引言
近年来,越来越多的半导体厂商将汽车作为一个重要应用出口,加以重视,而且,随着苹果、谷歌等加入汽车生态系统,未来汽车电子应用会呈现爆发式增长。车载仪表显示作为汽车电子非常重要的应用,也是很多汽车厂商打造差异化的关注点。
1 车用显示控制IC的发展方向
不少半导体厂商都已经推出了汽车显示控制IC,力图打造更多功能给驾乘者带来更好的用户体验。东芝从2002年就已经开始推出用于汽车仪表显示的控制IC,从第一代的TX3916AF、TX4961XBG(Capricorn-M)到TMPR460/461/462/463XBG(Capricorn-Bt),再到现在正在研发中的TZ系列,显示维度也开始由2D向3D过渡。东芝的汽车显示控制器设计用于提供显示仪表盘应用,这些控制器在一个单一的芯片上集成了CPU、图形引擎、和各种接口,而且东芝也开发了具有步进马达控制器(可控制模拟仪表)的汽车显示控制器。
2 TMPR46X(Capricorn-Bt)的优势
Capricorn-Bt系列是东芝目前比较成熟的解决方案,可以减轻车厂日益严重的成本压力,并满足未来新能源汽车的需求。此系列产品采用ARM Cortex-R4内核,主频达到300MHz,具有定时和存储数据保护功能,内置高性能安全编码译码功能,3路CAN接口,2路UART接口,2路SPI接口,支持5路步进电机控制,2个独立图像输出控制器,时钟全自动校准,2D图像加速器(可以做到2.5D的效果)。而TMPR461(Capricorn-Bt1)拥有外置的Flash,TMPR462/3/4(Capricorn-Bt2/3/4)拥有内置的4M、8M、16M Flash。
2.1 屏幕分辨率
现在市场上的全虚拟仪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达到4095×2047,由于它的分辨率比较高,虚拟表都能支持、覆盖。而且在成本方面,相对来说也是比较低的。也就是说,如果有不同尺寸的屏幕需求,客户不需要在IC上做任何改变,只需要换上相应屏就可以,支持的屏幕尺寸可以从5寸到12.3寸,甚至是15寸也可以。这样就相当于在一个通用的平台上设计很多产品,从而可以在很大程度上降低研发成本,节约开发时间。
2.2 图像引擎
Capricorn-Bt系列还可以支持内置和外置的SDRAM和LPDDR,Flash。该图像引擎里包含贴图引擎、画图引擎、旋转引擎、变形引擎。其中,市场上比较常见的是贴图引擎和画图引擎,这类引擎同行都有。但是在画图引擎方面,Capricorn-Bt有独特的亮点,东芝将其精确到了1/16的像素,而其他厂商是以一个像素为最小单元。这样采用Capricorn-Bt就能够使图像显示更加细腻,大大减小锯齿感。
2.3 虚拟仪表
现在仪表显示越来越多的会用到虚拟仪表,在设计虚拟仪表的时候会牵涉到指针的旋转问题,Capricorn-Bt具有抗锯齿功能,这样指针走动起来就会比较平滑,其最低的旋转角度是0.1度,而且还具有高精度的过滤功能。而且更为重要的是程序员的要求比较低,编程人员只需要给定一个背景和一个前景的需要旋转的图片,然后通过自己编写的程序来指定旋转引擎的旋转角度和贴图的X、Y位置,Capricorn-Bt的旋转引擎就能自动完成旋转动作。
2.4 变形引擎
还有一个重要应用就是变形引擎,可以对后视镜和前视镜的校正。一般后视镜都是鱼眼镜头,成像之后它是一个扭曲的图像,如果想让它显示平直就需要用到变形引擎功能了。图像通过TMPR46X的变形引擎,能够将扭曲的图像变成一个平直的图像或将一个平直的图像变成扭曲的图像,它的特点在于变形是实时的,不需要MCU运算,由硬件来完成。这样可以降低开发难度。
Capricorn-Bt变形引擎(如图2)的灵活性非常高,可以任意地变形,都是由硬件完成,而且具有颜色校正功能,比如对亮度、色度、对比度进行提升,可以对整个颜色的通道进行替换。
2.5 视频智能捕捉
关于视频智能捕捉功能,camera(摄像头)输入的图像是数字格式,Capricorn-Bt的特点是最高可支持图像的分辨率为2048×1024,存储的RAM是1024×512。对于视频的捕捉,可以从视频捕捉的图像中直接截取其中的一部分,然后进行放大或者缩小,这个过程不需要软件来参与,也是由硬件来完成。
2.6 多码流同时解码
Capricorn-Bt还支持多码流同时解码,支持两个解码器,其中一个叫PNG解码器,PNG解码对压缩图像非常有优势,一个WVGA的图像没有压缩时,可能达到1.5M,如果经过PNG压缩以后,可以压缩80%的容量。这样可以节省RAM和FLASH的空间,进而可以降低成本。另一个叫RLE压缩方式,RLE是无损压缩,能达到很大的压缩比例,对节约FLASH成本也极具优势。
2.7 失真协调
现在,为了节约开发成本,加快产品上市时间,很多的产品都会打造一个开发平台,而且平台型开发就意味着工程师所有的产品都是以最高的标准来进行设计。但是,如果工程师要做一些低端产品,就可能需要用到666屏或565屏,此时,由于图像的低位缺失,会造成失真现象(图3左侧图片显示),东芝的车载仪表控制平台的dither插件可以进行失真协调(图3右侧图片显示),保证在平台上开发的产品在高中低端领域均会有出色的显示效果。
3 市场
目前,东芝半导体的Capricorn-Bt系列车载仪表控制芯片在全球范围内的销售已经超过了1千万片,其中40%来自欧洲市场,包括宝马5、6、7系产品都在使用。
关键字:汽车仪表 显示控制IC CPU
引用地址:提升汽车仪表图像的芯片方案
近年来,越来越多的半导体厂商将汽车作为一个重要应用出口,加以重视,而且,随着苹果、谷歌等加入汽车生态系统,未来汽车电子应用会呈现爆发式增长。车载仪表显示作为汽车电子非常重要的应用,也是很多汽车厂商打造差异化的关注点。
1 车用显示控制IC的发展方向
不少半导体厂商都已经推出了汽车显示控制IC,力图打造更多功能给驾乘者带来更好的用户体验。东芝从2002年就已经开始推出用于汽车仪表显示的控制IC,从第一代的TX3916AF、TX4961XBG(Capricorn-M)到TMPR460/461/462/463XBG(Capricorn-Bt),再到现在正在研发中的TZ系列,显示维度也开始由2D向3D过渡。东芝的汽车显示控制器设计用于提供显示仪表盘应用,这些控制器在一个单一的芯片上集成了CPU、图形引擎、和各种接口,而且东芝也开发了具有步进马达控制器(可控制模拟仪表)的汽车显示控制器。
2 TMPR46X(Capricorn-Bt)的优势
Capricorn-Bt系列是东芝目前比较成熟的解决方案,可以减轻车厂日益严重的成本压力,并满足未来新能源汽车的需求。此系列产品采用ARM Cortex-R4内核,主频达到300MHz,具有定时和存储数据保护功能,内置高性能安全编码译码功能,3路CAN接口,2路UART接口,2路SPI接口,支持5路步进电机控制,2个独立图像输出控制器,时钟全自动校准,2D图像加速器(可以做到2.5D的效果)。而TMPR461(Capricorn-Bt1)拥有外置的Flash,TMPR462/3/4(Capricorn-Bt2/3/4)拥有内置的4M、8M、16M Flash。
2.1 屏幕分辨率
现在市场上的全虚拟仪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达到4095×2047,由于它的分辨率比较高,虚拟表都能支持、覆盖。而且在成本方面,相对来说也是比较低的。也就是说,如果有不同尺寸的屏幕需求,客户不需要在IC上做任何改变,只需要换上相应屏就可以,支持的屏幕尺寸可以从5寸到12.3寸,甚至是15寸也可以。这样就相当于在一个通用的平台上设计很多产品,从而可以在很大程度上降低研发成本,节约开发时间。
2.2 图像引擎
Capricorn-Bt系列还可以支持内置和外置的SDRAM和LPDDR,Flash。该图像引擎里包含贴图引擎、画图引擎、旋转引擎、变形引擎。其中,市场上比较常见的是贴图引擎和画图引擎,这类引擎同行都有。但是在画图引擎方面,Capricorn-Bt有独特的亮点,东芝将其精确到了1/16的像素,而其他厂商是以一个像素为最小单元。这样采用Capricorn-Bt就能够使图像显示更加细腻,大大减小锯齿感。
2.3 虚拟仪表
现在仪表显示越来越多的会用到虚拟仪表,在设计虚拟仪表的时候会牵涉到指针的旋转问题,Capricorn-Bt具有抗锯齿功能,这样指针走动起来就会比较平滑,其最低的旋转角度是0.1度,而且还具有高精度的过滤功能。而且更为重要的是程序员的要求比较低,编程人员只需要给定一个背景和一个前景的需要旋转的图片,然后通过自己编写的程序来指定旋转引擎的旋转角度和贴图的X、Y位置,Capricorn-Bt的旋转引擎就能自动完成旋转动作。
2.4 变形引擎
还有一个重要应用就是变形引擎,可以对后视镜和前视镜的校正。一般后视镜都是鱼眼镜头,成像之后它是一个扭曲的图像,如果想让它显示平直就需要用到变形引擎功能了。图像通过TMPR46X的变形引擎,能够将扭曲的图像变成一个平直的图像或将一个平直的图像变成扭曲的图像,它的特点在于变形是实时的,不需要MCU运算,由硬件来完成。这样可以降低开发难度。
Capricorn-Bt变形引擎(如图2)的灵活性非常高,可以任意地变形,都是由硬件完成,而且具有颜色校正功能,比如对亮度、色度、对比度进行提升,可以对整个颜色的通道进行替换。
2.5 视频智能捕捉
关于视频智能捕捉功能,camera(摄像头)输入的图像是数字格式,Capricorn-Bt的特点是最高可支持图像的分辨率为2048×1024,存储的RAM是1024×512。对于视频的捕捉,可以从视频捕捉的图像中直接截取其中的一部分,然后进行放大或者缩小,这个过程不需要软件来参与,也是由硬件来完成。
2.6 多码流同时解码
Capricorn-Bt还支持多码流同时解码,支持两个解码器,其中一个叫PNG解码器,PNG解码对压缩图像非常有优势,一个WVGA的图像没有压缩时,可能达到1.5M,如果经过PNG压缩以后,可以压缩80%的容量。这样可以节省RAM和FLASH的空间,进而可以降低成本。另一个叫RLE压缩方式,RLE是无损压缩,能达到很大的压缩比例,对节约FLASH成本也极具优势。
2.7 失真协调
现在,为了节约开发成本,加快产品上市时间,很多的产品都会打造一个开发平台,而且平台型开发就意味着工程师所有的产品都是以最高的标准来进行设计。但是,如果工程师要做一些低端产品,就可能需要用到666屏或565屏,此时,由于图像的低位缺失,会造成失真现象(图3左侧图片显示),东芝的车载仪表控制平台的dither插件可以进行失真协调(图3右侧图片显示),保证在平台上开发的产品在高中低端领域均会有出色的显示效果。
3 市场
目前,东芝半导体的Capricorn-Bt系列车载仪表控制芯片在全球范围内的销售已经超过了1千万片,其中40%来自欧洲市场,包括宝马5、6、7系产品都在使用。
上一篇:电池管理器(BMS)解决方案
下一篇:汽车电子液压制动系统跟随特性的实验研究 ----意义与名词解
推荐阅读最新更新时间:2024-05-03 00:28
西门子博图 :如何读取CPU时钟的本地时间
说明 使用该指令从 CPU 时钟读取当前本地时间,并将此时间在 OUT 输出中输出。在输出本地时间时,会用到夏令时和标准时间的时区和开始时间(已在 CPU 时钟的组态中设置)的相关信息。 参数 下表列出了“RD_LOC_T”指令的参数: 参数 声明 数据类型 存储区 说明 S7-1200 S7-1500 RET_VAL Return INT INT I、Q、M、D、L、P 指令的状态 OUT Output DTL DT, LDT, DTL I、Q、M、D、L、P * 本地时间 * 数据类型 DT 和 DTL 无法用于以下存储区:输入、输出和位存储器。 参数 RET_VAL 错误代码* (W#16#....
[嵌入式]
CPU漏洞惊动美国政府:Intel/ARM/微软/谷歌集体遭质疑
Intel 等厂家CPU处理器曝出的两大高危漏洞让整个行业风中凌乱,美国政府也对 Intel 、 ARM 、微软、Google、亚马逊等巨头的做法提出了质疑。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。 其实早在2017年6月份, Intel 等行业巨头就被告知了漏洞的存在,然后按照行业惯例,波及的主要企业开始秘密联合起来,在暗中开始调查修复。 据说,巨头们原计划在今年1月9日正式向全球通告漏洞情况,但提前被媒体捅了出来,集体措手不及。 不过从目前的情况看,即便等到1月9日,漏洞也不可能及时修复,恐慌仍然不可避免。 对于将如此可怕漏洞隐瞒长达半年之久,最终导致行业一片混乱的状况,美国众议院也看不下去了,在一
[嵌入式]
解析80C51单片机中的cpu、存储器配置以及并行输入/输出口
单片机按存储结构可分为二类:一类是哈佛结构,另一类是普林斯顿结构。 ①哈佛结构所谓哈佛结构是指程序存储器地址空间与数据存储器地址空间分开的单片机结构,如80C51单片机采用哈佛结构,所以80C51单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是分开的,各有64K存储空间。 ②普林斯顿结构所谓普林斯顿结构是指程序存储器地址空间与数据存储器地址空间合并的单片机结构,如MCS-96单片机采用普林斯顿结构,所以MCS-96单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是合并的,共有64K存储空间。 1.单片机的CPU 图1是80C51单片机的内部结构框图。若除去图中的存储器电路和I/O部件,剩下的便是CPU。它可以分为运算器和控制
[单片机]
飞思卡尔推出首个面向高级汽车仪表板显示屏的单芯片解决方案
引擎、安全和电子系统的互联使汽车变得越来越复杂,仪表板必须向驾驶员显示更多的监控信息,包括关键的计量仪表、通知、泊车辅助和碰撞预警。飞思卡尔半导体 扩展了其基于Power Architecture技术的Qorivva 32位微控制器(MCU),支持下一代汽车仪表盘应用。
飞思卡尔的 Qorivva MPC5645S MCU 系列在流行的 MPC5606S 系列的基础上增加了一些高级特性 , 比如高质量数字图形、双显示屏和视频输入功能 ( 应用于备用摄像机视频源 ), 同时提供了足够的处理能力来高效地显示来自
[嵌入式]
英伟达,要造个人电脑CPU了?这回是真的
x86架构的CPU已经统治PC多年,世界已经苦WinTel已久,谁都不想被垄断和束缚。 自从苹果使用Arm架构,证明了PC芯片架构也可以有多种选择,而现在,Arm阵营正准备分食x86的个人电脑市场,英伟达、AMD也携手微软,悄悄搞事,准备掀起新一轮革命。 王兆楠、付斌丨作者 电子工程世界(ID:EEWorldbbs)|出品 英伟达、AMD的野心 昨日,外媒一则报道称,英伟达正在开发基于Arm技术设计能够运行微软 Windows操作系统的中央处理器(CPU)。而英特尔在PC领域的主要竞争对手AMD目前也计划研发基于Arm技术构建的PC处理器。预计这些芯片将在2025 年左右上市。这一消息推动Arm股价涨
[半导体设计/制造]
首台纯国产计算机“天玥”下线,软硬件完全自主可控
近日,辽宁省首台搭载麒麟操作系统和国产 CPU 的“天玥”全国产计算机下线仪式成功举办。 随着辽宁省首台“天玥”国产计算机成功下线,年产 10 万台 / 套产品的产线建设顺利落成,预计年产值 5 亿元,而相关适配、售后服务市场估值则近 30 亿元。 据了解,此次下线仪式由中国航天科工集团第二研究院主办,中国航天科工二院七〇六所与国营沈阳辽声无线电厂承办,辽宁省委军民融合办,省政府办公厅、省政府工信厅、政府信息中心,沈阳市发改委,和平区区委、区政府、区发改委等相关部门领导,以及中国航天科工集团第二研究院及七〇六所和航天长峰领导出席下线仪式,并共同见证了这一重要时刻。 “天玥”计算机是从国产芯片、操作系统等全部核心元
[嵌入式]
晶芯科技推出AX65,首款乱序架构的CPU IP
新CPU采用该公司首个乱序架构设计,可实现更高的指令吞吐量、更好的性能和更快的处理速度。 尽管 RISC-V 最初只是一个学术项目,但开源指令集架构 (ISA) 现在已成为全行业的风向标,由数百名开发了高性能 IP 的成员组成。晶心科技也于最近宣布全面推出符合 AX65 RISC-V 标准的 CPU IP。 AndesCore AX65 64位多核CPU。 图片由晶心科技提供 让我们更深入地了解 AX65 的性能、架构和设计应用。 晶心AX65 AX65是一款64位多核CPU IP,旨在满足计算、网络和高端控制器的应用处理器插槽的需求。 该器件符合 RISC-V RVA22 配置文件,支持 RISC-V 标准“
[嵌入式]
CPU传统功能阻发展 GPU也适合服务器
GPU厂商nVidia的首席科学家称,谈到节能计算,CPU因负载过多的传统功能而在执行常见的并行任务方面逊色于GPU(图形处理单元)。nVidia的首席科学家和高级副总裁Bill Dally在新奥尔良举行的2010年超级计算机大会上提到,CPU在执行一些当前计算环境中不必要的任务上耗费了大量功率。
他称,“GPU为吞吐量优化,而CPU是为低延迟优化,以获取非常不错的线程性能。”
Dally指出大多数现代CPU具有的一些在追求低延迟的过程中浪费能源的功能。
虽然GPU最初设计用于在屏幕上绘制图形,但现在像nVidia和AMD等厂商将其GPU显卡定位为一种常见的计算引擎,至少是针对那些可分解成多个部
[嵌入式]