上海儀電汽車電子系統(tǒng)有限公司 馬賀敏 環(huán) 翾

基于R H 8 5 0的T F T液晶汽車儀表設(shè)計(jì)

上海儀電汽車電子系統(tǒng)有限公司 馬賀敏 環(huán) 翾

介紹了一種基于單芯片RH850的TFT液晶汽車儀表設(shè)計(jì)方案，著重描述了芯片選型和系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也描述了主要軟件架構(gòu)。提出了一種基于單芯片適用于大尺寸TFT液晶汽車儀表的平臺(tái)方案。

RH850；汽車儀表；TFT液晶

0 引言

汽車儀表通過采集和處理相應(yīng)車輛信息與參數(shù)，并以儀表或者數(shù)字、圖形的形式顯示出來，為駕駛員提供了直觀的汽車運(yùn)行狀態(tài)。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，儀表上集成的顯示信息增多，TFT液晶顯示儀表正在由小尺寸（3.5寸）向大尺寸（如7寸）甚至全屏TFT液晶儀表方向發(fā)展。 目前市場上主流產(chǎn)品是大尺寸TFT液晶儀表，它既保留了部分傳統(tǒng)功能（如馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、LED報(bào)警燈），又提供了豐富的信息顯示，安全性、可靠性較高。

1 單芯片選型

目前集成GPU支持大尺寸TFT液晶儀表的單芯片主要有兩種，一種是NXP的HALO MAC57D5xx系列，一種是瑞薩的RH850 D1MX系列。

從硬件資源上看，HALO系列是基于ARM內(nèi)核的32-bitMCU，具有3個(gè)ARM內(nèi)核。低功耗模式需要進(jìn)行內(nèi)核切換。RH850基于傳統(tǒng)32-bit RH850單內(nèi)核，電源模式切換簡單一些。兩種芯片在GPU上的資源和性能上基本相同，都支持OpenVG1.1，2D圖形加速，RLE解碼，都可以支持到1280*480的分辨率。只是RH850的VRAM稍微大一些，最大為3Mbytes，RH850的外部SDRAM訪問速度會(huì)稍快一些。

從軟件開發(fā)上看，瑞薩提供了RGL圖形庫，可縮減開發(fā)時(shí)間，采用傳統(tǒng)內(nèi)核架構(gòu)，更易移植原有軟件架構(gòu)。

因此選用了RH850來實(shí)現(xiàn)大尺寸TFT液晶汽車儀表的設(shè)計(jì)。

2 基于RH850 D1MH的TFT液晶儀表設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)

本方案采用RH850 D1M1H芯片，實(shí)現(xiàn)了一款具有分辨率為800*480的TFT液晶汽車儀表，主要功能有指針式車速表、指針式轉(zhuǎn)速表，水溫和燃油表顯示在TFT上；行車電腦、菜單設(shè)置、圖形文字報(bào)警信息、倒車?yán)走_(dá)報(bào)警、簡易導(dǎo)航顯示、部分報(bào)警燈等信息顯示在TFT上；背光可調(diào)；有聲音報(bào)警；有網(wǎng)絡(luò)診斷及在線刷新功能。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示：

圖1 基于D 1 M1 H的T F T液晶儀表系統(tǒng)架構(gòu)圖

為了使系統(tǒng)在休眠模式獲得更低的功耗，系統(tǒng)分成了兩個(gè)電源域AWO（Always-On-Area）和ISO（Isolated-Area）,AWO電源域在任何運(yùn)行模式下都必須保持供電的，ISO電源域可以在STOP模式關(guān)閉，以降低功耗。

TFT液晶顯示上帶有時(shí)鐘功能，儀表在無網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)的狀態(tài)下，需自己計(jì)時(shí)。為了在低功耗模式下準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，需要一個(gè)時(shí)鐘源，外部接一個(gè)32.768Khz的Sub OSC為計(jì)時(shí)模塊提供時(shí)鐘信號(hào)。

儀表大部分功能信息顯示在TFT液晶上，有圖片顯示、動(dòng)畫及視頻，這些功能需要更大的VRAM和Flash來進(jìn)行圖像緩存及圖片存儲(chǔ)。一般顯示驅(qū)動(dòng)至少選用double buffer模式，一個(gè)buffer用來顯示，一個(gè)buffer用來圖像混合。

主芯片的GPU具有TFT液晶驅(qū)動(dòng)模塊，將TFT液晶直接與Video Out1端口連接，連接線包括24位R、G、B信號(hào)，此外還有clk和Tcon時(shí)序控制信號(hào)。

簡易導(dǎo)航功能是由車上中控模塊發(fā)出視頻信號(hào)， 視頻格式為HDMI。而D1M1H的視頻接口支持RGB666或者ITU656。儀表只需要一路HDMI轉(zhuǎn)換，且要與HDMI transmitter配對，因此選擇ADV711，它是一個(gè)HDMI receiiver，單路HDMI輸入，24-bit RGB輸出，1路音頻輸出，且提供汽車級(jí)芯片。由于轉(zhuǎn)換輸出的是24-bit RGB，而D1M1H的視頻輸入為RGB666，則在硬件低兩位數(shù)據(jù)線不連接。

第三方集成開發(fā)環(huán)境GreenHills和E1組成了軟件開發(fā)調(diào)試工具鏈。儀表的軟件架構(gòu)主要分為三層，底層驅(qū)動(dòng)、中間層和應(yīng)用層，如圖2所示?；谀K化開發(fā)，原有應(yīng)用層模塊基本不變，底層驅(qū)動(dòng)根據(jù)新的系統(tǒng)進(jìn)行移植。更新了圖形庫驅(qū)動(dòng)，每個(gè)主芯片不同，需要更換圖形庫驅(qū)動(dòng)模塊。瑞薩提供了RGL庫，整個(gè)軟件開發(fā)的工作量節(jié)省了30%。

圖2 軟件架構(gòu)

3 結(jié)論

通過平臺(tái)及產(chǎn)品化開發(fā)，基于RH850 D1M1H的TFT液晶汽車儀表設(shè)計(jì)方案是可行的，它比較適用于大尺寸TFT液晶汽車儀表，分辨率從800*480到1280*480（同系列也可以覆蓋3.5寸TFT液晶汽車儀表）。

[1]韓小勇．新一代數(shù)字圖文儀表盤應(yīng)用方案[Z]．2015．

[2]中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)．2016年汽車儀表現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢[OL]．2016．

[3]RH850/D1L/D1M Group User’s Manual：Hardware．