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 显示器如图1 & 2,显示界面可以让使用者拥有更多样化的功能呈现,如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是越来越普及,其配件萤幕因面积较小可使用特定的低功耗高效能 MCU 开发,不需要以 MPU 等级设计,这篇文章将会入门了解 MCU 支援影像的开发应用。 图1 SteelSeries Gaming Keyboard https://tw.steelseries.com/blog/steelseries-oled-gifs-and-customization-137
图2 thermaltake Cooler https://tw.thermaltake.com/toughliquid-ultra-240-all-in-one-liquid-cooler.html
选用 MCU 须先确认影像档的规格,评估 MCU 是否能够支援其影像资料量的传输,讯号处理方式如图3,由电脑的 Bitmap 影像档转 bin 档后,以 USB 界面传至产品端 MCU 处理,经由 SPI 或 parallel 或 MIPI 界面等输出至显示器,此资料量处理主要考量显示分辨率、RGB 色彩深度设计、帧数、界面最大的传输量。 图3 框图
那么如何评估资料量的大小呢?以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 到 640px*640px,而 RGB 高彩 (5:6:5) 的 16 位元或 RGB 真彩 (8:8:8) 的 24 位元,大致上可达到 24~50fps 规格。以 NXP MCU 有 LPC55、RT 两种系列低功耗高效能支援 USB 及 SPI 或 MIPI,可依据不同规格选用适合的设计。举例来说,显示器 480px*480px、RGB 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 系列以低功耗高效能的 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,请参考图4表格计算。 图4 表格
图2 thermaltake Cooler https://tw.thermaltake.com/toughliquid-ultra-240-all-in-one-liquid-cooler.html
选用 MCU 须先确认影像档的规格,评估 MCU 是否能够支援其影像资料量的传输,讯号处理方式如图3,由电脑的 Bitmap 影像档转 bin 档后,以 USB 界面传至产品端 MCU 处理,经由 SPI 或 parallel 或 MIPI 界面等输出至显示器,此资料量处理主要考量显示分辨率、RGB 色彩深度设计、帧数、界面最大的传输量。 图3 框图
那么如何评估资料量的大小呢?以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 到 640px*640px,而 RGB 高彩 (5:6:5) 的 16 位元或 RGB 真彩 (8:8:8) 的 24 位元,大致上可达到 24~50fps 规格。以 NXP MCU 有 LPC55、RT 两种系列低功耗高效能支援 USB 及 SPI 或 MIPI,可依据不同规格选用适合的设计。举例来说,显示器 480px*480px、RGB 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 系列以低功耗高效能的 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,请参考图4表格计算。 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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