ArtistaUSB – подключение TFT-панелей по USB-интерфейсу

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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»).