消费性电子产品的影像设计 - 人机界面显示器开发

是否有注意到现在的电竞周边产品,键盘、耳机、水冷风扇、机壳等开始陆续搭载 LCD 显示如图1 & 2显示界面可以让使用者有更多样化的功能呈现,即时的影像画面或是支援触控功能消费性电子产品的人机界面可以说越来越普及其配件萤幕因面积较小使特定的低功耗高效能 MCU 开发,不需要 MPU 等级设计,这篇文章将会入门了 MCU 支援影像的开发应用 图1 SteelSeries Gaming Keyboard                                                                      图1 SteelSeries Gaming Keyboard https://tw.steelseries.com/blog/steelseries-oled-gifs-and-customization-137 

图2 thermaltake Cooler                                                                         图2 thermaltake Cooler https://tw.thermaltake.com/toughliquid-ultra-240-all-in-one-liquid-cooler.html 

选用 MCU 须先确认影像规格评估 MCU 是否能够支援影像资料量的传输讯号处理方式如图3电脑 Bitmap 影像 bin 档后 USB 界面传至产品 MCU 处理,经由 SPI parallel MIPI 界面输出至显示器资料量处理主要考量显示分辨率RGB 色彩深度设计、帧数、界面最大传输量 
图3 框图                                                                                                                              图3 框图 
那么如何评估资料量的大小呢?目前市场上的水冷散热风扇,产品搭载两寸圆型 LCD分辨率约为 240px*240px 640px*640px RGB 高彩 (5:6:5) 16 位元 RGB 真彩 (8:8:8) 24 位元,大致上可达到 24~50fps 规格 NXP MCU LPC55RT 两种系列低功耗高效能支援 USB SPI MIPI可依据不同规格选用适合的设计。举例来说,显示器 480px*480pxRGB 高彩 24 位元的资料量来计算约为 480*480*24 = 5.5Mbps输入需考量 USB 最大传输量 480Mbps,进入到 MCU RT595 系列低功耗高效能 arm Cortex M33 200MHz 核心 DMA buffer 存取处理,再经由 MIPI 最大输出量 750Mbps 输出到显示器,即可初步计算出帧数可支援到 36fps,请参考4表格计算。 图4 表格                                                                                                                                   图4 表格


除了影像讯号传输,还需考虑周边记忆体设计,以及人机界面的控制系统开发商需要自有的 Graphical User Interface (GUI) 软体支援如图5可将画面切换使用者自定的界面模式,像是即时的时钟动画或是 CPU 核心的温度除了电竞周边产品,智能手表的萤幕分辨率也提供越来越精致的画质NXP RT595 可支援此设计如连结 https://www.nxp.com/video/smart-watch-demo-running-on-an-i-mx-rt595-evk:SMARTWDEMO都可依据其规格配置适用的 MCU,想更进一步了解 MCU 人机影像界面的开发规划,请留言联系我们!                                                                                      图5 NZXT CAM Software https://nzxt.com/software/cam

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