qnx_digital_instrument_clusters_paper_MC411.70_zh-cn

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1、数字仪表：技术挑战、无限商机AndyGrycQNX软件系统公司agryc@qnx.com数字仪表QNX软件系统公司数字化趋势仪表盘必须以直观、一目了然的方式显示车辆的重要运行数据，才能确保驾驶员专心驾驶。为实现这一目标，同时降低成本并提高产品的市场吸引力，汽车制造商们纷纷开始采用数字仪表。传统仪表盘由塑料外壳构成，它包含指示灯和步进电机驱动的机械仪表。数字仪表利用虚拟仪表取代机械仪表，它由微处理器和图形控制器驱动并通过LCD显示器显示。数字仪表最初仅应用于高档豪华车型，现在正扩展应用于中档和普通车型。推动这一趋势的因素包括：•汽车制造商只需简单地为图形界面换肤就能在

2、多条汽车生产线上应用完全相同的硬件；相比之下，生产固定功能仪表必须重新更换所有设备。•混合动力型或电动型汽车可提供多种驾驶模式；当车辆在不同模式之间切换时，数字仪表能动态地变换显示信息。•数字仪表只显示驾驶员当前所需的信息，因此它不仅能使驾驶员集中精力，更能提高驾驶效率。•富有视觉冲击力的图形比静态仪表更易吸引消费者对汽车品牌的关注。•与静态机械显示器相比，数字显示器不仅能集中更多功能，而且不会增加单位固定成本。•性能优异的显示器和CPU的价格不断下降。系统要求数字仪表的显示器必须满足若干要求。由于仪表盘必须位于方向盘与挡风玻璃之间，所以显示器需要尽量保持短而宽。目

3、前大多数设计都采用了1280x480像素的显示器。显示器必须在阳光照射下也能清晰可见：它需要提供明亮、高对比度的图形，并采用哑光、无反射涂层。将显示器放入仪表盘的最深处还有助于防止阳光直射产生的眩目影响。数字仪表内的显示器必须经常以对角形式呈现仪表指针。显示器需要至少16位/像素的色深才能清楚地呈现指针。有时，显示器还需要支持最大24位/像素的色深才能达到理想的清晰度或在背景图像中呈现渐变混合元素。绘制亮丽的仪表还需要消除锯齿感，这通常由图形控制器负责处理。2数字仪表QNX软件系统公司图1——数字仪表能以直观方式动态地显示信息（如当前限速）。数字仪表的CPU要求取决

4、于人机界面(HMI)的复杂程度和系统是否采用图形处理器(GPU)。有多种汽车专用处理器都特别适合此类用途，如飞思卡尔出品的5121e和i.MX35，以及富士通推出的MB86R01(“Jade”)和MB86298(“Ruby”)。富士通生产的处理器还具有仪表盘设计所需的特别功能，如用于安全监测的图形确认装置和用于指示灯的子画面（专用图形图标显示器）功能。标准图形数字仪表的应用软件比模拟仪表的要复杂得多。使用简单的模拟仪表时，处理器需要车辆总线（CAN或MOST）提供测量值、通过模数转换(A/D)通道直接测量一些数值、驱动步进电机和指示灯并控制LED/LCD驱动程序的信

5、息显示。数字仪表采用全图形显示器取代了小型的单线LED，因此它需要更强大和更复杂的软件。虽然不要求必须使用标准图形框架（如用于3D的OpenGLES或用于2D的OpenVG），但它们的确能简化针对图形工具包的设计选项。在多数情况下，图形工具包（如Adobe、Altia或Electrobit公司提供的）都能移植为标准应用程序接口；拥有应用程序接口（如OpenGLES或OpenVG）能确保开发人员无需将工具包软件移植为非标准应用程序接口就能使用工具包。OpenGLES是一个定义明确的OpenGL子集，即在计算机业应用最广泛的3D图形应用程序接口。因此，选用OpenGLE

6、S的汽车技术开发团队能充分利用庞大的图形编程技术库和源代码，更不用说各种在线和印刷文档了。尽管其占用内存小，但应用程序接口支持透明混合后处理、高洛德描影、纹理映射、建模、变形、照明等高级功能，以及其他多种技术。作为供应商中立的多平台应用程序接口，OpenGLES允许开发人员在新项目中或整个产品系列中重新使用3D代码。OpenGLES应用程序无需修改代码即可在多个图形芯片和操作系统中运行；它还能从使用软件渲染的低成本系统迁移至使用3D加速芯片的昂贵系统，以提高帧速率和分辨率。3数字仪表QNX软件系统公司这种将来源不同的内容融为一体的功能非常有用。例如，系统设计人员决定

7、将全功能图形环境（如AdobeFlashLite）用于背景图像的“皮肤”，但将OpenGLES的简单应用程序用于指针显示。系统设计人员需要选用能合并两种图层的软件和硬件，这既能通过图形控制器的硬件分层功能完成，也能通过软件合成系统（如OpenKode）实现。背景显示指针显示程序AdobeFlash播放器OpenVG库(2D)数据采集管理器OpenGLES库(3D)图形驱动程序CAN堆栈图形驱动程序实时操作系统（如QNXNeutrino）板级支持包处理器（如飞思卡尔5121e、富士通Jade）图2——用于数字仪表的软件架构实例。两个应用程序（一个用于仪表背景，一个