Cortex-M7 und mehrere Schnittstellen
Flexibler dank Smart Embedded Displays
CAN, USB, Ethernet – bei Smart Embedded Displays können Entwickler sich ihre bevorzugte Schnittstelle aussuchen, und das ist noch nicht alles.
Firmen entscheiden sich bei ihren Embedded-Applikationen meist für ein oder zwei Schnittstellen, über die mit der Peripherie kommuniziert wird – heutzutage häufig CAN, USB oder Ethernet. Wie schön wäre es da, wenn auch das Display darüber angesprochen werden könnte! Stellt sich nur die Frage: Wie zeigt das Display etwas an?
Die Smart-Embedded-Produktfamilie aus dem Hause Glyn bietet hier eine Lösung. Mittlerweile in der zweiten Generation angekommen, sind diese Displays in den Diagonalen 4,3“, 5“, 7“ und 10“ verfügbar. Das Herzstück dieser Displays (Bild 1) ist ein Arm-Mikrocontroller mit Cortex-M7-Kern von STMicroelectronics.
Manuel Krause, Product Manager bei Glyn, beschreibt das Konzept wie folgt: »Bei der Entwicklung dieser Displayfamilie stand der Gedanke im Vordergrund, dem Entwickler so viel Arbeit wie möglich abzunehmen.« Wie dieses Ziel erreicht wird, erklärt er so: »Die erste Vorgabe war, das Display über verschiedene Schnittstellen ansprechen zu können. Zusätzlich sollte es aber auch selbst Peripherie ansteuern können. Die zweite Vorgabe war, dem Entwickler die Visualisierung der Applikation so einfach wie möglich zu machen. Zudem sollten grafische Inhalte direkt auf dem Display verarbeitet werden und nicht mit hohen Datenraten von Extern kommen.«
Eine neue Art der Kommunikation
Bis dato wurden RGB-Informationen über einen parallelen Bus, z. B. 24 bit TTL, oder seriell, z. B. LVDS, übertragen. In beiden Fällen werden Taktsignale im zweistelligen Megahertz-Bereich benötigt, was nicht immer unproblematisch ist. Smart Embedded-Displays hingegen sind mit verschiedenen Schnittstellen ausgestattet, beispielsweise UART, SPI, I2C, CAN, Ethernet und USB. Über diesen Weg empfängt das Display lediglich Befehle, die dann mithilfe des STM32-Mikrocontrollers direkt auf dem Display visualisiert werden.
So kann ein Smart Embedded-Display ganz einfach in ein bestehendes System eingebunden werden. Sogar die Kommunikation mehrerer Displays untereinander ist möglich. Ein weiterer Vorteil ist eine bessere EMV, da keine Pixel-Daten, sondern nur Befehle übertragen werden. Das ist besonders dann praktisch, wenn größere Distanzen überbrückt werden müssen.
Grafik – aber in Schön
Grafische Oberflächen industrieller Applikationen erinnern stark an die 1990er und sind meist alles andere als benutzerfreundlich. Aber wie kann es ein Entwickler besser machen? Zugegebenermaßen gibt es in vielen Firmen keinen dedizierten Grafiker oder UX-Designer. In der ohnehin schon knapp bemessenen Zeit muss der Entwickler so das Konzept für die GUI (Graphical User-Interface) selbst erstellen und auch noch programmieren.
Zwar gibt es mittlerweile Software zum Erstellen von GUIs, aber bei ihnen fallen immer wieder zwei Nachteile auf: Die Software selbst kommt in einem altbackenen Design daher und bietet wenig Anreize, eine moderne, gutaussehende GUI zu gestalten. Und für das Programmieren wird mitunter eine proprietäre Sprache genutzt; das erfordert mehr Einarbeitungszeit und wirft die Frage auf, wie kompatibel bereits vorhandener Code ist.
Smart Embedded-Displays setzen auf TouchGFX – ein kostenloses Grafik-Framework aus dem Hause STMicroelectronics. Die PC-Software TouchGFX Designer (Bild 2) bietet eine Reihe von sogenannten Widgets, die per Drag and Drop einfach auf den Bildschirm platziert werden. Zu diesen Widgets gehören Schieberegler, Diagramme und Menüs. Eigene Designelemente können einfach als PNG-Datei importiert werden. Mit dem TouchGFX Designer werden den Widgets Interaktionen zugewiesen. Also, was soll passieren, wenn eine Schaltfläche berührt oder ein Schieberegler bewegt wird? Das kann der Wechsel auf eine andere Seite, das Ausklappen eines Menüs oder das Ansteuern von Hardware sein.
Wer möchte, kann mit TouchGFX seine gesamte GUI erstellen. Wer aber nur ein Grundgerüst braucht, um alles andere selbst zu programmieren, kann das ebenfalls tun. TouchGFX generiert für jede Seite, jedes Menü und jeden Button den benötigten C++-Code, der dann eingesehen und manuell erweitert werden kann. Zusätzlich unterstützt TouchGFX Entwicklungsumgebungen wie zum Beispiel IAR, Keil und MS Visual Studio.
Aber bietet ein Prozessor mit Cortex-M7, der mit 216 MHz bzw. 480 MHz getaktet wird, genug Rechenleistung, um eine flüssige Bedienung zu gewährleisten? Die Antwort von Glyn lautet eindeutig: Ja! Der Einsatz von FreeRTOS sowie die Hardwarebeschleunigung des STM32 ermöglichen Animationen und Bildwechsel, die für Mikrocontroller-Verhältnisse erstaunlich flüssig sind. Diese haben einige Entwickler so überzeugt, dass sie sich gegen ein Linux-basiertes System mit CPU entschieden haben. Die Kombination aus Smart Embedded-Display und TouchGFX ist in einigen Fällen sogar leistungsfähig genug, um die Steuerung der gesamten Applikation zu übernehmen.
Starterkits inklusive Board-Support-Package sind bei Glyn erhältlich.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
HMI mit großen Bildschirmen
Touch-Sensorik mit nur einem IC
Cockpit-Displays als umfassende HMIs
Fahrzeugbedienung neu definiert
MicroLED Industry Association
Instrument Systems tritt MIA bei
Displaytechnologien
Was macht transflektive TFT-Displays so besonders?
