基于MPC5606S的汽車TFT彩屏儀表開發(fā)技巧

DCU通過控制16個(gè)圖層，實(shí)現(xiàn)圖像信息最終顯示在TFT LCD屏上。每個(gè)圖層都包含了當(dāng)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(chǔ)的地址(包括在片內(nèi)/片外的所有地址空間)、圖形顏色編碼方式及調(diào)色板(如果需要的話)、顏色混疊方式、透明度、Chroma和Tile尺寸。 16個(gè)圖層具有各自固定的優(yōu)先級(jí)，圖層優(yōu)先級(jí)將決定不同圖層的像素在TFT LCD屏上同一位置重疊時(shí)，那些圖冊(cè)可以顯示出來。對(duì)于每個(gè)像素，最終顯示出來的像素由優(yōu)先級(jí)最高的4個(gè)圖層的像素來混疊。這4個(gè)圖層的像素可以是不透明、部分透明或完全透明。

圖3 MPC5606S的DCU框圖

圖3是MPC5606S的DCU框圖，解釋了DCU如何提取及混疊圖形，最終圖形輸出到TFT LCD屏上。首先，DCU通過其自帶的DMA通道，從存儲(chǔ)空間(包括片內(nèi)/片外的所有存儲(chǔ)空間)提取相關(guān)的圖形內(nèi)容，根據(jù)設(shè)定的圖像格式轉(zhuǎn)換成24位(如果需要的話)圖像格式，然后通過混疊方式的設(shè)置，計(jì)算出每個(gè)像素的值，再根據(jù)Gamma校正的設(shè)置進(jìn)行校準(zhǔn)后，最終像素值會(huì)通過TFT LCD屏的數(shù)據(jù)總線輸出至屏上，并設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志位提示幀結(jié)束、緩沖閾值和其它狀態(tài)變化信息。

三、DCU動(dòng)畫效果的實(shí)現(xiàn)
TFT LCD上的動(dòng)畫效果，本質(zhì)上是一幀幀圖像連續(xù)切換的結(jié)果，切換速度決定了動(dòng)畫效果的平滑與否。幀與幀之間的時(shí)間間隙，就是MCU準(zhǔn)備下一幀內(nèi)容的所有時(shí)間。MCU能否在這個(gè)時(shí)間完成下一幀的準(zhǔn)備工作，取決于MCU對(duì)圖形的處理能力，也決定了動(dòng)畫效果是否平滑。

基于MPC5606S的Crossbar Switch架構(gòu)，DCU這個(gè)主設(shè)備具有獨(dú)立的提取存儲(chǔ)在片內(nèi)或片外的圖像數(shù)據(jù)并顯示在TFT LCD上，即圖像數(shù)據(jù)直接由DCU讀取并實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像混疊。e200z0h內(nèi)核在DCU輸出圖像時(shí)無需干預(yù)，從而可以節(jié)省e200z0h核的運(yùn)算負(fù)荷。但DCU無法自主得知16個(gè)圖層應(yīng)該輸出何種圖形，每個(gè)圖層還是需要e200z0h核進(jìn)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(shù)據(jù)總線上。若需重新配置某一圖層，可由e200z0h核重新介入進(jìn)行配置即可。每個(gè)圖層可配置的信息，包括了當(dāng)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(chǔ)的地址(包括在片內(nèi)/片外的所有地址空間)、圖形顏色編碼方式、透明度及調(diào)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(gè)TFT LCD場(chǎng)掃描周期開始時(shí)展示在屏上。

例如，對(duì)于一張顯示在TFT LCD屏幕上的圖形，當(dāng)e200z0h核改變這張圖片顯示的高度，例如從0到圖形的正常高度順序遞增，則顯示在TFT LCD屏幕上的效果，即是看到這張圖片順序打開。若e200z0h核改變這張圖片顯示的高度，從圖形的正常高度到0順序遞減，則顯示在TFT LCD屏幕上的效果，即是看到這張圖片順序被縮小，直至消失，類似于卷簾動(dòng)畫。若對(duì)于一張顯示在TFT LCD屏幕上的圖形，固定其顯示區(qū)域(寬度和圖片一致，但高度小于圖片高度)，當(dāng)e200z0h核順序改變顯示圖形存儲(chǔ)的地址為緊臨的下一行的地址，則顯示在TFT LCD屏幕上的效果，即是看到這張圖片在固定的顯示區(qū)域內(nèi)，順序上浮顯示，類似于滾屏效果。若一個(gè)動(dòng)畫被分解為若干幀，當(dāng)e200z0h核順序改變當(dāng)前層顯示圖形存儲(chǔ)的地址為下一幀的存儲(chǔ)地址，則動(dòng)畫被顯示在TFT LCD屏上，e200z0h核改變當(dāng)前層顯示圖形存儲(chǔ)的地址的速度，即是動(dòng)畫幀切換的速度。切換速度加快，即顯示出動(dòng)畫快進(jìn)的效果。若e200z0h核僅順序改變當(dāng)前層顯示圖形在屏幕中的橫坐標(biāo)，則當(dāng)前圖形在TFT LCD屏幕上勻速橫移；若以‘加速度－勻速－減速度’改變其橫坐標(biāo)，則當(dāng)前圖形在TFT LCD屏幕上會(huì)以‘加速－勻速－減速’的效果顯示出來。

如果連續(xù)改變當(dāng)前顯示圖層透明度寄存器的值，則當(dāng)前圖層圖像的透明度就會(huì)連續(xù)變化。當(dāng)透明度從完全透明到完全不透明，則顯示出圖像淡入的效果。若透明度從完全不透明到完全透明，則實(shí)現(xiàn)了圖像淡出的效果。

DCU不同的圖層可以顯示存儲(chǔ)在同一地址的圖形，利用這一特性，可以實(shí)現(xiàn)陰影效果。例如圖層2和圖層3均顯示存儲(chǔ)在閃存中的同一張圖片，圖層2正常顯示圖片，而圖層3僅改變此圖層的調(diào)色板，使圖片的顏色均為黑色，當(dāng)兩個(gè)圖層顯示在TFT屏上時(shí)，使得兩層顯示的坐標(biāo)有錯(cuò)位，則最終顯示在TFT屏上的圖像，是一副正常顯示的圖像后面有個(gè)錯(cuò)位顯示的黑色陰影，達(dá)到偽3D效果。

四、結(jié)論
MPC5606S是一款針對(duì)TFT彩屏儀表應(yīng)用開發(fā)的芯片。它具有傳統(tǒng)的PowerPC系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，并且充分利用Crossbar Switch結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)DCU自主輸出圖像，并且最高可達(dá)16個(gè)圖層進(jìn)行疊加。通過改變圖層中對(duì)圖像顯示配置信息，可方便靈活地實(shí)現(xiàn)平移、卷簾、陰影等效果?，F(xiàn)在，飛思卡爾可以免費(fèi)提供基于MPC5606S的圖形驅(qū)動(dòng)軟件，結(jié)合片內(nèi)DMA功能，實(shí)現(xiàn)位移、旋轉(zhuǎn)、卷簾、變色、淡入淡出等功能。飛思卡爾也免費(fèi)提供圖形、字庫(kù)轉(zhuǎn)換工具，可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)圖像格式、字庫(kù)的工程文件生成，方便地添加到用戶的工程中，實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的動(dòng)畫效果。高效的圖形顯示以及Crossbar Switch結(jié)構(gòu)，使得MPC5606S能夠在上電后20ms內(nèi)，完成TFT屏幕顯示內(nèi)容的輸出，足以滿足OEM對(duì)汽車儀表開機(jī)顯示速度的要求。

參考文獻(xiàn)
1．MPC5606S Microcontroller reference manual
2．Configuring and using the DCU2 on the MPC5606S, AN4187