提升汽車儀表圖像的芯片方案

　　摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了汽車儀表顯示的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)東芝TMPR46X(Capricorn-Bt)的功能進(jìn)行了剖析。

　　引言

　　近年來(lái)，越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商將汽車作為一個(gè)重要應(yīng)用出口，加以重視，而且，隨著蘋果、谷歌等加入汽車生態(tài)系統(tǒng)，未來(lái)汽車電子應(yīng)用會(huì)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。車載儀表顯示作為汽車電子非常重要的應(yīng)用，也是很多汽車廠商打造差異化的關(guān)注點(diǎn)。

　　1 車用顯示控制IC的發(fā)展方向

　　不少半導(dǎo)體廠商都已經(jīng)推出了汽車顯示控制IC，力圖打造更多功能給駕乘者帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。東芝從2002年就已經(jīng)開(kāi)始推出用于汽車儀表顯示的控制IC，從第一代的TX3916AF、TX4961XBG(Capricorn-M)到TMPR460/461/462/463XBG(Capricorn-Bt)，再到現(xiàn)在正在研發(fā)中的TZ系列，顯示維度也開(kāi)始由2D向3D過(guò)渡。東芝的汽車顯示控制器設(shè)計(jì)用于提供顯示儀表盤應(yīng)用，這些控制器在一個(gè)單一的芯片上集成了CPU、圖形引擎、和各種接口，而且東芝也開(kāi)發(fā)了具有步進(jìn)馬達(dá)控制器(可控制模擬儀表)的汽車顯示控制器。

　　2 TMPR46X(Capricorn-Bt)的優(yōu)勢(shì)

　　Capricorn-Bt系列是東芝目前比較成熟的解決方案，可以減輕車廠日益嚴(yán)重的成本壓力，并滿足未來(lái)新能源汽車的需求。此系列產(chǎn)品采用ARM Cortex-R4內(nèi)核，主頻達(dá)到300MHz，具有定時(shí)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，內(nèi)置高性能安全編碼譯碼功能，3路CAN接口，2路UART接口，2路SPI接口，支持5路步進(jìn)電機(jī)控制，2個(gè)獨(dú)立圖像輸出控制器，時(shí)鐘全自動(dòng)校準(zhǔn)，2D圖像加速器(可以做到2.5D的效果)。而TMPR461(Capricorn-Bt1)擁有外置的Flash，TMPR462/3/4(Capricorn-Bt2/3/4)擁有內(nèi)置的4M、8M、16M Flash。

　　2.1 屏幕分辨率

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上的全虛擬儀表的屏幕分辨率一般是1280×480或者是1440×560，而TMPR46X(Capricorn-Bt)系列的屏幕分辨率可以達(dá)到4095×2047，由于它的分辨率比較高，虛擬表都能支持、覆蓋。而且在成本方面，相對(duì)來(lái)說(shuō)也是比較低的。也就是說(shuō)，如果有不同尺寸的屏幕需求，客戶不需要在IC上做任何改變，只需要換上相應(yīng)屏就可以，支持的屏幕尺寸可以從5寸到12.3寸，甚至是15寸也可以。這樣就相當(dāng)于在一個(gè)通用的平臺(tái)上設(shè)計(jì)很多產(chǎn)品，從而可以在很大程度上降低研發(fā)成本，節(jié)約開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　2.2 圖像引擎

　　Capricorn-Bt系列還可以支持內(nèi)置和外置的SDRAM和LPDDR，F(xiàn)lash。該圖像引擎里包含貼圖引擎、畫圖引擎、旋轉(zhuǎn)引擎、變形引擎。其中，市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的是貼圖引擎和畫圖引擎，這類引擎同行都有。但是在畫圖引擎方面，Capricorn-Bt有獨(dú)特的亮點(diǎn)，東芝將其精確到了1/16的像素，而其他廠商是以一個(gè)像素為最小單元。這樣采用Capricorn-Bt就能夠使圖像顯示更加細(xì)膩，大大減小鋸齒感。

　　2.3 虛擬儀表

　　現(xiàn)在儀表顯示越來(lái)越多的會(huì)用到虛擬儀表，在設(shè)計(jì)虛擬儀表的時(shí)候會(huì)牽涉到指針的旋轉(zhuǎn)問(wèn)題，Capricorn-Bt具有抗鋸齒功能，這樣指針走動(dòng)起來(lái)就會(huì)比較平滑，其最低的旋轉(zhuǎn)角度是0.1度，而且還具有高精度的過(guò)濾功能。而且更為重要的是程序員的要求比較低，編程人員只需要給定一個(gè)背景和一個(gè)前景的需要旋轉(zhuǎn)的圖片，然后通過(guò)自己編寫的程序來(lái)指定旋轉(zhuǎn)引擎的旋轉(zhuǎn)角度和貼圖的X、Y位置，Capricorn-Bt的旋轉(zhuǎn)引擎就能自動(dòng)完成旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。