在A(yíng)RM Cortex-A8內核處理器及android操作系統上實(shí)現雙屏異像顯示應用

隨著(zhù)ARM Cotex-A8與Android的組合越來(lái)越強大，其從智能移動(dòng)終端如智能手機，平板電腦等消費電子領(lǐng)域滲透到各行各業(yè)的趨勢愈發(fā)明顯。但受制于芯片體系結構和操作系統構架的設計，在A(yíng)ndroid平臺上通常只能實(shí)現同步雙屏的一些應用，如下圖基于智能手機的顯示器應用或者基于平板電腦的投影儀應用：

圖1：手機接HDMI電視機

圖2：平板電腦接VGA投影儀

在這樣的應用中，大屏主要作為小屏的延伸，其目的是讓視頻或顯示界面的可視區域變大，以便讓觀(guān)看的體驗更好或者讓更多的人看到小屏上的內容。其操作的UI界面與內容界面都同時(shí)顯示在不同的屏上。專(zhuān)業(yè)上可稱(chēng)為同步雙顯或稱(chēng)雙屏同像技術(shù)。而對于性能弱一點(diǎn)的處理器或操作系統，由于大屏的分辨率限制及視頻格式的差異化，要想實(shí)現流暢清晰的同步雙顯必須在系統設計上下非常大的功夫，即便如此還會(huì )有許多不如人意的地方。就ARM內核的芯片來(lái)說(shuō)，在其內核達到Cotex-A8級別，GPU達到1080P級別的時(shí)候，實(shí)現同步雙顯已經(jīng)相對比較輕松，具有非常好的用戶(hù)體驗。目前已經(jīng)基本上成為高端智能手機或者平板電腦的標配。

隨著(zhù)移動(dòng)世界往企業(yè)領(lǐng)域的滲透，我們經(jīng)常會(huì )發(fā)現現實(shí)世界中有下面這樣的案例：

圖3：工業(yè)現場(chǎng)，工業(yè)液晶屏顯示器作為人機交互，另一塊大屏顯示流水線(xiàn)上的實(shí)時(shí)監控錄像，同時(shí)這個(gè)監控被嵌入式處理器經(jīng)過(guò)視頻壓縮通過(guò)無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到中央控制室的服務(wù)器電腦上。

圖4: 地鐵優(yōu)惠券廣告一體機：中間的屏作為人機交互操作界面如打印優(yōu)惠唬團購查詢(xún)，上面的大屏則一直在進(jìn)行廣告播放。

圖5：醫療智能終端：醫生用小型操作屏進(jìn)行數據錄入交互操作，病人端或設備端的大屏則顯示采集的數據曲線(xiàn)。

圖6：汽車(chē)娛樂(lè )的異步多屏顯示。駕駛位的屏作為GPS導航，主操作界面，后座的屏則播放廣告或是電影供乘客娛樂(lè )。

在上述的傳統多屏顯示不同內容的解決方案多采用X86構架的工業(yè)主板，擴展若干顯卡，或者需要多塊類(lèi)PC構架的產(chǎn)品來(lái)實(shí)現上述功能。如果能采用ARM構架的解決方案好處是顯而易見(jiàn)的。面向工業(yè)行業(yè)的ARM芯片的低功耗和高低溫屬性，加上其輕型化，便攜式的特性，大大擴展了產(chǎn)品部署和活動(dòng)的范圍。同時(shí)成本也較采用PC構架的解決方案降低一半以上。

然而用基于A(yíng)RM的處理器上實(shí)現上述雙屏異像解決方案需要非常高的技術(shù)積累，其在多通道顯示接口，不同的顯示設備的芯片及系統設計上都需要有較充足的經(jīng)驗，同時(shí)對芯片層，硬件層，內核層，顯示框架層，操作系統框架層都需要有清晰的理解和研究，如果再結合多通道異步音頻，多通道異步視頻輸入則整個(gè)體系結構更加復雜，遠遠超出了當前移動(dòng)智能終端的能力范圍。所以目前在A(yíng)ndroid下還沒(méi)有實(shí)現雙屏異像的成熟的標準接口和商業(yè)案例。

飛思卡爾的iMX53芯片是面向工業(yè)汽車(chē)領(lǐng)域的現有成熟的最高端ARM處理器，辰漢電子在其上實(shí)現了異步雙屏或稱(chēng)雙屏異像顯示技術(shù)。此技術(shù)已經(jīng)在嚴酷環(huán)境和豐富應用的車(chē)載，戶(hù)外廣告等領(lǐng)域成功應用。

圖7：基于iMX536的異步雙顯系統框圖。

該技術(shù)中，辰漢電子在深入研究i.MX53應用處理器顯示特點(diǎn)及Android顯示單元框架的基礎上，開(kāi)發(fā)了擁有專(zhuān)利的自底向上的雙屏異像Framework，給應用開(kāi)發(fā)者提供了標準的雙屏異像開(kāi)發(fā)接口，主屏和次屏可任意切換，主屏上可實(shí)現任意android應用程序。次屏上可實(shí)現多層內容的顯示，可疊加文字、圖片、視頻等顯示信息，可進(jìn)行顯示區域分割，并且不同層之間可alpha透明度混合，充分滿(mǎn)足了工業(yè)應用的需求，大大降低了實(shí)現上述工業(yè)類(lèi)應用的技術(shù)門(mén)檻。

該技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是，其給雙屏異像應用開(kāi)發(fā)者提供的軟件接口與原生的Android應用開(kāi)發(fā)接口無(wú)縫兼容，應用開(kāi)發(fā)者使用Android SDK中原有的類(lèi)、API即可在次屏上輸出顯示內容，并且像普通Android應用開(kāi)發(fā)一樣，可以使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)雙屏異像的應用程序，開(kāi)發(fā)者在很短時(shí)間內即可熟練運用，開(kāi)發(fā)非常方便。

毫無(wú)疑問(wèn)，在當前和未來(lái)的很長(cháng)一段時(shí)間內，CPU和OS的戰爭中，ARM和Android從移動(dòng)設備出發(fā)，憑借著(zhù)巨大的移動(dòng)性?xún)?yōu)勢，一定會(huì )不斷蠶食Wintel聯(lián)盟的傳統工業(yè)嵌入式陣地。一個(gè)新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代終究會(huì )呈現在人類(lèi)的眼前。高性能雙屏異像技術(shù)的實(shí)現為拓展各種細分的應用領(lǐng)域提供了全新的想象空間。