實現(xiàn)高性價比家電人機接口
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LCD 觸摸屏模塊
LCD 觸摸屏模塊包括三個主要組件：
■ LCD 圖形數(shù)據(jù)接口，它包括一個24 位RGB 數(shù)據(jù)總線和某些控制信號，將視頻數(shù)據(jù)傳送給LCD 模塊。
■ 觸摸屏接口包括串行外設(shè)接口(SPI) 和并行I/O (PIO) 外設(shè)。SPI 與模擬器件公司的AD7843 觸摸屏數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片進(jìn)行通信，告知出現(xiàn)“觸摸”事件，一條PIO 線采集中斷事件， Nios II 處理器運行驅(qū)動所有外設(shè)的軟件。
■ LCD 控制器接口通過通用PIO 外設(shè)的簡單三線接口實現(xiàn)控制器芯片通信協(xié)議，發(fā)送并接收數(shù)據(jù)，對模塊進(jìn)行配置。Nios II 處理器上運行的硬件抽象層(HAL) 軟件驅(qū)動程序?qū)IO 外設(shè)進(jìn)行控制。
MAX II CPLD
MAX II CPLD 提供Cyclone III FPGA 與其連接外設(shè)的2.5V 輸入和3.3V 輸出之 間的電壓轉(zhuǎn)換。它還可以用作FPGA和LCD模塊之間的顏色解復(fù)用器 ：它接收來自FPGA的8 位時分復(fù)用(TDM) 流，將其轉(zhuǎn)換回24 位并行RGB 格式，顯示在LCD 模塊上。
1 注意，設(shè)計人員如果不需要電壓轉(zhuǎn)換或者復(fù)用/ 解復(fù)用功能，可以在LCD 控制器設(shè)計中去掉MAX IICPLD。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191795.htm
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f 除了NEEK 硬件，Altera 還提供觸摸屏軟件API、LCD 模塊軟件API 和視頻流水線子系統(tǒng)API 源代碼。關(guān)于NEEK LCD 控制器及其硬件和軟件組成的詳細(xì)信息，請參考 AN 527：實現(xiàn)LCD 控制器。
快速實現(xiàn)GUI 開發(fā)
Altia的GUI開發(fā)和代碼生成軟件套裝為下一代家電開發(fā)功能強大的GUI提供了流暢高效的方法?？梢詮乃囆g(shù)家的圖畫或者從經(jīng)過預(yù)構(gòu)建的庫組件中進(jìn)行選擇，建立原型。Altia 設(shè)計原型能夠集成到仿真模型中，開發(fā)團隊、經(jīng)理、領(lǐng)域?qū)＜液涂蛻艨梢怨蚕磉@些原型。
完成GUI 之后，使用Altia 的DeepScreen 將原型轉(zhuǎn)換為C 代碼。這一應(yīng)用程序利用Nios II 處理器，針對所有圖形操作產(chǎn)生FPGA 代碼。如圖5 所示，開發(fā)人員利用軟件工具，無縫產(chǎn)生漂亮的彩色圖像，這些圖像輪廓鮮明，支持矢量目標(biāo)、位圖、文本、alpha 混合以及縮放和旋轉(zhuǎn)等轉(zhuǎn)換功能。
圖5. Altia 設(shè)計...DeepScreen... 實現(xiàn)
在GUI 開發(fā)過程中，使用工具包具有一系列優(yōu)勢。Altia 設(shè)計使用戶能夠使用多種圖形工具來開發(fā)定制圖像。在這一設(shè)計環(huán)境中， 不需要編程便可以建立圖像。開發(fā)團隊采用現(xiàn)有的和建模工具來集成原型，很容易向用戶和經(jīng)理進(jìn)行演示，在開發(fā)過程中獲得很有價值的反饋信息，從而避免了由于錯誤的理解發(fā)布的規(guī)范而導(dǎo)致重新進(jìn)行設(shè)計。原型為正確實現(xiàn)產(chǎn)品外觀和功能提供了明確的方法。很容易改動原型，節(jié)省時間，不需要進(jìn)行昂貴的硬件試制。
DeepScreen 代碼發(fā)生器產(chǎn)生在開發(fā)過程中使用的相同圖像，因此，管理人員和用戶在最終產(chǎn)品中得到完全相同的GUI，并且在開發(fā)過程中得到了驗證。DeepScreen 幾分鐘就可以產(chǎn)生圖像代碼，而不是幾個月的時間，因此大大簡化了GUI 代碼的產(chǎn)生。圖像代碼可以在不同的產(chǎn)品和模型中實現(xiàn)，因此，生產(chǎn)商獲得了在所有產(chǎn)品代中使用一個GUI 的成本優(yōu)勢。這些代碼可以在低功耗和高功耗硬件中實現(xiàn)。
總結(jié)圖形HMI 逐漸成為消費類產(chǎn)品中必備的功能。今天， LCD 觸摸屏在家電市場上迅速得到了應(yīng)用。隨著Apple iPhone 等產(chǎn)品的流行，LCD 屏幕的成本顯著降低，具有生動的GUI 特性的觸摸控制被認(rèn)為是一種高端功能。Altera、Altia 和Echelon 聯(lián)合開發(fā)的節(jié)能意識應(yīng)用平臺是革命性的高性價比方案，在家電中實現(xiàn)了
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最現(xiàn)代的HMI 功能。這一獨特的平臺采用了一系列技術(shù)，通過以下方法，降低BOM 總成本，縮短開發(fā)周期。
■ 避免采用外部圖形器件：以前，開發(fā)人員需要在基于MCU 的家電設(shè)計中加入外部LCD 控制器和圖形驅(qū)動器，實現(xiàn)觸摸屏顯示功能。采用Cyclone III FPGA 和Nios II 嵌入式處理器后，外部元件集成在一個封裝中，從而降低了系統(tǒng)BOM 成本，提高了設(shè)計集成的靈活性。
■ 提高芯片設(shè)計的靈活性：由于FPGA 具有內(nèi)在的可編程特性，因此，家電開發(fā)人員可以增加新功能，將外設(shè)集成到內(nèi)核芯片中，甚至能夠解決硬件質(zhì)量問題，不會影響產(chǎn)品的硬件成本。
■ 降低GUI 開發(fā)成本：Altia GUI 開發(fā)平臺縮短了軟件開發(fā)時間，降低了總成本，顯著改變了應(yīng)用GUI 的外觀和樣式。
■ 實現(xiàn)低成本產(chǎn)品線的多樣化：使用表層技術(shù)、獲得專利的文本表示以及成熟的本地化工具，采用單一ROM 鏡像實現(xiàn)了多品牌、多模型GUI，突出了產(chǎn)品優(yōu)勢。
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版權(quán) 2009 Altera 公司。保留所有版權(quán)。Altera、可編程解決方案公司、程式化Altera 標(biāo)識、專用器件名稱和所有其他專有商標(biāo)或者服務(wù)標(biāo)記，除非特別聲明，均為Altera 公司在美國和其他國家的商標(biāo)和服務(wù)標(biāo)記。所有其他產(chǎn)品或者服務(wù)名稱的所有權(quán)屬于其各自持有人。Altera 產(chǎn)品受美國和其他國家多種專利、未決應(yīng)用、掩模著作權(quán)和版權(quán)的保護(hù)。Altera 保證當(dāng)前規(guī)范下的半導(dǎo)體產(chǎn)品性能與Altera 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)保一致，但是保留對產(chǎn)品和服務(wù)在沒有事先通知時的變更權(quán)利。除非與Altera公司的書面條款完全一致，否則Altera 不承擔(dān)由使用或者應(yīng)用此處所述信息、產(chǎn)品或者服務(wù)導(dǎo)致的責(zé)任。Altera 建議客戶在決定購買產(chǎn)品或者服務(wù)，以及確信任何公開信息之前，閱讀Altera 最新版的器件規(guī)范說明。
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致謝
■ Audrey Brouwer，技術(shù)營銷經(jīng)理，消費類業(yè)務(wù)部， Altera 公司。
■ Jason Williamson，工程主任， Altia 公司。
■ Steve Nguyen，企業(yè)營銷主任， Echelon 公司。
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