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 顯示器如圖1 & 2,顯示介面可以讓使用者擁有更多樣化的功能呈現,如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是越來越普及,其配件螢幕因面積較小可使用特定的低功耗高效能 MCU 開發,不需要以 MPU 等級設計,這篇文章將會入門了解 MCU 支援影像的開發應用。 圖1 SteelSeries Gaming Keyboard https://tw.steelseries.com/blog/steelseries-oled-gifs-and-customization-137
圖2 thermaltake Cooler https://tw.thermaltake.com/toughliquid-ultra-240-all-in-one-liquid-cooler.html
選用 MCU 須先確認影像檔的規格,評估 MCU 是否能夠支援其影像資料量的傳輸,訊號處理方式如圖3,由電腦的 Bitmap 影像檔轉 bin 檔後,以 USB 介面傳至產品端 MCU 處理,經由 SPI 或 parallel 或 MIPI 介面等輸出至顯示器,此資料量處理主要考量顯示解析度、RGB 色彩深度設計、幀數、介面最大的傳輸量。 圖3 框圖
那麼如何評估資料量的大小呢?以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 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,大致上可達到 24~50fps 規格。以 NXP MCU 有 LPC55、RT 兩種系列低功耗高效能支援 USB 及 SPI 或 MIPI,可依據不同規格選用適合的設計。舉例來說,顯示器 480px*480px、RGB 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 系列以低功耗高效能的 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,請參考圖4表格計算。 圖4 表格
圖2 thermaltake Cooler https://tw.thermaltake.com/toughliquid-ultra-240-all-in-one-liquid-cooler.html
選用 MCU 須先確認影像檔的規格,評估 MCU 是否能夠支援其影像資料量的傳輸,訊號處理方式如圖3,由電腦的 Bitmap 影像檔轉 bin 檔後,以 USB 介面傳至產品端 MCU 處理,經由 SPI 或 parallel 或 MIPI 介面等輸出至顯示器,此資料量處理主要考量顯示解析度、RGB 色彩深度設計、幀數、介面最大的傳輸量。 圖3 框圖
那麼如何評估資料量的大小呢?以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 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,大致上可達到 24~50fps 規格。以 NXP MCU 有 LPC55、RT 兩種系列低功耗高效能支援 USB 及 SPI 或 MIPI,可依據不同規格選用適合的設計。舉例來說,顯示器 480px*480px、RGB 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 系列以低功耗高效能的 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,請參考圖4表格計算。 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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