在嵌入式系统中实现智能手机UI的品质

小钢炮

　　仅仅在几年前，微控制器的图形功能还局限于在简单的背景上呈现单色线条或图案和简单图像，以便在小型、低分辨率显示屏上显示。

　　一个典型的例子是高端汽车（如2010年雷克萨斯LS460）仪表盘中央的小型显示屏。

　　今天，这种类型的人机界面（HMI）显得简陋和过时。智能手机的用户已经习惯于使用以华丽的高清晰度呈现有吸引力的图标的大触摸屏手机，因此对于任何设备的HMI都具有更高的期望。

　　对于使用微控制器的设计工程师来说，如何满足对基于复杂图形显示的人机界面（HMI）的需求？ 多年来，嵌入式设计社区的工作都基于一个假设，即：任何复杂性的图形显示都需要运行在全功能操作系统（如Linux® 平台）上的应用处理器。

　　事实上，情况已经发生变化了。支持触摸感应控件，并包括流式视频的非常有吸引力和直观的图形显示屏现在可以由使用MCU的工程师来实现。这要归功于MCU架构中提供的专用硬件功能的组合，以及可为面向图形的高端MCU提供性能优化的新一代图形设计工具。其效果是在32位MCU平台上更简便、更有效地实现高性能、复杂的图形。

　　在嵌入式设备中，HMI和显示屏往往是外设。这意味着核心应用可能会在大多数时间占据大部分的CPU带宽。即使在具有高端CPU（如ARM® Cortex®-M7内核）的MCU中，HMI的处理开销也必须保持在一定的限制以下。最后，渲染图形需要运行从图形显示设计工具编译的C代码。图形越复杂，分辨率越高，显示屏越大，则必须执行的代码越多。

　　MCU的处理器使用情况对HMI设计者施加了约束。显而易见的解决方案似乎是迁移到应用处理器。但是这对于以前在MCU环境下工作的设计团队来说是非常具有挑战的，很少有人愿意面对这种突然变化的后果。

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