基于R H 8 5 0的T F T液晶汽车仪表设计

2017-08-02上海仪电汽车电子系统有限公司马贺敏

电子世界 2017年14期

关键词：单芯片液晶内核

上海仪电汽车电子系统有限公司马贺敏环翾

上海仪电汽车电子系统有限公司马贺敏环翾

介绍了一种基于单芯片RH850的TFT液晶汽车仪表设计方案，着重描述了芯片选型和系统功能实现，同时也描述了主要软件架构。提出了一种基于单芯片适用于大尺寸TFT液晶汽车仪表的平台方案。

RH850；汽车仪表；TFT液晶

0 引言

汽车仪表通过采集和处理相应车辆信息与参数，并以仪表或者数字、图形的形式显示出来，为驾驶员提供了直观的汽车运行状态。随着汽车技术的发展，仪表上集成的显示信息增多，TFT液晶显示仪表正在由小尺寸（3.5寸）向大尺寸（如7寸）甚至全屏TFT液晶仪表方向发展。目前市场上主流产品是大尺寸TFT液晶仪表，它既保留了部分传统功能（如马达驱动、LED报警灯），又提供了丰富的信息显示，安全性、可靠性较高。

1 单芯片选型

目前集成GPU支持大尺寸TFT液晶仪表的单芯片主要有两种，一种是NXP的HALO MAC57D5xx系列，一种是瑞萨的RH850 D1MX系列。

从硬件资源上看，HALO系列是基于ARM内核的32-bitMCU，具有3个ARM内核。低功耗模式需要进行内核切换。RH850基于传统32-bit RH850单内核，电源模式切换简单一些。两种芯片在GPU上的资源和性能上基本相同，都支持OpenVG1.1，2D图形加速，RLE解码，都可以支持到1280*480的分辨率。只是RH850的VRAM稍微大一些，最大为3Mbytes，RH850的外部SDRAM访问速度会稍快一些。

从软件开发上看，瑞萨提供了RGL图形库，可缩减开发时间，采用传统内核架构，更易移植原有软件架构。

因此选用了RH850来实现大尺寸TFT液晶汽车仪表的设计。

2 基于RH850 D1MH的TFT液晶仪表设计方案的实现

本方案采用RH850 D1M1H芯片，实现了一款具有分辨率为800*480的TFT液晶汽车仪表，主要功能有指针式车速表、指针式转速表，水温和燃油表显示在TFT上；行车电脑、菜单设置、图形文字报警信息、倒车雷达报警、简易导航显示、部分报警灯等信息显示在TFT上；背光可调；有声音报警；有网络诊断及在线刷新功能。系统架构如图1所示：

图1 基于D 1 M1 H的T F T液晶仪表系统架构图

为了使系统在休眠模式获得更低的功耗，系统分成了两个电源域AWO（Always-On-Area）和ISO（Isolated-Area）,AWO电源域在任何运行模式下都必须保持供电的，ISO电源域可以在STOP模式关闭，以降低功耗。

TFT液晶显示上带有时钟功能，仪表在无网络校准的状态下，需自己计时。为了在低功耗模式下准确计时，需要一个时钟源，外部接一个32.768Khz的Sub OSC为计时模块提供时钟信号。

仪表大部分功能信息显示在TFT液晶上，有图片显示、动画及视频，这些功能需要更大的VRAM和Flash来进行图像缓存及图片存储。一般显示驱动至少选用double buffer模式，一个buffer用来显示，一个buffer用来图像混合。

主芯片的GPU具有TFT液晶驱动模块，将TFT液晶直接与Video Out1端口连接，连接线包括24位R、G、B信号，此外还有clk和Tcon时序控制信号。

简易导航功能是由车上中控模块发出视频信号，视频格式为HDMI。而D1M1H的视频接口支持RGB666或者ITU656。仪表只需要一路HDMI转换，且要与HDMI transmitter配对，因此选择ADV711，它是一个HDMI receiiver，单路HDMI输入，24-bit RGB输出，1路音频输出，且提供汽车级芯片。由于转换输出的是24-bit RGB，而D1M1H的视频输入为RGB666，则在硬件低两位数据线不连接。

第三方集成开发环境GreenHills和E1组成了软件开发调试工具链。仪表的软件架构主要分为三层，底层驱动、中间层和应用层，如图2所示。基于模块化开发，原有应用层模块基本不变，底层驱动根据新的系统进行移植。更新了图形库驱动，每个主芯片不同，需要更换图形库驱动模块。瑞萨提供了RGL库，整个软件开发的工作量节省了30%。