STM32F469開發板-黑科技助推圖形顯示

STM32F469開發板-黑科技助推圖形顯示

佚名 發表於 2017-11-29 17:17:01

隨著可穿戴設備、智能家居等物聯網應用的縱向高速發展，人們寄希望於這些產品也能具有像智慧型手機一樣直觀的圖形交互界面，這使廠商對微控制器圖形處理顯示的性能也越來越高。針對這樣的現象，最近，意法半導體推出了全新系列的STM32F469/479微控制器，通過整合高性能的ARM Cortex-M4處理器、Chrom-ART Accelerator技術及已被廣泛用於智慧型手機和平板電腦的MIPI-DSI技術，大大提升了即時處理速度以及圖形處理顯示性能，為那些需要實現圖形交互界面的物聯網應用提供了殺手級的功能。此次愛板網也有幸第一時間體驗到了基於STM32F469系列MCU的STM32F469 Discovery開發板，一起來見識一下吧。

STM32F469 Discovery開發板

STM32F469同樣採用的是STM32F系列經典的蝴蝶包裝，但不同的是，第一眼看到並不僅僅是一塊簡單的開發板，而是一整塊大黑屏幕，竟然有點息屏美學的意味，忍不住讚嘆一番。

 

 

取出開發板後能很直觀到看清整個屏幕，4英寸的LCD顯示屏，和當年的iphone4用的可是同樣大的屏幕，是不是有種感嘆，世界發展的太快，開發板都這麼玩了。

 

 

在開發板正面屏幕兩側則是一些LED以及MEMS麥克風，背面的話是整個板卡的核心器件，說起來，這個格局調調和ST的STM32F7 Discovery開發板非常相似。使用過ST Discovery開發套件的工程師都知道，ST探索套件可以讓用戶非常方便、快速地開發應用程式，而板載的硬體外設基本都是用於更好的評估微控制器的功能，按照國際慣例，我們就先具體來看看STM32F469 Discovery板卡到底有些什麼資源。

 

 

具體的資源如下：

STM32F469NIH6微控制器，採用BGA216封裝

16MB SDRAM、16MB SPI Nor Flash

USB OTG FS

MicroSD卡、I2C擴展接口

SAI音頻DAC，一個立體聲耳機輸出接口

3個MEMS數字麥克風

SDRAM、四通道SPI快閃記憶體

4.0英寸帶電容屏的彩色LCD-TFT，解析度800*480

4個LED指示燈、用戶按鈕、復位按鈕

Arduino UNO擴展接口

板載ST-LINK/ V2-1，提供了一個嵌入式調試器和編程的STM32微控制器，支持mbed

不出意外，STM32F469 Discovery同樣支持mbed項目，看來以後的ST系列開發套件都將沿這個趨勢「進化」了。

STM32F469 Discovery板卡的硬體系統框圖如下：

 

 

再來看下板卡上的核心微控制器STM32F469NIH6，這也是全球首款集成MIPI-DSI接口的MCU，聽起來還挺「詐唬」人的，MIPI-DSI即移動產業處理器接口的顯示標準規範，該串行接口通過少量引腳即可連接顯示器，並能夠提高支持的顯示解析度。我們通常能在網上智慧型手機、平板的拆解中看到，至於微控制器集成MIPI接口，那還真是聞所未聞，看來STM32F469NIH6理所當然的拿下全球首款的稱號了。

 

 

STM32F469NIH6基於高性能的ARM Cortex-M4處理器，集成FPU單元以及DSP，最大主頻支持180MHz，內部集成2MB Flash、384 KB SRAM超大存儲空間，豐富的外設資源包括SPI、FMC、乙太網MAC、SDMMC、USB FS，攝像頭接口、I2S等接口，具體可以參考下面的硬體系統框圖。（點擊圖片放大）

 

 

當然，此次微控制器最重要的還是搭載的圖形處理、顯示方面的資源，包括：

Chrom-ART加速器

TFT LCD控制器

MIPI-DSI接口

Chrom-ART Accelerator是一個2D直接記憶體存取外設，在非常低的CPU負載條件下即可實現先進的圖形處理功能，能夠直接存取、解碼以及混合圖像資料，並直接輸出到LCD液晶顯示器，配合內部的TFT LCD控制器以及MIPI-DSI接口，可以說相得益彰，從這幾點上看，STM32F469NIH6針對圖形處理顯示方面的努力，還真是蠻拼的，我們接下來就上電啟動板子，看看實際的效果如何。

上電啟動

STM32F469 Discovery提供了3種不同的供電方式，分別是miniUSB、USB OTG以及Arduino擴展接口供電，並且不同的供電對應不同的跳帽選擇，如下圖所示。

 

 

我們就以最常用的ST-LINK V2-1 USB接口供電，插上電源，板卡運行出廠默認的RTOS系統，1.2版本的，基本功能包括音頻、視頻播放，遊戲、家居監控等功能。

 

 

另外，還有一個特別特別重要的功能Touch GFX，什麼是Touch GFX？

TouchGFX是一個獨特的軟體框架，可以在低性能的硬體上實現媲美智慧型手機上的圖形用戶界面（GUI），一句話，如果你有在MCU上跑圖形用戶界面的需求，一旦你用了Touch GFX，那就再也回不去了。

點開Touch GFX，裡面有幾個功能項，如下圖所示。

 

 

用戶控制Demo，裡面包括了日曆，傳感器等顯示功能。

 

 

TouchGFX展示Demo，包括介紹什麼是TouchGFX等。

 

 

圖表的Demo

 

 

另外，TouchGFX還內置了一個Bird Eat Coin遊戲的Demo。

重頭戲來了！！！

這是一個非常直觀的呈現Chrom-ART加速功能效果的遊戲Demo，如下圖所示，我們關閉Chrom-ART加速功能，MCU的佔用率大概在75%左右。

 

 

當打開Chrom-ART加速功能，MCU的佔用率瞬間降到了4%左右，而且在玩這遊戲的時候明顯感覺到更加流暢。

 

 

另外，我們也在測試了下在開啟和關閉Chrom-ART時的功耗，將萬用表連接到開發板的電流測試跳帽處，如下圖所示。（設備有些簡陋，用的是普通的萬用表，難免有所誤差，測試結果供參考）

在關閉Chrom-ART加速功能時，測得的電流大概為101.9mA。

 

 

而當開啟Chrom-ART加速功能時，測得的電流大概在97.0mA，兩者之間也有相差5mA的電流，確實在處理複雜圖形的時候，開啟Chrom-ART加速功能在大大降低MCU的佔用率後能有效的減少功能，非常不錯。

 

 

從這個TouchGFX功能的演示來看，無論是物聯網設備，還是大多數的工業應用，簡單而直觀的觸摸型控制越來越受重視，而在此之前，像STM32F469一樣可以勝任複雜圖形處理的MCU並不多見，現在，我們使用STM32F469 Discovery開發板，通過TouchGFX，真正意義上帶來了一套低成本、低功耗的圖形解決方案，是不是很棒！

小結

介紹了意法半導體最新推出的STM32F469 Discovery開發板，板卡搭載核心微控制器STM32F469NIH6，基於一顆性能強大的低功耗32位ARM Cortex-M4處理器，輔以Chrom-ART加速和ART Accelerator存取加速技術，新產品可提升圖形處理性能、即時處理速度以及內核對程式記憶體的存取速度。通過整合加速器和MIPI-DSI介面，STM32F469NIH6能夠獨立執行要求嚴格的即時系統控制、監視等應用任務，無需另外搭載性能更強大、能耗更高的處理器，真正做到低成本、低功耗的圖形交互界面功能，這對目前廣闊的物聯網、工業現場控制等領域無疑是一個優異的參考設計方案，有興趣的工程師可以多多關注。

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