提升汽车仪表图像的芯片方案

摘要：本文简要介绍了汽车仪表显示的发展趋势，并对东芝TMPR46X(Capricorn-Bt)的功能进行了剖析。

引言

　　近年来，越来越多的半导体厂商将汽车作为一个重要应用出口，加以重视，而且，随着苹果、谷歌等加入汽车生态系统，未来汽车电子应用会呈现爆发式增长。车载仪表显示作为汽车电子非常重要的应用，也是很多汽车厂商打造差异化的关注点。

　　1 车用显示控制IC的发展方向

　　不少半导体厂商都已经推出了汽车显示控制IC，力图打造更多功能给驾乘者带来更好的用户体验。东芝从2002年就已经开始推出用于汽车仪表显示的控制IC，从第一代的TX3916AF、TX4961XBG(Capricorn-M)到TMPR460/461/462/463XBG(Capricorn-Bt)，再到现在正在研发中的TZ系列，显示维度也开始由2D向3D过渡。东芝的汽车显示控制器设计用于提供显示仪表盘应用，这些控制器在一个单一的芯片上集成了CPU、图形引擎、和各种接口，而且东芝也开发了具有步进马达控制器(可控制模拟仪表)的汽车显示控制器。

　　2 TMPR46X(Capricorn-Bt)的优势

　　Capricorn-Bt系列是东芝目前比较成熟的解决方案，可以减轻车厂日益严重的成本压力，并满足未来新能源汽车的需求。此系列产品采用ARM Cortex-R4内核，主频达到300MHz，具有定时和存储数据保护功能，内置高性能安全编码译码功能，3路CAN接口，2路UART接口，2路SPI接口，支持5路步进电机控制，2个独立图像输出控制器，时钟全自动校准，2D图像加速器(可以做到2.5D的效果)。而TMPR461(Capricorn-Bt1)拥有外置的Flash，TMPR462/3/4(Capricorn-Bt2/3/4)拥有内置的4M、8M、16M Flash。

　　2.1 屏幕分辨率

　　现在市场上的全虚拟仪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达到4095×2047，由于它的分辨率比较高，虚拟表都能支持、覆盖。而且在成本方面，相对来说也是比较低的。也就是说，如果有不同尺寸的屏幕需求，客户不需要在IC上做任何改变，只需要换上相应屏就可以，支持的屏幕尺寸可以从5寸到12.3寸，甚至是15寸也可以。这样就相当于在一个通用的平台上设计很多产品，从而可以在很大程度上降低研发成本，节约开发时间。

　　2.2 图像引擎

　　Capricorn-Bt系列还可以支持内置和外置的SDRAM和LPDDR，Flash。该图像引擎里包含贴图引擎、画图引擎、旋转引擎、变形引擎。其中，市场上比较常见的是贴图引擎和画图引擎，这类引擎同行都有。但是在画图引擎方面，Capricorn-Bt有独特的亮点，东芝将其精确到了1/16的像素，而其他厂商是以一个像素为最小单元。这样采用Capricorn-Bt就能够使图像显示更加细腻，大大减小锯齿感。

　　2.3 虚拟仪表

　　现在仪表显示越来越多的会用到虚拟仪表，在设计虚拟仪表的时候会牵涉到指针的旋转问题，Capricorn-Bt具有抗锯齿功能，这样指针走动起来就会比较平滑，其最低的旋转角度是0.1度，而且还具有高精度的过滤功能。而且更为重要的是程序员的要求比较低，编程人员只需要给定一个背景和一个前景的需要旋转的图片，然后通过自己编写的程序来指定旋转引擎的旋转角度和贴图的X、Y位置，Capricorn-Bt的旋转引擎就能自动完成旋转动作。