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Muestra invade el espacio del sistema integrado

Edit: Blaze Display Technology Co., Ltd.      Date: Oct 28, 2015

【R & D Departamento de Blaze Display】 Muestra de gráficos a todo color en productos de consumo de alto volumen, como teléfonos móviles y reproductores de música, han capturado la atención de públicas y establecer nuevas normas para el diseño de dispositivo incrustado.

Como los precios se desploman, los diseñadores de sistemas embebidos están recurriendo a representaciones gráficas para simplificar la operación, facilitar las actualizaciones del sistema y distinguir sus productos. Diseñadores de productos incrustados tradicionales centraron en maximizar el rendimiento con menos énfasis en la interfaz de usuario. Sin embargo, los deslumbrantes gráficos a todo color en today´s PC, teléfonos móviles y otros dispositivos portátiles han aumentado las expectativas del consumidor para todos los productos electrónicos. Estas crecientes expectativas de la interfaz de usuario, junto con redes ubicuas, han redefinido la reglas tradicionales del diseño integrado. Nuevos productos integrados no están necesariamente limitados en recursos de computación y memoria y fácilmente pueden requerir más potencia de procesamiento de comunicaciones y una representación gráfica de la aplicación.

Un sistema de representación gráfica permite a un diseñador crear una interfaz de operador simple que aborda secuencialmente un solo comando o una función en un momento. El diseñador puede "ocultar" la mayor parte de la complejidad y las funciones auxiliares hasta que son necesarios para simplificar la operación. Una interfaz de pantalla gráfica es su product´s primera impresión y proporciona una manera obvia de diferenciar su producto de sus productos competitors´. Diseñadores pueden utilizar gráficos para crear una apariencia única para sus productos y ofrecer un tema similar a través de una línea completa de productos. Cuando par una pantalla gráfica con una sobreimpresión de Touch Panel, el usuario puede simular casi cualquier configuración de panel frontal y todavía ser capaz de añadir o cambiar características con una modificación del firmware.

Un sistema de visualización puede ser capaces de aliviar problemas de programa de desarrollo de producto y ofrecer ingresos adicionales o recurrentes. Diseño de producto es siempre un compromiso entre primero en el mercado y el mejor conjunto de características. Una interfaz gráfica flexible, junto con una conexión de red integrada, ofrece la opción de envío del producto con un conjunto inicial de características y luego actualizar el firmware en la red para satisfacer las presiones competitivas o para solucionar los problemas. Otra estrategia de marketing es ofrecer un dispositivo de función limitada a un precio bajo y luego vender el usuario opcional, remotamente activados características o servicios. Cada enfoque requiere una plataforma de hardware, bien diseñados y uso general con una unidad gráfica adaptable y suficientes recursos del sistema para dar cabida a futuras aplicaciones.

Diseño de una interfaz basada en la exhibición en un producto integrado es una importante empresa con impacto significativo en el coste y la programación. Una aplicación que una vez requiere un procesador de 8 bits puede necesitar una segunda CPU o una actualización a 16 o 32 bits al tomar gráficos en consideración. Un subsistema de gráficos también consume memoria substancial y recursos de poder. La combinación de gráficos con una tarea obsoleta del sistema integrado de procesamiento también puede requerir la adición de un sistema operativo en tiempo real para mantener el rendimiento de la sincronización para la aplicación. Además, la unidad de visualización requiere una nueva fuente de energía y empaquetado mecánico.

Los diseñadores tienen varias alternativas a la integración de una pantalla de gráficos en un dispositivo embebido. El enfoque más radical es rediseñar el dispositivo con una nueva sección del procesador que puede apoyar la tarea incorporada y la pantalla de gráficos. El equipo de software puede desarrollar entonces una biblioteca de gráficos para la aplicación del sistema integrado. Aunque este método requiere probablemente los costos (no recurrentes-ingeniería) de extensa NRE, debe producir el sistema más eficiente con el hardware de producción menos costoso. Es un enfoque menos intrusivo para el tratamiento de la sección de gráficos como un periférico externo con un canal de comunicaciones al procesador embebido. Esta técnica permite a los desarrolladores elegir gráficos estándares y elementos de software para minimizar los costos de desarrollo.

Active-matrix-LCD pantallas son los dispositivos de salida gráficos más populares para los sistemas encajados debido a sus requisitos de baja potencia, bajo peso, calidad de imagen superior y respuesta rápida. LCDs sandwich las células de un líquido polarizante de luz entre dos paneles de cristal perpendicular polarizado que impulsa a una matriz de TFT (thin-film transistores). Una corriente eléctrica cambia las características de polarización del líquido y bloques de transmisión de la luz a través de esa célula. Ampliando este principio básico, los fabricantes ofrecen una amplia gama de alta resolución,paneles de LCD monocromo y color para más aplicaciones de sistemas embebidos. Muchos diseñadores combinan un panel LCD con una pantalla táctil resistiva o varios interruptores de entrada de función de variable para formar la interfaz de usuario completa.

OLED (LED orgánicos)-tecnología de visualización, que Eastman Kodak desarrolló hace más de 20 años, están ganando popularidad en aplicaciones de sistemas embebidos, ya que la tecnología ofrece potencialmente más brillante, más imágenes de contraste con menos energía y menores costos de fabricación que LCDs. OLEDs sandwich varias películas orgánicas entre un cátodo metálico y un ánodo transparente. Las películas basadas en carbono constituyen una capa de inyección de orificio, una capa de transporte del agujero, una capa emisiva y una capa de transporte de electrones. La elección de materiales orgánicos y la estructura de capa determinan el color, vida útil y eficiencia de energía de funcionamiento. Cuando se aplica tensión a la OLED, las cargas positivas y negativas inyectadas se recombinan en la capa emisiva y crean luz electroluminiscente. A diferencia de los paneles LCD, OLED emiten luz y no requieren retroiluminación. OLEDs sufren de rendimientos reducidos y limitada vida útil. Además, el agua puede dañar fácilmente la matriz.

Aunque la tecnología tiene raíces en la década de 1970, los avances recientes en técnicas de fabricación han renovado interés en las pantallas de papel electrónico. Estas pantallas poseen un aspecto amartillado, alto contraste; consumo de energía ultra bajo; y una forma delgada, ligera y a veces flexible. Da al espectador la experiencia de la lectura del papel, pero añade el poder de información actualizable. Millones de microcápsulas, que contiene un fluido oscuro y cientos de virutas minúsculas, blancas, cubren de pantallas de papel electrónico. Con una red de activación control de la carga en cada microcápsula, puede especificar el color en cada píxel, forzando las virutas blancas suben a la superficie o hundirse hasta el fondo. Una ventaja de este enfoque de la tinta electrónica es que el biestable, microcápsulas permanentes conservan su posición cuando desconecte la alimentación. Para demostrar el concepto, E Ink ofrece un kit de desarrollo de papel electrónico basado en Linux que proporciona una pantalla de 800 × 600 píxeles, electrónica y software para construir un lector de libros con pilas, portátiles.

Qualcomm espera definir la próxima generación de tecnología de pantalla mediante la combinación de estructuras MEMS (sistema de micrométrica) con óptica de láminas delgadas. La empresa utiliza como modelo las estructuras microscópicas naturales en alas de mariposa y plumas de pavo real para producir el IMOD (modulador interferométrico display), que utiliza interferencia para modular la luz y crear pantallas de bajo consumo, reflexivos. IMOD elementos típicamente medir 10 a 100 micras por lado y tener una estructura de película pequeña que se mueve lo suficiente como para reflejar la exacta longitud de onda de la luz. La película reflectora mueve una cierta distancia y esa distancia determina el color de los elementos IMOD, cada uno de los cuales representa 400 a 1000 dpi. Los diseñadores pueden agrupar varios de estos elementos para formar un solo píxel. Para crear un monitor de pantalla plana, Qualcomm fabrica y paquetes de una gran variedad de elementos IMOD en el formato deseado. Por último, la empresa adhiere chips de controlador en el borde de elements´ para completar la pantalla. Porque el reflectante IMOD no requiere luz de fondo, la unidad tiene bajo consumo de energía.

Independientemente de la tecnología que usted seleccione, controladores y software de gráficos bibliotecas son esenciales para cualquier sistema de visualización. Usted puede obtener las rutinas de control del fabricante de pantalla de terceros, o interno. Por otra parte, el sistema operativo puede incorporar estas rutinas. Bibliotecas de dibujos sencillas incluyen subrutinas para representar líneas, círculos, cuadros y una selección limitada de estilos de tipo de texto. El siguiente paso para arriba es una biblioteca de gráficos orientados a objetos que incluye pulsadores, reguladores, medidores, gráficos y menús desplegables. Si cambia uno o más objetos en la pantalla, las rutinas de biblioteca automáticamente volver a dibujar los objetos afectados. El tercer nivel de software es el administrador de gráficos, como Microsoft Windows o Windows X, en que aplicaciones pueden controlar independientemente sus porciones de la pantalla. La complejidad y la huella de software crecen dependiendo del modelo de biblioteca que usted seleccione.

Para los diseñadores que desean comenzar con un escueto Mostrar y desarrollar sus propias interfaces y software a medida, Sharp Microelectronics ha presentado recientemente una transflectiva de 3,5 pulgadas pantalla TFT-LCD con 100 cd/m2 de brillo. El módulo de LQ035Q7DH01 de barrio-VGA está dirigido a dispositivos portátiles que requieren bajo consumo de energía y operación en una amplia gama de condiciones de iluminación. Dichas aplicaciones incluyen unidades (--sistema de posicionamiento global) de GPS, PDA (asistentes personales digitales), escáneres de código de barras y equipo de prueba. La pantalla cuenta con 262.144 colores, consumo de energía de menos de 365 mW, una relación de contraste en el modo transmisivo de 100 a 1 y la temperatura de – 10 a + 70 ° C. Incluyendo el sistema de retroiluminación LED, el módulo de la pantalla mide sólo 4 mm de grosor y pesa aproximadamente 45g. El LQ035Q7DH01 se vende por $145 (50).

Varios proveedores ofrecen plataformas de evaluación que combinan la pantalla LCD Mostrar controlador, biblioteca de gráficosypantalla táctil para minimizar el esfuerzo de desarrollo. Este enfoque estándar elimina el desarrollo de hardware de la interfaz de usuario y la integración de software y permite al diseñador agregar gráficos a un dispositivo con una interfaz simple. Por ejemplo, llegar a la tecnología recientemente anunció un 4-pulgadas, color, TFT pantalla táctil el módulo para médico, industrial y aplicaciones de juegos. La empresa basado en el kit del módulo de la pantalla 42-0086 de la tarjeta alcance regulador SLCD y un panel de LG Philips LCD de 320 × 240 píxeles. La unidad no requiere sistema operativo especial o biblioteca en el procesador de host y permite a los usuarios acceder a la pantalla LCD como un dispositivo serial inteligente. El sistema escribe imágenes texto y gráficos en la pantalla mediante la emisión de uno de los más de 50 comandos de alto nivel. Las características estándar incluyen una variedad de fuentes incorporadas, botones, gráficos y metros, con capacidad de alto nivel macro. Un interfaz táctil integrado le permite definir botones de gráficos en la pantalla; al pulsar estos botones, regresan una cadena serial. El código del microprocesador SLCD incluye una biblioteca de gráficos, fuentes de texto, mapas de bits predefinidos y un intérprete de comandos. El módulo 42-0086 está disponible como un kit de evaluación con una fuente de alimentación y cable serial para $345 (uno).

Un sistema de visualización sería coste-prohibitivo para los dispositivos encajados profundamente; sin embargo, todavía puede crear una interfaz gráfica de usuario para tales dispositivos. Por ejemplo, una conexión inalámbrica de corto alcance a un dispositivo de propósito general, como PDA, ordenador portátil o teléfono móvil, puede dar a los usuarios mostrar una gráfica completa de funcionamiento del dispositivo. Bluetooth, 802.11, infrarrojo e incluso una conexión cableada permiten interacción gráfica con mucho menor esfuerzo de desarrollo y costos de hardware mínimo. Dispositivos integrados que carece de conexiones de red no pueden necesitar ninguna interfaz de usuario de hardware en absoluto. Una conexión a Internet puede convertir cualquier PC conectado con un navegador estándar en un panel frontal remoto. Un montón de herramientas de desarrollo Web gratis o de bajo costo están disponible para ayudar a crear una interfaz fácil de usar. Con una conexión a Internet, también puede utilizar el mismo enlace de comunicación para la recolección de datos de producto y actualizaciones de software re-mote.

Como lugar común de gráficos se convierten en equipo y consumo de electrónicos, diseñadores de sistemas embebidos deben ofrecer características multimedias similares a la altura de las expectativas del usuario y mantener la competitividad. Una interfaz gráfica de usuario a menudo puede transformar un complejo dispositivo incorporado en un producto más simple, ágil, con características de fácil actualización. Con una amplia gama de productos de software disponibles y hardware estándar, diseñadores ahora tienen las herramientas para incorporar una interfaz de gráficos sofisticados dispositivos cada vez más integrados.

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