實現(xiàn)高性價比家電人機接口
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LCD 觸摸屏模塊
LCD 觸摸屏模塊包括三個主要組件：
■ LCD 圖形數(shù)據(jù)接口，它包括一個24 位RGB 數(shù)據(jù)總線和某些控制信號，將視頻數(shù)據(jù)傳送給LCD 模塊。
■ 觸摸屏接口包括串行外設接口(SPI) 和并行I/O (PIO) 外設。SPI 與模擬器件公司的AD7843 觸摸屏數(shù)字轉換器芯片進行通信，告知出現(xiàn)“觸摸”事件，一條PIO 線采集中斷事件， Nios II 處理器運行驅動所有外設的軟件。
■ LCD 控制器接口通過通用PIO 外設的簡單三線接口實現(xiàn)控制器芯片通信協(xié)議，發(fā)送并接收數(shù)據(jù)，對模塊進行配置。Nios II 處理器上運行的硬件抽象層(HAL) 軟件驅動程序對PIO 外設進行控制。
MAX II CPLD
MAX II CPLD 提供Cyclone III FPGA 與其連接外設的2.5V 輸入和3.3V 輸出之 間的電壓轉換。它還可以用作FPGA和LCD模塊之間的顏色解復用器 ：它接收來自FPGA的8 位時分復用(TDM) 流，將其轉換回24 位并行RGB 格式，顯示在LCD 模塊上。
1 注意，設計人員如果不需要電壓轉換或者復用/ 解復用功能，可以在LCD 控制器設計中去掉MAX IICPLD。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/191795.htm
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f 除了NEEK 硬件，Altera 還提供觸摸屏軟件API、LCD 模塊軟件API 和視頻流水線子系統(tǒng)API 源代碼。關于NEEK LCD 控制器及其硬件和軟件組成的詳細信息，請參考 AN 527：實現(xiàn)LCD 控制器。
快速實現(xiàn)GUI 開發(fā)
Altia的GUI開發(fā)和代碼生成軟件套裝為下一代家電開發(fā)功能強大的GUI提供了流暢高效的方法?？梢詮乃囆g家的圖畫或者從經過預構建的庫組件中進行選擇，建立原型。Altia 設計原型能夠集成到仿真模型中，開發(fā)團隊、經理、領域專家和客戶可以共享這些原型。
完成GUI 之后，使用Altia 的DeepScreen 將原型轉換為C 代碼。這一應用程序利用Nios II 處理器，針對所有圖形操作產生FPGA 代碼。如圖5 所示，開發(fā)人員利用軟件工具，無縫產生漂亮的彩色圖像，這些圖像輪廓鮮明，支持矢量目標、位圖、文本、alpha 混合以及縮放和旋轉等轉換功能。
圖5. Altia 設計...DeepScreen... 實現(xiàn)
在GUI 開發(fā)過程中，使用工具包具有一系列優(yōu)勢。Altia 設計使用戶能夠使用多種圖形工具來開發(fā)定制圖像。在這一設計環(huán)境中， 不需要編程便可以建立圖像。開發(fā)團隊采用現(xiàn)有的和建模工具來集成原型，很容易向用戶和經理進行演示，在開發(fā)過程中獲得很有價值的反饋信息，從而避免了由于錯誤的理解發(fā)布的規(guī)范而導致重新進行設計。原型為正確實現(xiàn)產品外觀和功能提供了明確的方法。很容易改動原型，節(jié)省時間，不需要進行昂貴的硬件試制。
DeepScreen 代碼發(fā)生器產生在開發(fā)過程中使用的相同圖像，因此，管理人員和用戶在最終產品中得到完全相同的GUI，并且在開發(fā)過程中得到了驗證。DeepScreen 幾分鐘就可以產生圖像代碼，而不是幾個月的時間，因此大大簡化了GUI 代碼的產生。圖像代碼可以在不同的產品和模型中實現(xiàn)，因此，生產商獲得了在所有產品代中使用一個GUI 的成本優(yōu)勢。這些代碼可以在低功耗和高功耗硬件中實現(xiàn)。
總結圖形HMI 逐漸成為消費類產品中必備的功能。今天， LCD 觸摸屏在家電市場上迅速得到了應用。隨著Apple iPhone 等產品的流行，LCD 屏幕的成本顯著降低，具有生動的GUI 特性的觸摸控制被認為是一種高端功能。Altera、Altia 和Echelon 聯(lián)合開發(fā)的節(jié)能意識應用平臺是革命性的高性價比方案，在家電中實現(xiàn)了
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最現(xiàn)代的HMI 功能。這一獨特的平臺采用了一系列技術，通過以下方法，降低BOM 總成本，縮短開發(fā)周期。
■ 避免采用外部圖形器件：以前，開發(fā)人員需要在基于MCU 的家電設計中加入外部LCD 控制器和圖形驅動器，實現(xiàn)觸摸屏顯示功能。采用Cyclone III FPGA 和Nios II 嵌入式處理器后，外部元件集成在一個封裝中，從而降低了系統(tǒng)BOM 成本，提高了設計集成的靈活性。
■ 提高芯片設計的靈活性：由于FPGA 具有內在的可編程特性，因此，家電開發(fā)人員可以增加新功能，將外設集成到內核芯片中，甚至能夠解決硬件質量問題，不會影響產品的硬件成本。
■ 降低GUI 開發(fā)成本：Altia GUI 開發(fā)平臺縮短了軟件開發(fā)時間，降低了總成本，顯著改變了應用GUI 的外觀和樣式。
■ 實現(xiàn)低成本產品線的多樣化：使用表層技術、獲得專利的文本表示以及成熟的本地化工具，采用單一ROM 鏡像實現(xiàn)了多品牌、多模型GUI，突出了產品優(yōu)勢。
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101 Innovation Drive
San Jose, CA 95134
致謝
■ Audrey Brouwer，技術營銷經理，消費類業(yè)務部， Altera 公司。
■ Jason Williamson，工程主任， Altia 公司。
■ Steve Nguyen，企業(yè)營銷主任， Echelon 公司。
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