基于 NXP i.MXRT1170 汽車(chē)儀表盤(pán)方案

一、方案介紹      

       該方案基于 NXP i.MX RT1170 的汽車(chē)儀表盤(pán)方案，方案采用開(kāi)源輕量級顯示圖形庫 LVGL，液晶屏分辨率為 720x1280，方案采用通用圖形加速引擎、矢量圖形處理、多圖層優(yōu)化等策略，優(yōu)化顯示效果提高幀率。

       方案采用雙核策略，高性能的 Cortex-M7 核作為主核專(zhuān)注于圖像顯示處理，高能效的 Cortex-M4 作為從核通過(guò) CAN 總線(xiàn)接收速度、里程、電量等車(chē)輛信息，再通過(guò) MU （Messaging Unit）數據傳遞單元傳輸至主核并顯示于儀表界面。

二、市場(chǎng)分析

       汽車(chē)儀表為駕駛者提供汽車(chē)運行參數信息，從第一代機械式儀表到第二代電氣式儀表，到如今第三代全新數字液晶儀表，儀表顯示的內容更加豐富、功能更強大、使用更智能。

       隨著(zhù)近年新能源汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，數字汽車(chē)儀表的滲透率更是不斷走高，2021 年 1 至 11 月，全國汽車(chē)產(chǎn)量達 2317.2 萬(wàn)輛，與 2020 年同期相比增長(cháng) 0.5%，其中新能源汽車(chē)產(chǎn)量達 302.3 萬(wàn)輛，同比均增長(cháng) 1.7 倍，市場(chǎng)滲透率達到 12.7%（數據源自國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )）

三、方案演示界面介紹

       方案液晶顯示部分共有六個(gè)界面分別為主頁(yè)界面、導航界面、儀表界面、胎壓界面、音樂(lè )界面、圖表界面，用于演示該方案可應用于車(chē)載儀表盤(pán)的屬性。

3.1 主頁(yè)界面：

       E-Bike DEMO 初上電后顯示主頁(yè)界面，主頁(yè)界面作為引導和初始界面，點(diǎn)擊左側菜單欄中圖標，藍色滑塊滑至相應圖標后，右側界面切換至對應界面。

3.2 導航界面：

       導航界面演示該方案可應用于導航，界面左側為汽車(chē)姿態(tài)演示界面，右側為導航演示動(dòng)畫(huà)，導航地圖移動(dòng)顯示、軌跡會(huì )隨著(zhù)指針經(jīng)過(guò)消失。

3.3 儀表界面：

       該界面演示該方案可應用于儀表盤(pán)，界面左右側為速度儀表盤(pán)和功率表盤(pán)，中間為汽車(chē)姿態(tài)演示界面，汽車(chē)初始化后速度與功率字符開(kāi)始按照預設數值或輸入數值開(kāi)始循環(huán)演示。

3.4 胎壓界面：

       胎壓界面為演示胎壓數據界面，右側的汽車(chē)姿態(tài)部分會(huì )顯示指示標簽顯示汽車(chē)胎壓數據。

3.5 音樂(lè )界面：

       該界面（僅具有顯示功能），音樂(lè )界面為移植演示 DEMO，演示該方案可應用于娛樂(lè )影音系統，實(shí)現右側音樂(lè )條律動(dòng)演示音樂(lè )播放動(dòng)畫(huà)，實(shí)現上一首、下一首、播放、暫停歌曲等切換動(dòng)畫(huà)。

 3.6 圖表界面：

       該界面演示 LVGL 的圖表功能，點(diǎn)擊右側下拉菜單可用來(lái)選擇不同圖表類(lèi)型顯示。

?場(chǎng)景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

       i.MX RT1170 這一突破性的產(chǎn)品系列，集成了出色卓越計算性能與多種媒體功能，強大的多媒體性能面向 HMI 并提供了多種圖形加速 GPU 供用戶(hù)開(kāi)發(fā)，i.MX RT 系列的 i.MX RT1170 首次將 ARM Cortex-M7 的主頻提升至 1 GHz，并且首次引入雙核概念，雙核系統搭載一顆高性能內核和一顆高能效內核，本方案所采用主要的技術(shù)要點(diǎn)介紹如下：

1、 雙核通信功能：i.MX RT1170 有著(zhù)高性能和高能效的雙核，芯片上電后先啟動(dòng)主核 APP，主核 APP 中包含了加載從核 APP 段的代碼以實(shí)現主核激活從核的功能。雙核間通信是雙核系統中十分重要的環(huán)節，i.MX RT1170 雙核間支持四種通信分享資源方式，本方案采用 MU 數據傳遞單元傳輸數據。

2、 圖形加速功能：圖像顯示在顯示器之前，i.MX RT1170 可以通過(guò) PXP、LCDIFv2、VGLite 等圖形加速器來(lái)加速、生成或混合圖形內容以?xún)?yōu)化顯示效果。

3、 PXP 模塊：本方案采用的液晶屏幕為 720x1280 豎向屏，LVGL 所生成的橫向圖像由 PXP 的旋轉引擎處理，生成旋轉 90 度的新緩沖豎向數據，旋轉過(guò)程的耗時(shí)為 8ms 左右。

4、 LCDIFv2 模塊：方案通過(guò) LCDIFv2 模塊采用多圖層混合疊加的策略實(shí)現導航功能，該模塊支持多達 8 層混合，每個(gè)圖層可以配置為不同的顏色格式編碼格式、大小、位置和混合模式。

5、 VGLite 模塊：VGLite 輕量級的 2D 圖形 API，具有較小的內存占用和較低的 CPU 占用率，加速用戶(hù)界面繪制提高刷新率。

?方案規格

1、 支持 AEC-Q100

2、 i.MX RT1170 主頻 1GHz 的跨界 MCU

3、 支持 PXP、LCDIFv2、VGLite 圖像加速器

4、 LCDIFv2 最多可達 8 圖層混合