Spansion MCU：革新车载仪表板显示技术

　　驾驶环境的设计是汽车行业的一个主要差异竞争力，而仪表板又是其中的一个关键要素。主流市场对于在主、副显示屏上以一种用户友好的方式显示信息的需求正在不断增高。各种新的功能和应用正通过娱乐、导航、先进驾驶辅助系统（ADAS）和故障诊断系统被不断引入到汽车中，并整合到仪表盘上。虽然多功能汽车音响系统仍将是主要的显示设备，但仪表盘将能为驾驶员提供一个辅助显示屏，主要用于查看多媒体内容，或仅用于查看主要的车辆信息和ADAS的安全数据。其结果就是便于驾驶员观看的TFT显示屏系统是发展的大趋势，其主要作为混合式仪表板的一部分，同时抬头显示器（HUD）也是逻辑上符合此趋势的应用。

市场对于成本非常敏感，但要求设计人员寻找可扩展的解决方案来实现这些应用，同时考虑实现车载电子系统的ISO26262和安全性要求。质量、稳定性、功能安全性、数据安全性、低功耗等是主要指标。从成本的角度而言，多个领域的显示和半导体技术均提供合理的价格，如LCD和TFT、图形处理器和控制单元、传感器、LED模块、内存等。

MCU配有一个抑制摆幅差分信号（RSDS）接口，它允许控制器连接廉价显示屏，从而降低物料清单（BOM）成本。除了图形功能之外，SoC还应支持仪表板中所需的其它功能，例如，直接驱动至少6个步进电机，其中包括支持零点检测和发声功能，后者可以通过单音调的低成本音频发生器实现。

通过不断进步和创新，所有这些组件的性价比变得越来越高，让我们能够将TFT显示屏应用到中、低端仪表板上，因为现在有高性能的单芯片解决方案不仅提供更多功能，而且也节省了空间和成本。嵌入式系统设计人员如何为汽车仪表板或HUD 应用找到正确的单芯片解决方案？让我们对此进行详细探讨。

集成功能

开发人员需要集硬件、软件、工具和服务于一身、并能帮助他们满足上述要求的解决方案。很多控制器采用ARM内核，并内置2D图形引擎。它们包含所需的安全功能，可满足当前的低功耗需求，而且遵从汽车行业的质量和可靠性的高标准。使用一个通用内核架构的控制器具备代码兼容性，而且一系列广泛的基于ARM® Cortex的控制器可让用户继续使用他们喜爱的开发工具，从而缩短软件开发时间，减少工作量。

节省空间和成本的一个方法就是选用配备嵌入式闪存或RAM－而非外置内存－的MCU和SoC（参见图1）。取决于具体应用，采用一个性能至少为200 DMIPS的主处理器可能更好。汽车电子应用的程序设计通常拥有很多中断和分支，对片上闪存的无等待周期的直接代码访问能够提升芯片性能以满足这些应用。对于图形应用以及那些运行频率比最大闪存频率高得多的应用而言，应提供通过合理大小的缓存访问闪存。

图1：Spansion的HyperFlash闪存将读吞吐量提升至333 MB/s，是速度最快的Quad SPI闪存的5倍，引脚数是并行NOR闪存的三分之一。此外，它还能节省空间和成本。面向混合显示屏的SoC能够控制传统的步进电机，连接车载网络，并同时驱动两个显示屏。

随着混合式仪表板和HUD进入中端市场，并在将来进入低端市场，一个高质量的2D图形引擎将是SoC的一个关键功能。开发人员面临同时提高图形仪表板的运行速度和性价比的挑战。内置图形处理能力的单芯片解决方案是最佳选择。设计人员应该寻找这样的系统，其中像素处理（位块传输操作）、旋转、缩放、渐变等主要的图形处理功能在硬件中加速，不需要在软件中处理。一个命令序列器或者图形子系统中的另一个内核将能实现图形和CPU内核的并行操作，从而提升系统的总体性能。

当今的高速SPI接口在需要时可连接外置内存，与早期的并行内存相比，可节省电路板空间和成本。下一代版本将提高读取速度和带宽，同时减少引脚数和所占空间（参见图2）

图2：Spansion Titan MB9EF226内置一个图形引擎和快速片上闪存，从而大幅提升了紧凑、经济型控制器的性能。

另一个选择是配备一个抑制摆幅差分信号（RSDS）接口，该接口允许控制器连接廉价显示屏，从而进一步降低BOM成本。除了图形功能之外，SoC还应支持仪表板中所需的其它功能，例如，直接驱动至少6个步进电机，其中包括支持零点检测和发声功能，后者既可以是一个用于播放单音调的低成本音频发生器，也可以是一个用于在外置设备上播放复杂声音的I2S接口；当然，还应能通过CAN、MOST（MLB）或将来的Ethernet连接其它车载模块。内存占用应考虑以下因素：除了应用自身之外，控制器还必须运行AUTOSAR和一个HMI工具引擎。为了实现这些功能，设计人员应使用一个Flash容量不低于1.5MB的产品。

　　本文选自电子发烧友网7月《汽车电子特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！