shù)差距,。該設(shè)備具有強(qiáng)大的GPU,、顯示命令處理器、JPEG譯碼器,、LCD控制器,、音頻處理器和觸控處理器。當(dāng)EVE芯片與任何標(biāo)準(zhǔn)MCU配對時,,該系統(tǒng)的HMI將被轉(zhuǎn)換,,所以用戶可以體驗與最先進(jìn)智能手機(jī)相近的用戶體驗。

  EVE能夠處理預(yù)先定義的對象(如圓形,、方形,、嗶嗶聲等)對HMI系統(tǒng)所需的所有圖像和音頻內(nèi)容來作簡化。如此,,不需訪問在該HMI中的所有圖形或聲音的細(xì)節(jié),,而是將每個對象分配一個簡單的標(biāo)識符。因此大大減少了所涉及的數(shù)據(jù)傳輸,,減輕了MCU壓力,,并且無需幀緩沖器和大容量的閃存。當(dāng)需要更復(fù)雜的對象(如滑塊,、切換,、時鐘和儀表)時,可以擴(kuò)展一個預(yù)先定義的編程庫而獲得,。

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  圖1:家用電器和零售場使用EVE的示例

  EVE第三代芯片BT81X系列具有自適應(yīng)可伸縮紋理壓縮(ASTC)功能,,具有強(qiáng)大的獨立立即彩現(xiàn)(render)功能??梢灾С址直媛矢哌_(dá)1280x720像素的顯示器和高達(dá)11英吋對角線的面板,,以及支持最多5個觸控點的電容式觸控屏。EVE能夠為傳統(tǒng)電子設(shè)備注入新的活力經(jīng)由HMI的更新,,眾多應(yīng)用都可以因這項技術(shù)而從中受益包括銷售點(PoS),、家用電器、血壓計,、電表,、機(jī)頂盒、科學(xué)儀器,、電梯控制,、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制,、GPS導(dǎo)航設(shè)備,、心率監(jiān)測器,、自動售貨機(jī)和家庭自動化系統(tǒng)。圖1中顯示EVE通過SPI接口與MCU連接,,并提供下列示例:a先進(jìn)洗衣機(jī)的HMI;b應(yīng)用于酒商的智能貨架,。

  另一個巨大商機(jī)在于需要復(fù)雜HMI的汽車領(lǐng)域,,EVE已經(jīng)在電動汽車(EV)和汽車售后配件領(lǐng)域取得了大量市場。除此之外,,EVE也能夠應(yīng)用于儀表板,、娛樂信息控制臺、側(cè)視鏡和后視鏡顯示器,、抬頭投影以及后座娛樂控制臺,。

  現(xiàn)今市場需要眾多的輔助顯示器,以輔助中央娛樂信息控制臺,,目前正準(zhǔn)備導(dǎo)入到車輛中,,使車上的乘客更加愉快,并提供更高度的個人化,。這些可用于導(dǎo)航,,多媒體娛樂和聯(lián)結(jié)。在這種情況下,,作為集成HMI引擎的EVE可以與相對低成本的MCU配對,,以取代昂貴應(yīng)用處理器,閃存和DRAM內(nèi)存的子系統(tǒng),。改為使用一個簡單而緊湊的解決方案,,使價格更具競爭力。

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  圖2:EVE應(yīng)用于汽車儀表板

  圖2顯示EVE如何應(yīng)在汽車儀表板上,。使用顯示器作為儀表板的實現(xiàn),,取代機(jī)械式的儀表板所以設(shè)計上更具靈活性。駕駛員可以根據(jù)個人喜好輕松切換現(xiàn)代感或復(fù)古風(fēng),。還可以從標(biāo)準(zhǔn)駕駛模式轉(zhuǎn)換到運(yùn)動模式的顯示,。也可以根據(jù)駕駛員的不同品味而改變配色。

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  圖3:EVE在電動汽車充電的應(yīng)用

  在車輛的診斷運(yùn)用上也十分具有潛力,。如圖3顯示如何運(yùn)用EVE在EV的儀表板,。在此應(yīng)用,MCU從相關(guān)ECU(發(fā)動機(jī)控制器)取得信息后,,EVE以生動動畫的形式在顯示器上實時呈現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)(例如車速,、行程、引擎轉(zhuǎn)速,、電池電量和能量再生的情況),。也能夠以視頻播放的方式呈現(xiàn),。

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  圖4:汽車座椅調(diào)整

  圖4顯示座椅調(diào)節(jié)HMI。此應(yīng)用使用EVE作圖形處理,,將訊息表現(xiàn)在顯示器上同時處理觸控,。也能夠事前配置首選設(shè)置,例如座椅位置,、靠背位置,、靠背高度等。這些默認(rèn)配置可以存儲,,在隨后需要時調(diào)用,。

  為了幫助工程師更方便的使用EVE,該平臺提供了全面的開發(fā)工具包,。包括EVE屏幕設(shè)計器(ESD),,EVE屏幕編輯器(ESE)和EVE資產(chǎn)生成器(EAB)。使用ESD不需考慮底層硬件,,提供工程師完整的EVE開發(fā)工作環(huán)境,。使用可視化編程所以能夠快速建構(gòu)HMI。ESE是一個直觀的HMI應(yīng)用程序,,針對初級/中級EVE使用者,。此工具的目的是幫助使用者了解EVE命令的用法。用戶可以通過拖放對象或直接鍵入EVE命令實現(xiàn)將對象放置在屏幕上以建構(gòu)一個靜態(tài)屏幕,。內(nèi)置EVE仿真器可以完全按照所選屏幕尺寸和分辨率以完全展示命令的效果,。EAB應(yīng)用程序讓用戶轉(zhuǎn)換所有HMI資產(chǎn)(如圖像、音頻,、視頻,、字體數(shù)據(jù)等),轉(zhuǎn)換成EVE兼容的格式,。

  提供了多種實用工具以支持EVE(包含芯片和工具鏈)創(chuàng)建生動,,色彩豐富且多種的觸控HMI方式,以實現(xiàn)令人滿意的用戶體驗,。更重要的是,,無需指定昂貴的處理器即可達(dá)成此目的。該技術(shù)已經(jīng)在越來越廣泛的應(yīng)用獲得認(rèn)可 - 包括日益普及的汽車領(lǐng)域,。


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