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當今的智能顯示設計非常復雜，常常需要使用32位高端處理器(帶大量的I/O接口和外部存儲器)、較高的成本和電路板空間、圖形庫(有時還要嵌入式操作系統)、昂貴的幀緩存芯片(作為顯示內存)，以及觸控和音頻來實現(圖1)。然而，殺雞焉用牛刀？ 為滿足更先進的人機交互需要，應對成本、功耗以及設計難度的問題，FTDI公司推出了嵌入式視頻引擎(EVE)系列的首款芯片FT800(圖2、圖3)。該圖形顯示控制器芯片采用面向對象(線緩存)的方法，取代了傳統的幀緩存。同時，FT800將顯示、觸摸和音頻控制集成起來，使人機界面的設計更加簡單。 圖1：目前的智能顯示結構。 圖2：EVE的面向對象的智能顯示結構。 圖3：FT800框架圖。 FTDI公司亞太技術營銷經理黃鈺龍介紹，傳統的屏幕設計較為困難，系統和資源耗費都比較大。FTDI創新的EVE技術解決了電子工程師的設計難題。該創新產品和市面上所有的屏幕控制器都不一樣，在成本、功能和品質上都更勝一籌。 采用FT800，系統可以使用低成本的MCU(ATmega328、PIC或8051等)進行設計(圖4)。48引腳的QFN封裝可縮小PCB尺寸。SPI/I2C可選接口與MCU通信可以減少引腳數目，簡化界面。采用18個數據位，便可以實現262k色(RGB–6,6,6)的WQVGA圖形。另外，該芯片還提供觸摸控制器和音頻輸出。 圖4：采用FT800的系統結構圖。 通常，顯示屏上每個像素需要3個字節(紅、綠、藍各一個字節)控制顯示。傳統的幀緩存方式需要760KB的RAM進行支持。同時，為了減小時間差和干擾的影響，需要采用高檔的MCU快速刷屏，才能獲得高質量的顯示效果。為減少引腳數，FT800采用I2C/SPI接口進行通信。面向對象的方法，通過將高達2000個對象(聲音、照片等)預先存放到8KB的顯示列表中，解決了I2C/SPI接口速率慢帶來的刷屏問題。同時，該方法還省去了對圖形庫和嵌入式操作系統(例如Android)的需要。 此外，EVE的面向對象的方法使圖像在逐行處理的基礎上，以1/16像素的精度呈現。這樣在計算動態顯示時，可以做到更加平滑。FT800內置防鋸齒功能可以解決電阻屏畫線和顯示存在干擾的問題。該芯片采用18位接口(RGB各6位)實現了24位全彩色支持。FT800利用彩色抖動技術，改變每個點的刷新速率，可以彌補2位色差，達到調色的效果。Alpha混合修飾算法可以創建陰影、3D和淡入淡出效果。 FT800支持WQVGA(480x272)和QVGA(320×240)圖像顯示，最大支持512像素×512像素(圖5)。內置小工具可以方便地繪制時鐘、按鈕和旋鈕等簡單圖形——通過幾條簡單指令就可以實現繪圖，而無需進行手動繪制。64聲聲音合成器播放預存的聲音，可以快速生成鈴聲、載波和喇叭聲等各種聲音。 圖5：FT800演示。 在成本方面，采用該芯片設計系統，可以減少40%~60%的系統成本。設計一個完整的音響系統，全部的材料清單在20美元以下。黃鈺龍強調，FT800的另一個優勢是低功耗特性。該芯片的典型工作電流為35mA，休眠狀態下電流消耗僅為25μA。功耗上的大幅下降，使得便攜設備的設計可以采用更小的電池，從而使PCB板大小和模具做到更加精簡。 |
