汽車TFT彩屏儀表開發技巧

摘要：本文基于飛思卡爾的MPC5606S芯片，介紹了MPC5606S針對TFT彩屏控制的顯示器控制模塊（DCU），且對于TFT彩屏上的各種動畫效果，進行逐一解析如何在MPC5606S上實現。簡單易行的控制，展示出MPC5606S是一款針對TFT彩屏汽車儀表開發的專用芯片，能夠迅速使得工程師從傳統段碼式/點陣式儀表的開發，過渡到TFT彩屏汽車儀表的開發，以滿足汽車儀表市場對于TFT彩屏應用需求的日益增長。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/170166.htm

關鍵詞：MPC5606S；DCU；TFT；汽車儀表

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.10.014

隨著中國汽車市場的繁榮，消費者對于汽車的要求日益提高。汽車從被人們認為是傳統的代步工具，逐漸轉變為一個需要提供駕駛樂趣的移動平臺。和駕駛員緊密聯系的汽車儀表，也從簡單的信息顯示平臺，逐步轉變為一個綜合的信息顯示系統。

傳統的汽車儀表，由步進電機顯示車速、轉速、油量和水溫，各種報警燈分布在整個儀表的外圍。在儀表盤中心位置，由段碼式或點陣式LCD，提供一些綜合性信息，例如里程、環境溫度、油耗等。這樣一個系統可以滿足基本信息提示的要求。但隨著TFT彩屏成本的降低且它能夠滿足汽車工作環境的要求，TFT彩屏展示出的絢麗效果，逐步被廣大OEM所接受，逐步要求供應商提供能夠支持TFT彩屏的儀表。

MPC5606S介紹

在這樣的趨勢中，飛思卡爾開發出針對TFT彩屏儀表設計的MPC5606S。圖1顯示了MPC5606S的內部系統框圖。它是基于Power架構的e200z0核的32位MCU，可以運行在64MHz的工作頻率，芯片內部具有PLL，FlexCAN，LINFlex，ADC， I2C，DSPI，eMIOS200等模塊。其中，LCD模塊可實現驅動段碼屏且對比度可以調節。DCU模塊，即顯示控制模塊，可實現和TFT屏直接連接控制，支持WQVGA分辨率。MPC5606S具有6個步進電機驅動器，1MB片上閃存，獨立的64KB數據閃存用于模擬EEPROM，48KB帶ECC功能的SRAM，160KB的圖形SRAM。另外，可以通過QSPI實現閃存存儲空間的擴展。片內的Crossbar Switch結構，如圖2，支持4個Crossbar主接口同時和4個Crossbar從接口通訊。其中，一個端口分離器使得3個從設備通過一個從端口與主設備通訊。Crossbar主接口包括e200z0h核的指令單元、e200z0h核的數據單元/Nexus、eDMA和顯示器控制模塊（DCU）。Crossbar從接口包括PFlash-CPU，PFlash-DCU，內部SRAM，圖形SRAM，外設橋以及QSPI。

DCU工作機制的介紹

DCU動畫效果的實現

TFT LCD上的動畫效果，本質上是一幀幀圖像連續切換的結果，切換速度決定了動畫效果的平滑與否。幀與幀之間的時間間隙，就是MCU準備下一幀內容的所有時間。MCU能否在這個時間完成下一幀的準備工作，取決于MCU對圖形的處理能力，也決定了動畫效果是否平滑。

基于MPC5606S的Crossbar Switch架構，DCU這個主設備具有獨立的提取存儲在片內或片外的圖像數據并顯示在TFT LCD上，即圖像數據直接由DCU讀取并實時進行圖像混疊。e200z0h內核在DCU輸出圖像時無需干預，從而可以節省e200z0h核的運算負荷。但DCU無法自主得知16個圖層應該輸出何種圖形，每個圖層還是需要e200z0h核進行初始化配置。圖層初始化配置完畢后，DCU即可自行輸出圖形到TFT LCD的數據總線上。若需重新配置某一圖層，可由e200z0h核重新介入進行配置即可。每個圖層可配置的信息，包括了當前圖層顯示圖形的高度和寬度、圖形在TFT LCD顯示的位置、圖形存儲的地址（包括在片內/片外的所有地址空間）、圖形顏色編碼方式、透明度及調色板（如果需要的話）、顏色混疊方式、Chroma和Tile尺寸。這些信息的改變效果，能夠在下一個TFT LCD場掃描周期開始時展示在屏上。

結論

MPC5606S是一款針對TFT彩屏儀表應用開發的芯片。它具有傳統的PowerPC系統穩定可靠的特點，并且充分利用Crossbar Switch結構，實現DCU自主輸出圖像，并且最高可達16個圖層進行疊加。通過改變圖層中對圖像顯示配置信息，可方便靈活地實現平移、卷簾、陰影等效果。現在，飛思卡爾可以免費提供基于 MPC5606S的圖形驅動軟件，結合片內DMA功能，實現位移、旋轉、卷簾、變色、淡入淡出等功能。飛思卡爾也免費提供圖形、字庫轉換工具，可以實現絕大多數圖像格式、字庫的工程文件生成，方便地添加到用戶的工程中，實現所設計的動畫效果。高效的圖形顯示以及Crossbar Switch結構，使得MPC5606S能夠在上電后20ms內，完成TFT屏幕顯示內容的輸出，足以滿足OEM對汽車儀表開機顯示速度的要求。