近年來，為了實現(xiàn)汽車的安全性和舒適性，操作更簡單、更容易理解的HMI備受青睞。為了讓駕駛者獲得各種各樣的信息，儀表板系統(tǒng)的顯示屏也不再只是中央集成模式，而越來越多地采用了儀表盤、頭頂顯示等多種顯示模式。

為實現(xiàn)多顯示器控制和無縫影像合成，要滿足多輸入輸出功能的要求，隨意展現(xiàn)獲取的導航信息、攝像機影像、DVD影像等數(shù)據(jù)根據(jù)中央控制臺和儀表盤等輸出對象的尺寸。此外，輸出對象還可設(shè)置為后座娛樂系統(tǒng)和液晶式車內(nèi)鏡等。這些新趨勢當然就需要有合適的技術(shù)和開發(fā)平臺來配合。

下面是本刊記者專門介紹富士通半導體為客戶推薦了一款最適合于HMI開發(fā)的車載圖形片上系統(tǒng)（SoC）—MB86R11芯片。

優(yōu)化的開發(fā)環(huán)境

HMI可使汽車的操控性變得更為簡單易懂。富士通半導體的開發(fā)平臺由車載圖形片上系統(tǒng)和授權(quán)工具構(gòu)成，最適合于HMI系統(tǒng)的開發(fā)（圖1）。

多顯示器控制可簡單無縫地合成影像，并能夠生成兼顧真實性和實時性的影像。此外，富士通半導體提供能夠使設(shè)計師和嵌入式軟件開發(fā)人員協(xié)調(diào)工作的開發(fā)環(huán)境，從而減少創(chuàng)意性開發(fā)和軟件開發(fā)的工作量。

MB86R11是針對多顯示器/多路數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)的高性能車載圖形SoC。其3D、2D人機界面軟件開發(fā)平臺能夠使用戶接口設(shè)計師和應用開發(fā)工程師協(xié)同工作。其獨立繪圖功能在展現(xiàn)高度層次感和質(zhì)感HMI的同時，還能以60fps速度顯示車速等車輛信息，實現(xiàn)影像合成并兼顧真實性與實時性。

該SoC芯片可使用開發(fā)工具CGI Studio提供面向HMI設(shè)計師和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員的開發(fā)環(huán)境，以消除創(chuàng)意性開發(fā)過程中的返工，強化設(shè)計師和嵌入式開發(fā)人員在聯(lián)合設(shè)計工作中的配合。由于該開發(fā)平臺可自動生成源代碼，還能在個人電腦上進行性能驗證，因此可提高軟件的開發(fā)效率。這為展現(xiàn)創(chuàng)意性、軟件開發(fā)以及減少調(diào)試工作量提供了機會。

圖1，優(yōu)化的開發(fā)環(huán)境。

高效的設(shè)計開發(fā)

在實現(xiàn)多個顯示器的綜合控制時，工程師無需考慮水平和垂直同步信號的硬件控制，可利用攝像機功能（抽象化）實現(xiàn)對多個顯示器的控制。顯示器之間可實現(xiàn)2D/3D對象的無縫顯示，從而實現(xiàn)儀表盤和中控臺的顯示器設(shè)計與動作和諧統(tǒng)一。

另外，由于設(shè)計工具制成的通用3D/2D數(shù)據(jù)兼容性較高，因而數(shù)據(jù)可順暢讀入。此外，讀入的2D/3D數(shù)據(jù)圖像尺寸和位置等也可編輯。多個場景和動畫設(shè)計可同時進行，還可進行時間線動畫的制作，因而可縮短設(shè)計與開發(fā)的周期。這樣就使設(shè)計工作更加高效化。

為了減少調(diào)試和調(diào)整的工作量，MB86R11可在個人電腦上運行其嵌入環(huán)境和應用程序，并完成模擬和性能驗證。在特定區(qū)間的處理時間段，通過計算CPU負荷率和幀傳輸率可及時發(fā)現(xiàn)瓶頸并進行調(diào)整，從而提高處理效率。

MB86R11功能豐富

MB86R11功能非常多。其內(nèi)置四個視頻輸入端口可以同時處理各種不同的視頻圖像。輸入端口支持高達1280×720像素的分辨率、縮放功能、運動適應型隔行掃描/逐行掃描格式轉(zhuǎn)換功能，從而生成噪聲最小的圖像。其中一個視頻輸入端口可處理高達1920×1080像素的隔行掃描視頻輸入，支持輸入數(shù)字電視圖像。

內(nèi)置三個輸出顯示控制器，其中兩個可復用并各自輸出兩個顯示屏，共計支持多達五個顯示輸出。通過八級顯示和層間混色功能，覆蓋在背景地圖上的圖像的輪廓會模糊，使圖像融入到周圍背景中。此外，即使在不同的分辨率和顏色屬性的條件下，抖動功能和伽馬校正功能也可使圖像高質(zhì)量地顯示出來。內(nèi)置可編程著色器可以精確地渲染光線反射和陰影，使圖像的質(zhì)感細膩且更加逼真。內(nèi)置專用視頻處理引擎可進行邊緣增強、色彩校正和背光的調(diào)整，并可提高夜間拍攝視頻的對比度，以獲得更高品質(zhì)的視頻圖像。另外，背光亮度會自動根據(jù)視頻流數(shù)據(jù)進行調(diào)整，從而降低系統(tǒng)功耗。

在多顯示器綜合HMI系統(tǒng)中，MB86R11可對2個顯示器（分辨率800×600和1024×768)進行控制，并進行2D、3D數(shù)據(jù)的描繪與顯示。圖2是多個顯示器綜合HMI系統(tǒng)評估板硬件構(gòu)成圖。

圖3，利用CGI Studio可實現(xiàn)不同分辨率顯示器輸出的同步控制以及2D對象的無縫切換。

利用MB86R11的可編程陰影處理功能可實現(xiàn)實時光源處理和陰影處理，從而實現(xiàn)有質(zhì)感的圖像顯示，下圖4（1）。此外，利用2D功能，無需CPU的參與即可進行動畫顯示，下圖4（2）。

圖5，為利用MB86R11的獨立2D、3D繪圖功能可兼顧儀表盤的實時性和中控臺的真實性進行影像合成。

總之，應用CGI Studio的多顯示器系統(tǒng)可同時進行儀表盤畫面（2D）和控制臺畫面（3D）等多個場景的設(shè)計和動畫設(shè)計，在Bitmap動畫設(shè)計中源代碼還可自動生成，從而縮短開發(fā)周期。此外，生成的影像在MB86R11的嵌入環(huán)境中使用之前，可先在電腦上通過2D/3D綜合模擬進行動作確認和性能分析，因此可縮短調(diào)試周期。