Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2006 №5

ArtistaUSB – подключение TFT-панелей по USB-интерфейсу

Баранов Иван


В статье описана серия контроллеров ArtistaUSB, которые позволяют передавать изображение на TFT-панель по USB-интерфейсу и обеспечивают отображение на дисплеях «живое видео». Помимо этого платы имеют встроенный контроллер сенсорной панели и обеспечивают управления подсветкой.

Особенности применения TFT-панелей

В отличие от монохромных дисплеев с пассивной матрицей, которые многие разработчики давно и с успехом применяют в своих приборах, TFT-панели требуют более сложного управления. Как правило, для включения TFT-панели разработчику понадобится добавить в свое устройство как минимум дополнительный контроллер дисплея или перейти на ARM9-процессоры, имеющие встроенный контроллер дисплея. Но все это экономически оправдано при разработке устройства, которое в дальнейшем планируется изготавливать большими партиями (более нескольких тысяч штук).

В случае разработки мелко- и среднесерийных изделий разработчики используют все разнообразие готовых компьютеров: от компактных материнских плат mini-ITX и nano-ITX до индустриальных компьютеров.

Однако далеко не все компьютерные системы располагают прямым выходом на TFT-панель, а если и имеют его, то требуют специальных переходников.

Описываемый ниже контроллер позволяет подключить напрямую практически к любой компьютерной системе дополнительные мониторы (до нескольких десятков) по USB-интерфейсу. Каждый подключенный с помощью контроллера ArtistaUSB монитор может быть снабжен резистивной сенсорной панелью (плата имеет встроенный контроллер сенсорной панели).

ArtistaUSB

Контроллер ArtistaUSB производит компания Distec GmbH (http://www.distec.de).

Контроллер может работать не только с различными типами компьютеров, но и с другими системами, обладающими USB-интерфейсом, — этому способствует открытый протокол передачи информации.

Сейчас доступны три модификации контроллера ArtistaUSB, различающиеся по разрешениям TFT-панелей.

ArtistaUSB 320, ArtistaUSB 640 и ArtistaUSB 800 рассчитаны на совместную работу с TFT-панелями с разрешениями 320×240, 640×480 и 800×600 соответственно. Подключение TFT-панели к контроллеру осуществляется по параллельному интерфейсу TTL (CMOS).

Основные характеристики

Таблица 1. Частота обновления изображения
Таблица 1. Частота обновления изображения

Одним из критичных параметров при подключении дисплея по USB-интерфейсу становится частота обновления изображения, зависящая от модификации контроллера, типа используемого интерфейса, режима работы и количества подключенных к интерфейсу устройств. В таблице 1 приведены значения частоты обновления изображения для различных типов контроллеров, подключенных к разным типам интерфейсов в единственном числе.

Внешний вид и описание интерфейсов

Внешний вид контроллеров ArtistaUSB 640 и ArtistaUSB 800 приведен на рис. 1, а контроллера ArtistaUSB 320 — на рис. 2.

Рис. 1. Внешний вид контроллеров ArtistaUSB 640 и ArtistaUSB 800
Рис. 1. Внешний вид контроллеров ArtistaUSB 640 и ArtistaUSB 800
Рис. 2. Внешний вид контроллеров ArtistaUSB 320
Рис. 2. Внешний вид контроллеров ArtistaUSB 320

Платы контроллеров (рис. 3) имеют стандартные разъемы для подключения к остальным узлам системы:

  • USB-разъем для подключения к компьютеру или ведущему контроллеру;
  • стандартный разъем питания (12 В);
  • разъем для подключения инвертора (питание и управление подсветкой);
  • разъем подключения TFT-панели по TTL-интерфейсу (питание и данные TFT-панели);
  • разъем подключения резистивной сенсорной панели.
Рис. 3. Внешний вид платы
Рис. 3. Внешний вид платы

Существующие драйверы для контроллеров ArtistaUSB позволяют строить системы в двух основных направлениях:

  1. Режим виртуальной видеокарты.
  2. Режим прямого доступа к дисплею.

Описание режимов работы

Функциональность контроллеров ArtistaUSB сильно зависит от программного обеспечения, работающего в системе. Сейчас доступны два основных режима работы:

  1. Режим прямого доступа к дисплею. В этом режиме программа пользователя, реализующая тот или иной функционал (управление автоматизацией технологического процесса, торгово-информационный терминал, другие), обращается через драйвер USB-устройства напрямую к видеобуферу контроллера, записывая в него картинку, и работает с управляющими регистрами контроллера сенсорной панели и инвертора (управление подсветкой). В этом режиме можно работать не только на компьютерных системах, но и на более простых микроконтроллерах, имеющих функции USB-host. В конечном итоге все зависит от программного обеспечения, работающего в ядре системы, к которому подключается дисплей посредством контроллера ArtistaUSB.
  2. Режим виртуального видеоадаптера. Для контроллера ArtistaUSB доступны драйверы виртуального видеоадаптера для операционной системы (ОС) Windows 2000/XP. Эти драйверы добавляют в операционную систему дополнительный «виртуальный» видеоадаптер, который благодаря встроенным в ОС функциям позволяет расширить полезную площадь рабочего стола или дублировать изображения с другого видео-адаптера, а также используется в качестве основного видеоадаптера.

Стоит напомнить, что в систему может быть добавлено несколько (до нескольких десятков) подобных контроллеров ArtistaUSB. Их количество будет зависеть от типа, режима работы и количества доступных корневых концентраторов в системе.

Рис. 4. Внешний вид окна настроек работы с несколькими мониторами
Рис. 4. Внешний вид окна настроек работы с несколькими мониторами

На рис. 4 показано окно настройки параметров экрана для ОС Windows XP, на котором видно, как представлен контроллер ArtistaUSB в системе.

Описание USB интерфейса

USB-ресурсы [1] контроллера ArtistaUSB можно видеть на рис. 5.

Рис. 5. Структура USB-ресурсов, предоставляемых контроллерами ArtistaUSB
Рис. 5. Структура USB-ресурсов, предоставляемых контроллерами ArtistaUSB
Рис. 6. Пример структурной схемы построения рекламно-информационной системы на базе нескольких контроллеров серии ArtistaUSB
Рис. 6. Пример структурной схемы построения рекламно-информационной системы на базе нескольких контроллеров серии ArtistaUSB

Программное обеспечение

Для встроенного контроллера сенсорной панели предусмотрена утилита калибровки и настройки чувствительности сенсорной панели. Результаты калибровки и настройки сохраняются в памяти ядра системы (к примеру, в ОС Windows) для каждого контроллера.

Компания Distec готовит к выпуску программный комплекс ArtistaControlCenter, позволяющий в удобной форме реализовать функцию управления воспроизведением рекламных роликов на множестве дисплеев, оборудованных контроллером ArtistaUSB или ArtistaNET. Программный комплекс предназначен для работы на компьютерах с установленной ОС Windows XP или Linux.

Готовые наборы

Список готовых к заказу решений приведен в таблице 2.

Таблица 2. Список доступных наборов
Таблица 2. Список доступных наборов

Помимо этого списка под заказ возможно создание новых конфигураций наборов.

Применение

Готовые наборы (рис. 7) на базе контроллера серии ArtistaUSB помогут легко создать решения для многопользовательских платежных и информационных терминалов, развлекательных систем, систем автоматизации технологических процессов.

Рис. 7. Внешний вид набора в составе готовой системы
Рис. 7. Внешний вид набора в составе готовой системы

Возможность отображения видеоизображения в реальном времени позволяет строить системы видеонаблюдения и видеорекламы.

Особенности заказа и «цена вопроса»

Контроллеры серии ArtistaUSB поставляются только в комплекте с TFT-панелями в виде готовых к использованию наборов (КИТов), выбор которых очень велик. Это связано с необходимостью предварительной настройки как программной, так и аппаратной части контроллера ArtistaUSB для корректной работы с конкретным типом TFT-панели.

Набор, как правило, состоит из следующих компонентов:

  • TFT-панель.
  • Инвертор подсветки.
  • Плата ArtistaUSB.
  • Кабель питания инвертора (ArtistaUSB–Инвертор).
  • Кабель данных (ArtistaUSB–TFT-панель).

При необходимости набор может быть доукомплектован следующими компонентами:

  • Сенсорная панель.
  • Кабель-удлинитель для сенсорной панели.
  • Источник питания.

(Тип сенсорной панели может отличаться от резистивного. В этом случае требуется дополнительный контроллер сенсорной панели соответствующего типа.)

Ориентировочная стоимость одного готового набора c 12-дюймовой TFT-панелью составляет менее $500.

Компания Distec также изготавливает аналогичные платы контроллеров ArtistaUSB LVDS с выходным LVDS-интерфейсом.

Наряду с контроллерами с USB-интерфейсом производитель начал выпуск серии контроллеров ArtistaNet с управлением по Ethernet-интерфейсу. Этот контроллер также имеет встроенный контроллер сенсорной панели, систему управления подсветкой. Новой функцией в ArtistaNet будет возможность воспроизведения слайд-шоу из файлов, записанных на накопителе USB FLASH. Подробнее об ArtistaNet читайте в следующих номерах нашего журнала.

Литература

  1. Агуров П. Интерфейс USB. Практика использования и программирования. — СПб.: БХВ-Петербург. 2004.

Научно-практическая конференция «Печатные платы: материалы, оборудование, технология» пройдет с 11 по 13 июля 2006 года в Санкт-Петербурге.

На конференции будут рассмотрены вопросы:

  • Состояние производства и поставок фольгированных и других материалов для печатных плат ведущих российских производителей.
  • Новые прогрессивные химические процессы в технологии изготовления печатных плат.
  • Финишные покрытия печатных плат, в том числе бессвинцовые покрытия.
  • Технологии нанесения и обработка жидких паяльных масок.

Участники конференции прослушают выступления ведущих специалистов отечественных и зарубежных фирм, специализирующихся на разработке новых технологий и современного оборудования, а также смогут задать вопросы и обсудить проблемы во время круглого стола.

В рамках конференции запланировано посещение современного предприятия по производству печатных плат.

Участие в конференции платное.

Заявки на участие принимаются до 5 июля по телефонам:

(812) 394-73-54, 395-22-35.

Бронирование гостиницы до 5 июля 2006 года.

Конференция состоится по адресу: Санкт-Петербург,

ул. Аэродромная, д. 4 (10 минут пешком от ст. м. «Пионерская»).

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке