GUI-Entwicklung für embedded Displays Java auf dem Display

Intelligente Displays erfordern wenig Integrationsaufwand und können einfache Steuerungsaufgaben übernehmen. Neuerdings lassen sie sich auch in Java programmieren.

Eine ansprechende und ergonomische grafische Benutzerführung mittels Touch-Display ist ein Erfolgskriterium für Geräte und Maschinen in industriellen, gewerblichen und medizinischen Bereichen. Intelligente Displays sind die optimale Alternative für Benutzerschnittstellen in diesen Gebieten. Mit ihren Funktionalitäten vereinfachen sie die Integration im Vergleich zu herkömmlichen Displays wesentlich.

Entwickler können damit den Fokus auf das anwendungsspezifische Design richten, anstatt sich der Integration der Displays auf Elektronik- und Software­ebene widmen zu müssen. Nicht nur Kosten und Komplexität werden damit gesenkt, sondern auch die Produkt­einführungszeiten.

Was ist ein intelligentes Display?

Ein intelligentes Display ist bereits mit allen für die Ansteuerung notwendigen Komponenten ausgestattet. Stand der Technik sind unter anderem ein leistungsfähiger Controller, ein für alle Anwendungsfälle ausreichend großer Flash-Speicher, serielle Schnittstellen und Touchpanel-Unterstützung (Bild 1). Die in Software realisierten Funktionen sind wie die übrigen Merkmale eines Displays herstellerspezifisch sehr unterschiedlich.

Intelligente Displays werden nicht mehr auf Pixelebene angesprochen, sondern über parametrierbare Kommandos. Deren Ausführung ist in der Firmware des Controllers realisiert. Die volle Funktionalität steht unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung zur Verfügung, es wird keinerlei Bootzeit benötigt.

Im integrierten Speicher werden die Grafiken, Schriftzeichen, Textbausteine und Makros der Benutzerschnittstelle abgelegt. Deren Umfang ist lediglich durch die Speichergröße begrenzt, welche mit einer einsteckbaren MicroSD-Karte nochmals erweitert werden kann. Diese ist zudem hilfreich bei Updates der Nutzerapplikation im Feld und beim Abspeichern beliebiger Dateien wie beispielsweise anwendungsspezifischer Log-Files. Die an die Geräteoberfläche herausführbare MicroSD-Karte unterstützt verschiedene FAT-Dateisysteme.

Die kommunikationstechnische Einbindung intelligenter Displays erfolgt über eine der seriellen Schnittstellen, typischerweise sind das RS232, USB, I2C oder SPI. Optional ist auch TCP/IP möglich. Mit Hilfe diverser I/O-Funktionen lassen sich beispielsweise digitale Ein- und Ausgänge sowie Drehgeber, analoge Sensoren oder Leuchtdioden, Relais und Lautsprecher über das Panel anschließen und ansteuern. Die Rückseite eines intelligenten Displays ist in Bild 2 gezeigt.

Aufbau eines intelligenten Displays

Ein Intelligentes Display fungiert als eigenständige Komponente, die über eine der seriellen Schnittstellen von der jeweiligen Applikation angesteuert wird. Diese Aufgabe kann eine Gerätebaugruppe, ein (embedded) Computer oder auch ein günstiger Mikrocontroller übernehmen. Die konkrete Steuerung erfolgt mit Hilfe der High-Level-Befehle. Diese führen einzelne Aktionen aus oder greifen auf die Ressourcen zu, die mit dem Projekt am Display-Modul abgespeichert wurden. Ressourcen können beispielsweise Makros sein, die ihrerseits aus Kommandos bestehen. Auf diese Weise können mit wenigen Befehlen komplexe Darstellungsaufgaben am Display erledigt werden.

Die Ansteuerung erfolgt schmalbandig über eine der seriellen Schnittstellen und ist über die gesamte Produktlinie gleich. Der Betrieb als »Master-Gerät« und eine interne Verarbeitung von in Variablen gespeicherten Werten fand auf einem intelligenten Display bisher nicht statt.