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人机介面持续发展并快速扩展至各种领域
[作者 Gordon Lunn]   2018年08月30日 星期四 浏览人次: [19550]


人机介面(HMI)已成为当代电子产品设计上至关重要的一环,目前它已被认为是OEM产品与竞争对手作重要区隔的方式之一。该技术不仅仅只限于消费性电子产品,它还大量地运用在医疗、工业自动化、家电用品、餐饮服务业等多项领域。


整体而言,现今的HMI便是将使用者的体验与电子产品作结合,包含产品所提供的视觉、感觉,以及反应效果。成功的产品必须具备良好的HMI,才能够吸引更多的消费者。有效率并且妥善规划的HMI设备在操作上不只能够大大提高生产力,并能够避免错误的发生,也能训练操业员更快更容易地完成工作。


具有触控及智能显示功能的产品越来越广泛普及,最早是出现在消费性产品,而今也扩展到其他非消费性产品,这就是HMI演进的关键;同时也提供更直观的操作,而OEM的产品也能因此获利。举例来说,比起键盘或开关阵列的应用,触控萤幕能有更长的使用寿命(特别是在恶劣的环境中)。除此之外,使用触控萤幕来取代按钮及LED指示器的组合,不只可以减轻产品的重量,更符合时尚美学,也能增加产品的质感。这种方式的设计更具有灵活性,可藉由单一萤幕进入不同的选单,而不需要依赖大量的预定按钮—大量按钮只会让使用者感到困惑,并产生挫折感。


不仅如此,既使未来的设计有所更动,新的功能也能够经由软体将其导入,不会因为增加新的功能而更换硬体元件,甚至因硬体的更动,连机壳都需要作改变。触控萤幕HMI还有一项优点,由于其平坦的表面更容易保持清洁,这一点在工业和医疗的应用上更具有特别价值。


Bridgetek开发嵌入式视频引擎(EVE)技术,最初的目的在帮助工程师开发更引人注目的HMI—即使在该领域并没有先前的经验,而且只需要少量的半导体元件。过去只能作简单的文字显示或LED指示,也因为有了这项技术,大大的提高将HMI显示器运用在产品上的机会,这使得以触控为基础的HMI变得更加普及。


EVE所仰赖的关键精神在于显示的方式不是对每个像素的逐一更新,而是处理预定义的显示物件,这使得微控制器的工作处理量和所需要的资料储存量明显少于传统的HMI装置。较少的元件数将会产生一连串的连锁反应,首先是整体用料的成本降低,接下来便是所需的电路板空间变小,而且系统的功耗也变低。这也代表HMI的开发将更简单,产品的设计可以更快完成。


然而我们的团队并没有因此就对EVE的技术感到满足,许多新的需求需要被导入。我们发现,一旦工程师建构了HMI平台,工程师就希望增加更多的功能,并研发新的应用。当运用更多高品质bitmap时,HMI对记忆体的需求便会开始增加。对于支援更高解析度的显示以及更精密的功能(例如视频播放)的需求,也变得越来越常见。


由于上述的原因使得最新一代的EVE需加入更多更强大的功能,接下来的新产品BT815 / 6系列便支援更先进的压缩演算法,使得1MB的内建记忆体能够发挥最大的功能。另外补充一点,每个图形控制器IC都增加了专用的QSPI主机接口,用于连接外部快闪记忆体。



图1 : Bridgetek先进的图形控制IC–BT815与BT816
图1 : Bridgetek先进的图形控制IC–BT815与BT816

多亏自适应可伸缩纹理压缩(adaptive scalable texture compression, ASTC)演算法功能的导入,使得EVE HMI系统图形处理所需要的资源大为降低。使用该演算法压缩档案,既可提升图像的品质,又无需额外的数据处理以及储存记忆体。同样地,动态影像的流畅性也能得到显著地改善。


最后还有一项优点,由于许多OEM商品需要使用在不同国家,因此必须支援多种不同的字体和字元,以补足标准图形图标的不足,通过使用Unicode,现在可以更轻松地应用这些功能。



图2 : BT815/6功能区块图
图2 : BT815/6功能区块图

触控与科技的配合将变得无所不在。有了更先进的半导体技术来支持工程师的设计,以确保他们的产品既能符合使用者的期望,又能同时兼顾实用。


(本文作者Gordon Lunn任职于Bridgetek公司)


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