消費性電子產品的影像設計 - 人機介面顯示器開發

是否有注意到現在的電競周邊產品,鍵盤、耳機、水冷風扇、機殼等開始陸續搭載 LCD 顯示如圖1 & 2顯示介面可以讓使用者有更多樣化的功能呈現,即時的影像畫面或是支援觸控功能消費性電子產品的人機介面可以說越來越普及其配件螢幕因面積較小使特定的低功耗高效能 MCU 開發,不需要 MPU 等級設計,這篇文章將會入門了 MCU 支援影像的開發應用 圖1 SteelSeries Gaming Keyboard                                                                      圖1 SteelSeries Gaming Keyboard https://tw.steelseries.com/blog/steelseries-oled-gifs-and-customization-137 

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

選用 MCU 須先確認影像規格評估 MCU 是否能夠支援影像資料量的傳輸訊號處理方式如圖3電腦 Bitmap 影像 bin 檔後 USB 介面傳至產品 MCU 處理,經由 SPI parallel MIPI 介面輸出至顯示器資料量處理主要考量顯示解析度RGB 色彩深度設計、幀數、介面最大傳輸量 
圖3 框圖                                                                                                                              圖3 框圖 
那麼如何評估資料量的大小呢?目前市場上的水冷散熱風扇,產品搭載兩寸圓型 LCD解析度約為 240px*240px 640px*640px RGB 高彩 (5:6:5) 16 位元 RGB 真彩 (8:8:8) 24 位元,大致上可達到 24~50fps 規格 NXP MCU LPC55RT 兩種系列低功耗高效能支援 USB SPI MIPI可依據不同規格選用適合的設計。舉例來說,顯示器 480px*480pxRGB 高彩 24 位元的資料量來計算約為 480*480*24 = 5.5Mbps輸入需考量 USB 最大傳輸量 480Mbps,進入到 MCU RT595 系列低功耗高效能 arm Cortex M33 200MHz 核心 DMA buffer 存取處理,再經由 MIPI 最大輸出量 750Mbps 輸出到顯示器,即可初步計算出幀數可支援到 36fps,請參考4表格計算。 圖4 表格                                                                                                                                   圖4 表格


除了影像訊號傳輸,還需考慮周邊記憶體設計,以及人機介面的控制系統開發商需要自有的 Graphical User Interface (GUI) 軟體支援如圖5可將畫面切換使用者自定的介面模式,像是即時的時鐘動畫或是 CPU 核心的溫度除了電競周邊產品,智慧型手錶的螢幕解析度也提供越來越精緻的畫質NXP RT595 可支援此設計如連結 https://www.nxp.com/video/smart-watch-demo-running-on-an-i-mx-rt595-evk:SMARTWDEMO都可依據其規格配置適用的 MCU,想更進一步瞭解 MCU 人機影像介面的開發規劃,請留言聯繫我們!                                                                                      圖5 NZXT CAM Software https://nzxt.com/software/cam

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