HMI解决方案[第一期]:为嵌入式设备配置与智能手机相媲美的GUI

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Building Smartphone-Level GUIs 
into Embedded Devices

"瑞萨电子HMI解决方案"系列共分3期介绍,是瑞萨电子为满足不断提升的用户需求而开发。本期为第1期,介绍可为嵌入式设备配置与智能手机相媲美的清晰完美2D图形GUI开发解决方案。

HMI是决定产品价值的主要因素

现代社会到处都有各种电子设备。人们将人的意图传达给电子设备进行操作,而电子设备把自身的状态传达给人们,这被称为HMI(人机界面)。正如字面所表示的那样,是人和电子设备(计算机)的连接技术。

过去是由机械开关和显示灯完成上述功能,但是在出现实用性计算机的同时也设计了显示器、键盘和鼠标等工具,HMI开始得到了发展。另外,触摸键盘和触摸屏等工具也在不断进步。

HMI的进步对家电和工业产品等嵌入式设备领域产生了很大的影响,HMI的好坏能影响产品的价值。人们已经习惯使用类似智能手机的HMI,要求清晰度更高和操作性更好的HMI。另外,"Internet of things(物联网)"在社会上将无处不在,因此要求HMI作为"人无意识地与社会沟通的界面"而发挥更大的作用。

如何善于使用各种传感器和显示器是开发HMI的关键。这里的"善于使用"是指通过嵌入式系统的头脑即LSI(单片机或SoC)进行控制。为实现嵌入式设备要求的各种HMI功能,瑞萨电子准备了丰富多彩的HMI开发解决方案,支持用户开发。

对嵌入式设备高级图形界面的需求

智能手机的出现提高了用户的HMI意识,尤其是对图形和触摸屏的要求更高。不仅是家电产品,医疗设备和FA设备等所有嵌入式设备也要求像智能手机那样的GUI(图形用户界面)。
如今,谁都认为轻触和滑动等触摸高分辨率显示器的操作理所当然。因此,即使是以前配备了简单液晶屏的设备,也要求能与智能手机相媲美的GUI(图1)。

图1:工业设备也配置与智能手机相媲美的GUI(概念图)

图1:工业设备也配置与智能手机相媲美的GUI(概念图)

RZ单片机的GUI能与智能手机相媲美

智能手机、平板PC和最新的汽车导航仪等高级HMI(GUI)主要由高性能的微处理器(MPU)或SoC(专用LSI)设计而成。嵌入式设备的GUI的配置现状是开发工时和成本都负担过重,但是去年瑞萨电子发布的RZ族单片机改变了行业的常识,创造出全新的开发机会。

首先,通过轻触、滑动和轻拂等大家熟悉的智能手机触摸操作,清晰完美的高清图形应答自如。请通过演示电路板的视频来体验上述的图形变化(视频1)。

此GUI演示系统由CPU电路板和显示器输出的扩展电路板构成(图2),作为实现与智能手机相媲美的清晰完美2D图形系统简单得令人吃惊,其秘密就在于安装了RZ族单片机。

图2:GUI演示系统的构成概要图

图2:GUI演示系统的构成概要图

有关CPU电路板和扩展电路板的详细情况,请参阅以下内容:

GENMAI CPU电路板

GENMAI扩展电路板

此GUI演示系统安装了RZ族中为实现高功能的HMI(GUI)而强化外围功能的RZ/A1群。RZ/A1群内置最大10M字节的大容量RAM,如果软件能存在此容量内,就不需要外接DRAM,只需要单片机、ROM和液晶屏就能构建高级2D图形,最大能支持WXGA(1280x768),而且内部存储器的高速存取也为提高图形性能和降低功耗作出贡献。

为了强化图形性能,RZ/A1群内置帧缓冲器和支持2D开放式API规格"OpenVG1.1"并可高速描绘的加速器(图像处理引擎),可容易实现轻拂操作和放大缩小等功能。

除了此演示系统的CPU电路板和扩展电路板以外,合作公司还提供HMI功能评估电路板等各种电路板产品和开发环境。介绍如下:

(1) GUI工具:可在PC上设计GUI。

(2) 中间件

(3) LCD评估平台

  • CORE公司: 桐ASURA解决方案包
  • 提供基于桐ASURA电路板(安装RZ/A1H)的SDK包,有综合开发环境(IAR)、RTOS(eForce)和各种中间件(ILC、ZUKEN ELMIC、GRAPE SYSTEMS、CRI)。全面支持嵌入式显示系统的开发。

(4) 其他评估电路板(日文)

  • Alpha Project公司
  • Computex公司
  • Shimafuji Electric公司

给嵌入式设备配置丰富多彩的GUI扩大其可能性,瑞萨电子硕果累累的支持体系振奋人心。

提供领先的开发优势

「只需用RZ单片机就能构建这样的2D图形的HMI对用户来说优势很大。在用SoC(专用LSI)开发系统时需要开发专用的芯片,比用单片机进行开发成本大、开发周期长且很难对应规格的变更,而且还要求具备系统的安装技术和经验。如果用RZ单片机进行开发,这些问题就全部得到解决,并且能容易地对应用户不断高涨的需求。如今"Time to Market"决定产品的价值,如果能控制成本并且缩短开发周期,使产品及时投放市场,就能创造很大的利益。

瑞萨电子提供的2D图形HMI开发解决方案将为提高用户嵌入式设备的价值作出贡献,请务必给予评估。
欢迎垂询

在下期的"瑞萨电子HMI解决方案的解说"系列2中,将介绍从人感传感器到手势操作的各种HMI不可缺少的CMOS摄像头解决方案。

有关RZ单片机:保持瑞萨电子单片机的易用性 采用ARM内核的高端嵌入式MPU

「RZ族采用ARM®公司的高性能CPU"Cortex®-A9",是瑞萨电子最高档单片机。最大工作频率400MHz,是以1000 DMIPS运行的高性能单片机。

虽是MPU但内置大容量RAM,不需要外接DRAM是其一大特点。通常,用MPU设计系统时需要外接DDR2或DDR3等高速DRAM,因此还需要高频设计和EMC对策,因而会延长开发周期、增加部件成本和电路板面积,还会发生外部DRAM的采购风险。但是,RZ族消除了这些负面因素。

通过采用ARM公司的CPU,让世界中使用同样CPU的开发资源得到有效利用。能从瑞萨电子和ARM公司的生态系统获取OS、编译器和调试器等开发环境以及各种开发实例和开发经验。

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