基于 NXP i.MXRT1170 汽車儀表盤方案

一、方案介紹      

       該方案基于 NXP i.MX RT1170 的汽車儀表盤方案，方案采用開源輕量級顯示圖形庫 LVGL，液晶屏分辨率為 720x1280，方案采用通用圖形加速引擎、矢量圖形處理、多圖層優(yōu)化等策略，優(yōu)化顯示效果提高幀率。

       方案采用雙核策略，高性能的 Cortex-M7 核作為主核專注于圖像顯示處理，高能效的 Cortex-M4 作為從核通過 CAN 總線接收速度、里程、電量等車輛信息，再通過 MU （Messaging Unit）數(shù)據(jù)傳遞單元傳輸至主核并顯示于儀表界面。

二、市場分析

       汽車儀表為駕駛者提供汽車運(yùn)行參數(shù)信息，從第一代機(jī)械式儀表到第二代電氣式儀表，到如今第三代全新數(shù)字液晶儀表，儀表顯示的內(nèi)容更加豐富、功能更強(qiáng)大、使用更智能。

       隨著近年新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)字汽車儀表的滲透率更是不斷走高，2021 年 1 至 11 月，全國汽車產(chǎn)量達(dá) 2317.2 萬輛，與 2020 年同期相比增長 0.5%，其中新能源汽車產(chǎn)量達(dá) 302.3 萬輛，同比均增長 1.7 倍，市場滲透率達(dá)到 12.7%（數(shù)據(jù)源自國汽車工業(yè)協(xié)會）

三、方案演示界面介紹

       方案液晶顯示部分共有六個界面分別為主頁界面、導(dǎo)航界面、儀表界面、胎壓界面、音樂界面、圖表界面，用于演示該方案可應(yīng)用于車載儀表盤的屬性。

3.1 主頁界面：

       E-Bike DEMO 初上電后顯示主頁界面，主頁界面作為引導(dǎo)和初始界面，點(diǎn)擊左側(cè)菜單欄中圖標(biāo)，藍(lán)色滑塊滑至相應(yīng)圖標(biāo)后，右側(cè)界面切換至對應(yīng)界面。

3.2 導(dǎo)航界面：

       導(dǎo)航界面演示該方案可應(yīng)用于導(dǎo)航，界面左側(cè)為汽車姿態(tài)演示界面，右側(cè)為導(dǎo)航演示動畫，導(dǎo)航地圖移動顯示、軌跡會隨著指針經(jīng)過消失。

3.3 儀表界面：

       該界面演示該方案可應(yīng)用于儀表盤，界面左右側(cè)為速度儀表盤和功率表盤，中間為汽車姿態(tài)演示界面，汽車初始化后速度與功率字符開始按照預(yù)設(shè)數(shù)值或輸入數(shù)值開始循環(huán)演示。

3.4 胎壓界面：

       胎壓界面為演示胎壓數(shù)據(jù)界面，右側(cè)的汽車姿態(tài)部分會顯示指示標(biāo)簽顯示汽車胎壓數(shù)據(jù)。

3.5 音樂界面：

       該界面（僅具有顯示功能），音樂界面為移植演示 DEMO，演示該方案可應(yīng)用于娛樂影音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)右側(cè)音樂條律動演示音樂播放動畫，實(shí)現(xiàn)上一首、下一首、播放、暫停歌曲等切換動畫。

 3.6 圖表界面：

       該界面演示 LVGL 的圖表功能，點(diǎn)擊右側(cè)下拉菜單可用來選擇不同圖表類型顯示。

?場景應(yīng)用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

       i.MX RT1170 這一突破性的產(chǎn)品系列，集成了出色卓越計算性能與多種媒體功能，強(qiáng)大的多媒體性能面向 HMI 并提供了多種圖形加速 GPU 供用戶開發(fā)，i.MX RT 系列的 i.MX RT1170 首次將 ARM Cortex-M7 的主頻提升至 1 GHz，并且首次引入雙核概念，雙核系統(tǒng)搭載一顆高性能內(nèi)核和一顆高能效內(nèi)核，本方案所采用主要的技術(shù)要點(diǎn)介紹如下：

1、 雙核通信功能：i.MX RT1170 有著高性能和高能效的雙核，芯片上電后先啟動主核 APP，主核 APP 中包含了加載從核 APP 段的代碼以實(shí)現(xiàn)主核激活從核的功能。雙核間通信是雙核系統(tǒng)中十分重要的環(huán)節(jié)，i.MX RT1170 雙核間支持四種通信分享資源方式，本方案采用 MU 數(shù)據(jù)傳遞單元傳輸數(shù)據(jù)。

2、 圖形加速功能：圖像顯示在顯示器之前，i.MX RT1170 可以通過 PXP、LCDIFv2、VGLite 等圖形加速器來加速、生成或混合圖形內(nèi)容以優(yōu)化顯示效果。

3、 PXP 模塊：本方案采用的液晶屏幕為 720x1280 豎向屏，LVGL 所生成的橫向圖像由 PXP 的旋轉(zhuǎn)引擎處理，生成旋轉(zhuǎn) 90 度的新緩沖豎向數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)過程的耗時為 8ms 左右。

4、 LCDIFv2 模塊：方案通過 LCDIFv2 模塊采用多圖層混合疊加的策略實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，該模塊支持多達(dá) 8 層混合，每個圖層可以配置為不同的顏色格式編碼格式、大小、位置和混合模式。

5、 VGLite 模塊：VGLite 輕量級的 2D 圖形 API，具有較小的內(nèi)存占用和較低的 CPU 占用率，加速用戶界面繪制提高刷新率。

?方案規(guī)格

1、 支持 AEC-Q100

2、 i.MX RT1170 主頻 1GHz 的跨界 MCU

3、 支持 PXP、LCDIFv2、VGLite 圖像加速器

4、 LCDIFv2 最多可達(dá) 8 圖層混合