摘要：本文簡要介紹了汽車儀表顯示的發(fā)展趨勢耐薯，并對東芝TMPR46X(Capricorn-Bt)的功能進行了剖析键痛。
引言
近年來育八，越來越多的半導(dǎo)體廠商將汽車作為一個重要應(yīng)用出口补箍，加以重視改执，而且，隨著蘋果坑雅、谷歌等加入汽車生態(tài)系統(tǒng)辈挂，未來汽車電子應(yīng)用會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。車載儀表顯示作為汽車電子非常重要的應(yīng)用霞丧，也是很多汽車廠商打造差異化的關(guān)注點呢岗。
1 車用顯示控制IC的發(fā)展方向
不少半導(dǎo)體廠商都已經(jīng)推出了汽車顯示控制IC，力圖打造更多功能給駕乘者帶來更好的用戶體驗蛹尝。東芝從2002年就已經(jīng)開始推出用于汽車儀表顯示的控制IC后豫，從第一代的TX3916AF、TX4961XBG(Capricorn-M)到TMPR460/461/462/463XBG(Capricorn-Bt)突那，再到現(xiàn)在正在研發(fā)中的TZ系列挫酿，顯示維度也開始由2D向3D過渡。東芝的汽車顯示控制器設(shè)計用于提供顯示儀表盤應(yīng)用愕难，這些控制器在一個單一的芯片上集成了CPU早龟、圖形引擎、和各種接口猫缭，而且東芝也開發(fā)了具有步進馬達控制器(可控制模擬儀表)的汽車顯示控制器葱弟。
2 TMPR46X(Capricorn-Bt)的優(yōu)勢
Capricorn-Bt系列是東芝目前比較成熟的解決方案，可以減輕車廠日益嚴重的成本壓力猜丹，并滿足未來新能源汽車的需求芝加。此系列產(chǎn)品采用ARM Cortex-R4內(nèi)核，主頻達到300MHz射窒，具有定時和存儲數(shù)據(jù)保護功能藏杖，內(nèi)置高性能安全編碼譯碼功能，3路CAN接口脉顿，2路UART接口蝌麸，2路SPI接口，支持5路步進電機控制艾疟，2個獨立圖像輸出控制器来吩，時鐘全自動校準敢辩，2D圖像加速器(可以做到2.5D的效果)。而TMPR461(Capricorn-Bt1)擁有外置的Flash弟疆，TMPR462/3/4(Capricorn-Bt2/3/4)擁有內(nèi)置的4M责鳍、8M、16M Flash兽间。
2.1 屏幕分辨率
現(xiàn)在市場上的全虛擬儀表的屏幕分辨率一般是1280×480或者是1440×560，而TMPR46X(Capricorn-Bt)系列的屏幕分辨率可以達到4095×2047正塌，由于它的分辨率比較高嘀略，虛擬表都能支持、覆蓋乓诽。而且在成本方面帜羊，相對來說也是比較低的。也就是說鸠天，如果有不同尺寸的屏幕需求讼育，客戶不需要在IC上做任何改變，只需要換上相應(yīng)屏就可以稠集，支持的屏幕尺寸可以從5寸到12.3寸奶段，甚至是15寸也可以。這樣就相當于在一個通用的平臺上設(shè)計很多產(chǎn)品剥纷，從而可以在很大程度上降低研發(fā)成本痹籍，節(jié)約開發(fā)時間。
2.2 圖像引擎
Capricorn-Bt系列還可以支持內(nèi)置和外置的SDRAM和LPDDR晦鞋，F(xiàn)lash蹲缠。該圖像引擎里包含貼圖引擎、畫圖引擎悠垛、旋轉(zhuǎn)引擎线定、變形引擎。其中确买，市場上比較常見的是貼圖引擎和畫圖引擎斤讥，這類引擎同行都有。但是在畫圖引擎方面拇惋，Capricorn-Bt有獨特的亮點周偎，東芝將其精確到了1/16的像素，而其他廠商是以一個像素為最小單元撑帖。這樣采用Capricorn-Bt就能夠使圖像顯示更加細膩蓉坎，大大減小鋸齒感。
2.3 虛擬儀表
現(xiàn)在儀表顯示越來越多的會用到虛擬儀表胡嘿，在設(shè)計虛擬儀表的時候會牽涉到指針的旋轉(zhuǎn)問題永部，Capricorn-Bt具有抗鋸齒功能灸异，這樣指針走動起來就會比較平滑泳梆，其最低的旋轉(zhuǎn)角度是0.1度，而且還具有高精度的過濾功能拓瞪。而且更為重要的是程序員的要求比較低，編程人員只需要給定一個背景和一個前景的需要旋轉(zhuǎn)的圖片助琐，然后通過自己編寫的程序來指定旋轉(zhuǎn)引擎的旋轉(zhuǎn)角度和貼圖的X祭埂、Y位置，Capricorn-Bt的旋轉(zhuǎn)引擎就能自動完成旋轉(zhuǎn)動作兵钮。
2.4 變形引擎
還有一個重要應(yīng)用就是變形引擎蛆橡，可以對后視鏡和前視鏡的校正。一般后視鏡都是魚眼鏡頭掘譬，成像之后它是一個扭曲的圖像泰演，如果想讓它顯示平直就需要用到變形引擎功能了。圖像通過TMPR46X的變形引擎葱轩，能夠?qū)⑴で膱D像變成一個平直的圖像或?qū)⒁粋€平直的圖像變成扭曲的圖像睦焕，它的特點在于變形是實時的，不需要MCU運算靴拱，由硬件來完成垃喊。這樣可以降低開發(fā)難度。
Capricorn-Bt變形引擎(如圖2)的靈活性非常高袜炕，可以任意地變形缔御，都是由硬件完成，而且具有顏色校正功能妇蛀，比如對亮度耕突、色度、對比度進行提升评架，可以對整個顏色的通道進行替換眷茁。
2.5 視頻智能捕捉
關(guān)于視頻智能捕捉功能，camera(攝像頭)輸入的圖像是數(shù)字格式纵诞，Capricorn-Bt的特點是最高可支持圖像的分辨率為2048×1024上祈，存儲的RAM是1024×512。對于視頻的捕捉浙芙，可以從視頻捕捉的圖像中直接截取其中的一部分登刺，然后進行放大或者縮小，這個過程不需要軟件來參與嗡呼，也是由硬件來完成纸俭。
2.6 多碼流同時解碼
Capricorn-Bt還支持多碼流同時解碼，支持兩個解碼器南窗，其中一個叫PNG解碼器揍很，PNG解碼對壓縮圖像非常有優(yōu)勢郎楼，一個WVGA的圖像沒有壓縮時，可能達到1.5M窒悔，如果經(jīng)過PNG壓縮以后呜袁，可以壓縮80%的容量。這樣可以節(jié)省RAM和FLASH的空間简珠，進而可以降低成本阶界。另一個叫RLE壓縮方式，RLE是無損壓縮聋庵，能達到很大的壓縮比例荐操，對節(jié)約FLASH成本也極具優(yōu)勢。
2.7 失真協(xié)調(diào)
現(xiàn)在珍策，為了節(jié)約開發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市時間宅倒，很多的產(chǎn)品都會打造一個開發(fā)平臺攘宙，而且平臺型開發(fā)就意味著工程師所有的產(chǎn)品都是以最高的標準來進行設(shè)計。但是拐迁，如果工程師要做一些低端產(chǎn)品蹭劈，就可能需要用到666屏或565屏，此時线召，由于圖像的低位缺失铺韧，會造成失真現(xiàn)象(圖3左側(cè)圖片顯示)，東芝的車載儀表控制平臺的dither插件可以進行失真協(xié)調(diào)(圖3右側(cè)圖片顯示)缓淹，保證在平臺上開發(fā)的產(chǎn)品在高中低端領(lǐng)域均會有出色的顯示效果哈打。
3 市場
目前，東芝半導(dǎo)體的Capricorn-Bt系列車載儀表控制芯片在全球范圍內(nèi)的銷售已經(jīng)超過了1千萬片讯壶，其中40%來自歐洲市場料仗，包括寶馬5、6伏蚊、7系產(chǎn)品都在使用立轧。
