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嵌入式显示的颜值需大幅提升
wangying | 2017-06-02 16:34:33    阅读:19502   发布文章

现在是充满个性化和用户体验的时代。但很多地方还没有转变过来。例如前几天我去南方出差,住星星很多的酒店,但发现房间的中央空调显示屏还是黑白液晶的,显示屏上的风扇慢吞吞地转动,觉得和这多彩的时代太不相符合了。


同时,作为关注嵌入式系统、MCU的编辑,我也看到随着这几年单片机(MCU)公司的兼并整合剧烈,一家单片机公司已经成为了产品无所不包的大超市,仅仅32位单片机,很多公司有数百种产品之多,而且各家的单片机由于基于同样的架构,产品兼容性高、同质化。


在如此芸芸产品中,还有哪些创新可寻?还有哪些缝隙市场?


目前来看,大家都在做面向物联网(IoT)的单片机、且集成度不断提高。另外,从电子产品世界编辑角度看,在某些功能特色方面布局重兵,以突出某些特性,也是单片机的创新方向。但重要的是,哪些功能特色是需要彰显的?这就要看各家公司对市场的理解了。


近日,电子产品世界编辑参加了Microchip的新品发布会,认为Microchip就是注重某类功能的差异化创新典范:其推出业界首款具有集成2D GPU和集成DDR2存储器的MCU——PIC32MZ DA,简化了24位彩色大屏幕的图形设计,实现了图形功能的突破。

                       增强图形功能,且易于开发
会上,笔者问Microchip公司的发言人——32位单片机产品部资深产品营销经理Bill Hutchings先生一个有趣的问题:是不是其他的32位MCU厂商也可以做这种图形功能,但是他们也许不太重视这方面的开发,而贵公司专注在这部分?


Hutchings经理称,实际上我们聚焦的是客户的痛点是什么,来替客户解决问题。这是Microchip一贯坚持的理念。Microchip会非常仔细地分析客户面临的问题和烦恼是什么。通过公司全方位的解决方案,来真正地为客户解决他们的问题,来了解客户的所思所想,并提供一系列的工具,包括这次新发布的MPLAB Hamony的图形设计器。


这种竞争性是竞争对手很难赶上的,因为Microchip实际上并不仅仅着眼于某一个方面的功能,而是把很多的功能都以解决客户问题、能够更好地替客户服务的角度把它整合在一起,包括LCD的控制器及开发工具等,要把所有这些都做好,对于竞争对手来是很难的,而且也是很耗时日的。


Microchip提供的是一套完整的解决方案,因为认为完整的解决方案是其竞争优势一个非常大的亮点。因为客户有这样或者那样的需求,Microchip会把这些需求整合在一起全方位地替他解决问题。比如客户要求在现在一些工业设备里要有触屏的功能,因为Microchip也生产maXTouch系列的处理器,所以把它加载在一起,这样能够形成一个整体解决方案。


另外,像Microchip开发的MPLAB Hamony的图形设计器,是免费让客户可以下载使用的,所以,不会增加客户额外的成本。这是Microchip的竞争优势之一。

图:图形设计器MPLAB Harmony可免费下载


从以上官话中,笔者解读如下:首先,Microchip强调是围绕客户开发产品,由于Microchip有广泛的客户群,这样他们推出的产品就有的放矢,因为做产品相对容易一些,但是找到应用、让客户买单是最难的。其次,能提供完整的解决方案,在做图形处理方面,从芯片到开发工具有全套方案,甚至触屏方案也能捆绑提供,方便客户开发。第三,其他公司是否也可以做这种产品?笔者认为可以,但是其他公司可能在此方向没有投入重兵,就像世面上各种手机千姿百态,有的品牌好,有的外形漂亮,有的功能多价格低,有的拍照好,有的充电快,有的结实耐用等。

图:Bill Hutchings在展示开发板,手指处是新的PIC32MZ DA单片机


那么,图形功能过去就有,为何现在Microchip想到要增强图形功能?
因为IoT(物联网)时代到来,显示变得更复杂。例如,新芯片的典型应用之一是咖啡机,如果做成物联网时代的智能咖啡机的,首先图形界面非常漂亮,另外,它能够实时地把数据传给咖啡制造商,比如这个客户的购买行为,他更多的是买哪种口味的咖啡,这样商家可以有针对性地向这名消费者提供打折券或者是代金卷。另外,商家也可以了解什么时段、哪种咖啡最畅销,商家在备货的时候,在后台的库存和备货都可以相应地做准备。这都体现了物联网时代万物互联带来的好处。
 
再有,在楼宇自动化中,房间空调显示屏往往是黑白屏,图形简单,很多客户希望增强图形效果。


还有一个问题:芯片上为何有三层的数字控制器?
如下图的咖啡机显示屏是有三层构图的,第一层构图全是按钮,比如你要选什么口味的,或者是什么咖啡。这个第一层是透明的,可以穿透到底下的第二层。第二层是个背景层,是漂亮的咖啡豆的图片。开发者在开发的时候,可以基于这个背景,在上面加载不同的层,比如加载一层不同的按钮层。开发者开发时,把这几层加载在一起,非常简便易用。

图:咖啡机的三层图形


而消费者在看到这个界面的时候立体感更强,因为不是2D的感受,而是3D的感受。正是因为它有三层加载,且有穿透感,视觉效果很好,而且也不用开发人员自己写代码开发这个东西,因为它都是整合在一起,它是MCU控制的一个部分。


        PIC32MZ DA:业界首款具有集成2D GPU和集成DDR2存储器的单片机 
Microchip的32位PIC32MZ DA单片机(MCU)系列是业界首款具有集成2D图形处理单元(GPU)和高达32 MB集成DDR2存储器的MCU。客户能够借助使用方便的单片机(MCU)资源和工具(包括MPLAB®集成开发环境(IDE)和MPLAB Harmony集成软件框架),提高其应用的颜色分辨率和显示尺寸(最大12英寸)。

图:PIC32MZ DA GPU提供实时图像渲染和控制,以加快2D图形生成


对于希望继续使用熟悉的MCU设计环境的客户而言,PIC32MZ DA系列填补了MCU和微处理器单元(MPU)之间的图形性能差距。Microchip的PIC32与MPLAB IDE及Harmony软件框架实现了无缝集成,通过其编程模型,这些器件提供了类似MPU的图形功能。这些工具具有可视化图形设计环境、定制显示屏驱动程序创建、图形库和资产转换器等特性,可以针对所选择的显示尺寸对图形进行定制并优化。
 
这些新器件的特性包括:
• 能够驱动24位彩色超宽屏图形阵列(SXGA)显示的三层图形控制器
• 高性能2D图形处理单元(GPU)
• 32 MB集成SDRAM或者128 MB外部可寻址SDRAM,支持存储扩展  
• 丰富的片上闪存、SRAM和连接选项

MCU中集成DDR2存储器,在业内属于首创。这不但将日益复杂的通信协议栈和算法的吞吐率提高了2倍,而且还增大了图形缓冲和/或存储空间。其结果是,帮助客户在竞争激励的通信控制市场中推出引人注目、易于使用的解决方案,而无需增加产品型号。

图: 存储容量在图形应用中的重要性


采用业界容量最大的集成存储器,这些MCU满足了设计人员对应用存储空间的需求,其存储速度是市场上其他任何存储器的两倍。PIC32MZ DA MCU和MPLAB Harmony相结合后,业界的图形设计比以前简单很多。

PIC32MZ DA可以应用的范围非常广,例如:
. 烹饪系统 . 自动售货机
. 门禁控制 . 家居自动化
. 商用苏打/制冰机 . 恒温器
. 医疗控制 . 户外导航系统
. 病患监控设备 . 工业应用中的HMI 
. 消防控制器 . 音频会议系统
. 标签打印机(条码) . 扩展坞
. 白色家电


最后,关于命名,为何称之为PIC32MZ DA系列?原来DA是Microchip内部一个命名的编码,Microchip所有和图形处理相关的系列产品基本上是DA打头的。MZ也是Microchip内部的一个编码,它是以功能划分为标准的系列产品命名的一个组合。

                                      小结
Microchip的PIC32MZ DA采用的MIPS核,可谓32位MCU世界的一朵奇葩。其主频达到200MHz,制程工艺是90nm,属于业界主流的高性能32位MCU。


该公司的特点是单片机、混合信号、模拟和闪存专利解决方案的一艘芯片航母,多年来一直坚持自己的处理器架构路线,不为外界的流行处理器架构所冲击。


这些年大家都在说以客户为中心,Microchip之所以做得好,因为多年来已积累了大量客户,并懂得客户的痛点与需求。不是吗?此次发布的图形单片机,可以让很多昔日的黑白屏美容,颜值大大提升,变得时尚光鲜,以增强用户的体验!


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