专利名称：全绘画汽车仪表系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及汽车仪表领域，特别涉及一种全绘画汽车仪表及实现方法。
背景技术：
目前汽车仪表主要有两种技术，一是传统的模拟显示，目前在中国市场上应用份 额还较大，但大多数用在前期引进的车型或货车、微型车上等；二是数字式仪表，目前与我 国合资或外商独资的企业，出现一些数字式仪表。数字式仪表采用步进电机结构形式，所有 传感器的模拟或数字信号全部转化成驱动步进电机的数字信号，由中央处理器CPU处理完 后，将驱动信号输送到各自的步进电机式指示仪表并使之工作。目前国内所使用的汽车用仪表大体上分为数字表和模拟表，但无论是哪一类仪表 都存在几个问题1、仪表的指针都是机械的结构.由于是机械的结构，所以经常会发生机械故障， 导致仪表不能准确的表示出目前的行车信息。2、仪表的表盘图案不能变更.受到生产的影响，仪表的图像一旦确定并生产出来 以后，想要更改图像，所要花费的费用会非常高。3、同一款仪表往往只能适用与一款车型。一款仪表一旦生产出来基本上只能对应 一款车型，如果想要适用与其他车型，那么需要再设计图案，机械结构，然后开模，生产。近年来，随着CAN总线普及，已有众多汽车厂商将汽车的各种传感器、控制模块整 合起来，使汽车的排放、节能、安全和舒适性等使用性能要求不断提高，同时，随着大规模集 成电路技术的发展，单芯片中已可集成多至几百万上千万的门电路，可以在一个芯片中实 现以前需要很多芯片才能完成的功能，极大地提高了可靠性、降低了成本；同时多CPU的嵌 入式软件的开发技术已成熟，在很多领域的应用都得到了成功，这样，在技术上已解决了制 约汽车仪表技术升级的高可靠性和成本的瓶颈，使数字图形化仪表作为汽车各种信息的显 示平台成为可能。但目前汽车厂商针对汽车仪表的工作还不多，真正实现商品化产品的数 字图形化显示的汽车仪表还不多，更多的仅是作为辅助显示，显示一些文字信息。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种全绘画汽车仪表系统。本发明提供的全绘画汽车仪表系统包括用于根据输入的汽车参数描画与该汽车 参数相对应的显示图像数据的软处理器核A ；用于多通道应用处理的多通道内存控制器； 用于显示缓冲区切换控制的视频帧缓存控制器；用于读取该显示图像数据，利用混合、叠 加算法混合图像数据，并选择视频存储空间的视频存储空间选择器；及用于根据混合图像 数据实时显示图像的显示控制器；所述软处理器核A、多通道内存控制器、视频帧缓存控制 器、显示控制器及视频存储空间选择器依次连接。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述全绘画汽车仪表 系统进一步包括若干用于根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的软处理器核B ；所述若干软处理器核B分别与程序运行CPU处理器A及多通道内存控制 器连接。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述全绘画汽车仪表 系统进一步包括用于显示图像数据的LCD ；用于将并行图像数据转换为LCD可接收的低压 差分信号的转换模块；及用于显示控制器和转换模块的时钟供给模块，该时钟供给模块向 转换模块发送7倍于显示控制器的时钟；所述显示控制器、转换模块及IXD依次连接，所述 时钟供给模块分别与显示控制器和转换模块连接。 根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述软处理器核A包 括程序运行CPU处理器A、本地数据总线控制器A (202)、本地指令总线控制器A及FPGA内 嵌的RAM存储器A ；所述RAM存储器A分别与本地数据总线控制器A和本地指令总线控制器 A连接；所述本地数据总线控制器A和本地指令总线控制器A分别通过数据Cache总线A_ DLMB和指令Cache总线A_ILMB与程序运行CPU处理器A连接；所述程序运行CPU处理器A 分别与处理器本地总线A_PLB、CPU指令Cache总线A_IXCL、CPU数据Cache总线A_DXCL、 程序运行CPU处理器A到程序运行CPU处理器B的快速单向链路A_B_FSL及程序运行CPU 处理器B到程序运行CPU处理器A的快速单向链路B_A_FSL连接。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述软处理器核B包 括程序运行CPU处理器B、本地数据总线控制器B (302)、本地指令总线控制器B及FPGA内 嵌的RAM存储器B ；所述RAM存储器B分别与本地数据总线控制器B和本地指令总线控制器 B连接；所述本地数据总线控制器B和本地指令总线控制器B分别通过数据Cache总线B_ DLMB和指令Cache总线B_ILMB与程序运行CPU处理器B连接；所述程序运行CPU处理器B 分别与处理器本地总线B_PLB、CPU指令Cache总线B_IXCL、CPU数据Cache总线B_DXCL、 程序运行CPU处理器B到程序运行CPU处理器A的快速单向链路B_A_FSL及程序运行CPU 处理器A到程序运行CPU处理器B的快速单向链路A_B_FSL连接。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述多通道内存控制 器包括多接口存储器控制器及板上SDRAM存储器；该SDRAM存储器与多接口存储器控制 器连接，该多接口存储器控制器分别与NPI接口、处理器本地总线B_PLB、CPU指令Cache 总线B_IXCL、CPU数据Cache总线B_DXCL、处理器本地总线A_PLB、CPU指令Cache总线A_ IXCL及CPU数据Cache总线A_DXCL连接。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述显示控制器分 别与视频数据总线VDB、视频帧缓存控制器总线VFBCB、时钟信号CLKl及帧计数GPIO信号 Frame Count连接；所述显示控制器通过帧计数GPIO信号Frame Count确定当前的显示区 域。根据本发明提供的全绘画汽车仪表系统一优选技术方案是所述视频存储空间选 择器分别与处理器本地总线A_PLB和帧计数GPIO信号Frame Count连接。本发明还提供了一种全绘画汽车仪表实现方法，包括以下步骤第一步根据输 入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据；第二步读取该显示图像数据， 并利用混合、叠加算法混合图像数据；第三步.根据混合图像数据实时显示图像。根据本发明提供的全绘画汽车仪表实现方法一优选技术方案是所述第一步包括 以下子步骤首先，软处理器核B等待转速，转向数据；然后，软处理器核A获得数据，包括转速，水温，油量，转向数据；其次，软处理器核A向软处理器核B发送转速，转向数据；再 次，软处理器核A刷新速度，水温，油量图像；接着，软处理器核B刷新转速，转向图像；之 后，软处理器核A等待软处理器核B完成；最后，软处理器核B发送刷新完成数据。根据本发明提供的全绘画汽车仪表实现方法一优选技术方案是所述描画过程 具体如下首先，读取背景图像；其次，用背景图像绘画需要更新的区域；再次，读取前景图 像；最后，叠加混和前景图像和背景图像。根据本发明提供的全绘画汽车仪表实现方法一优选技术方案是所述第二步包括 以下子步骤首先，软处理器核A和软处理器核B描绘显示缓冲区；其次，视频存储空间 选择器切换显示缓冲区；最后，显示控制器控制显示数据。根据本发明提供的全绘画汽车仪表实现方法一优选技术方案是视频存储空间选 择器切换显示缓冲区具体步骤为首先，软处理器核A修改视频存储空间选择器的控制值； 然后，视频存储空间选择器根据控制值通过帧计数GPIO信号发送命令给显示控制器。根据本发明提供的全绘画汽车仪表实现方法一优选技术方案是所述第三步包括 以下子步骤首先，显示控制器通过多通道内存控制器读取显示缓冲区数据；其次，显示 控制器产生液晶控制时序；最后，显示控制器根据液晶控制时序向液晶屏LCD传输显示数 据。
本发明的有益的技术效果是请补充本发明的优点！(与现有技术相比较)重要！
图1是本发明全绘画汽车仪表系统的框架图；图2是本发明全绘画汽车仪表系统的软处理器核A框架图；图3是本发明全绘画汽车仪表系统的软处理器核B框架图；图4是本发明全绘画汽车仪表系统的多通道内存控制器框架图；图5是本发明全绘画汽车仪表系统的显示控制器框架图；图6是本发明全绘画汽车仪表系统的视频存储空间选择器框架图；图7是本发明全绘画汽车仪表实现方法总体流程图；图8是本发明全绘画汽车仪表实现方法步骤Sl流程图；图9是本发明全绘画汽车仪表实现方法步骤Sl时序图；图10是本发明全绘画汽车仪表实现方法描画过程模块框图；图11是本发明全绘画汽车仪表实现方法描画流程图；图12是本发明全绘画汽车仪表实现方法步骤S2流程图；图13是本发明全绘画汽车仪表实现方法步骤S22流程图；图14是本发明全绘画汽车仪表实现方法步骤S3流程图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。请参照图1及表1，本实施例的全绘画汽车仪表系统包括用于根据输入的汽车参 数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的软处理器核AlOl ；用于多通道应用处理的多通道内存控制器102 ；用于显示缓冲区切换控制的视频帧缓存控制器103 ；用于读取该显 示图像数据，利用混合、叠加算法混合图像数据，并选择视频存储空间的视频存储空间选择 器105 ；及用于根据混合图像数据实时显示图像的显示控制器104 ；若干用于根据输入的汽 车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的软处理器核B106 ；用于显示图像数据 的IXD109 ；用于将并行图像数据转换为IXD109可接收的低压差分信号的转换模块108 ；及 用于显示控制器104和转换模块108的时钟供给模块107。所述软处理器核A101、多通道内存控制器102、视频帧缓存控制器103、显示控 制器104及视频存储空间选择器105依次连接；所述若干软处理器核B106分别与程序运 行CPU处理器AlOl及多通道内存控制器102连接；所述显示控制器104、转换模块108及 IXD109依次连接，所述时钟供给模块107分别与显示控制器104和转换模块108连接。
表1请参照图2及表2，所述软处理器核A包括程序运行CPU处理器A201、本地数据 总线控制器A202、本地指令总线控制器A203及FPGA内嵌的RAM存储器A204 ；所述RAM存 储器A204分别与本地数据总线控制器A202和本地指令总线控制器A203连接；所述本地数 据总线控制器A202和本地指令总线控制器A203分别通过数据Cache总线A_DLMB和指令 Cache总线A_ILMB与程序运行CPU处理器A201连接；所述程序运行CPU处理器A201分别 与处理器本地总线A_PLB、CPU指令Cache总线A_IXCL、CPU数据Cache总线A_DXCL、程序运 行CPU处理器A201到程序运行CPU处理器B301的快速单向链路A_B_FSL及程序运行CPU 处理器B301到程序运行CPU处理器A201的快速单向链路B_A_FSL连接。
请参照图3及表3，所述软处理器核B包括程序运行CPU处理器B301、本地数据 总线控制器B302、本地指令总线控制器B303及FPGA内嵌的RAM存储器B304 ；所述RAM存 储器B304分别与本地数据总线控制器B302和本地指令总线控制器B303连接；所述本地数 据总线控制器B302和本地指令总线控制器B303分别通过数据Cache总线B_DLMB和指令 Cache总线B_ILMB与程序运行CPU处理器B301连接；所述程序运行CPU处理器B301分别 与处理器本地总线B_PLB、CPU指令Cache总线B_IXCL、CPU数据Cache总线B_DXCL、程序运 行CPU处理器B301到程序运行CPU处理器A201的快速单向链路B_A_FSL及程序运行CPU 处理器A201到程序运行CPU处理器B301的快速单向链路A_B_FSL连接。
表3请参照图4及表4，所述多通道内存控制器102包括多接口存储器控制器401及
板上SDRAM存储器402 ；该SDRAM存储器402与多接口存储器控制器401连接，该多接口存
储器控制器401分别与NPI接口、处理器本地总线B_PLB、CPU指令Cache总线B_IXCL、CPU
数据Cache总线B_DXCL、处理器本地总线A_PLB、CPU指令Cache总线A_IXCL及CPU数据
Cache总线A_DXCL连接。 表4请参照图5及表5，所述显示控制器104分别与视频数据总线VDB、视频帧缓存控
制器总线VFBCB、时钟信号CLKl及帧计数GPIO信号Frame Count连接；所述显示控制器104
通过帧计数GPIO信号FrameCoimt确定当前的显示区域。
通过该信号确定当前的显示区表 5请参照图6及表6，所述视频存储空间选择器105分别与处理器本地总线A_PLB和 帧计数GPIO信号Frame Count连接。
NO 名称描述 表 6请参照图7，利用本实施例的全绘画汽车仪表系统实现全绘画汽车仪表的方法，包 括以下步骤Si.根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据；S2.读取 该显示图像数据，并利用混合、叠加算法混合图像数据；S3.根据混合图像数据实时显示图像。请参照图8至图10及表7，所述步骤Sl包括以下子步骤Sll.软处理器核B等 待转速，转向数据；S12.软处理器核A获得数据，包括转速，水温，油量，转向数据；S13.软 处理器核A向软处理器核B发送转速，转向数据；S14.软处理器核A刷新速度，水温，油量 图像；S15.软处理器核B刷新转速，转向图像；S16.软处理器核A等待软处理器核B完成； S17.软处理器核B发送刷新完成数据。 表7请参照图11，所述描画过程具体如下=(I)DisplayControllerA禾口 DisplayControllerB读取背景图像；(2)DisplayControllerA和DisplayControllerB用背 景图像绘画需要更新的区域；(3)DisplayC0ntr0llerA和DisplayControllerB读取前景图 像；(4)DisplayControllerA和DisplayControllerB叠加混和前景图像和背景图像。请参照图12，所述步骤S2包括以下子步骤S21.软处理器核A和软处理器核B 描绘显示缓冲区；S22.视频存储空间选择器切换显示缓冲区；S23.显示控制器控制显示数 据。请参照图13，所述步骤S22包括以下子步骤S221.软处理器核A修改视频存储空 间选择器的控制值；S222.视频存储空间选择器根据控制值通过帧计数GPIO信号发送命令 给显示控制器。请参照图14，所述步骤S3包括以下子步骤S31.显示控制器通过多通道内存控制 器读取显示缓冲区数据；S32.显示控制器产生液晶控制时序；S33.显示控制器根据液晶控 制时序向液晶屏LCD传输显示数据。以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述全绘画汽车仪表系统包括用于根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的软处理器核A(101)；用于多通道应用处理的多通道内存控制器(102)；用于显示缓冲区切换控制的视频帧缓存控制器(103)；用于读取该显示图像数据，利用混合、叠加算法混合图像数据，并选择视频存储空间的视频存储空间选择器(105)；及用于根据混合图像数据实时显示图像的显示控制器(104)；所述软处理器核A(101)、多通道内存控制器(102)、视频帧缓存控制器(103)、显示控制器(104)及视频存储空间选择器(105)依次连接。
2.根据权利要求1所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述全绘画汽车仪表系 统进一步包括若干用于根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的 软处理器核B (106)；所述若干软处理器核B (106)分别与程序运行CPU处理器A (101)及多 通道内存控制器(102)连接。
3.根据权利要求1或2所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述全绘画汽车仪表 系统进一步包括用于显示图像数据的LCD (109)；用于将并行图像数据转换为LCD (109)可 接收的低压差分信号的转换模块(108)；及用于显示控制器(104)和转换模块(108)的时 钟供给模块(107)，该时钟供给模块(107)向转换模块(108)发送7倍于显示控制器(104) 的时钟；所述显示控制器(104)、转换模块(108)及LCD(109)依次连接，所述时钟供给模块 (107)分别与显示控制器(104)和转换模块(108)连接。
4.根据权利要求3所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述软处理器核A包括 程序运行CPU处理器A(201)、本地数据总线控制器A(202)、本地指令总线控制器A(203) 及FPGA内嵌的RAM存储器A(204)；所述RAM存储器A(204)分别与本地数据总线控制器 A (202)和本地指令总线控制器A (203)连接；所述本地数据总线控制器A (202)和本地指令 总线控制器A (203)分别通过数据Cache总线A_DLMB和指令Cache总线A_ILMB与程序运行 CPU处理器A(201)连接；所述程序运行CPU处理器A(201)分别与处理器本地总线A_PLB、 CPU指令Cache总线A_IXCL、CPU数据Cache总线A_DXCL、程序运行CPU处理器A (201)至Ij 程序运行CPU处理器B(301)的快速单向链路A_B_FSL及程序运行CPU处理器B(301)到程 序运行CPU处理器A(201)的快速单向链路B_A_FSL连接。
5.根据权利要求3所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述软处理器核B包括 程序运行CPU处理器B(301)、本地数据总线控制器B(302)、本地指令总线控制器B(303) 及FPGA内嵌的RAM存储器B (304)；所述RAM存储器B (304)分别与本地数据总线控制器 B (302)和本地指令总线控制器B (303)连接；所述本地数据总线控制器B (302)和本地指令 总线控制器B (303)分别通过数据Cache总线B_DLMB和指令Cache总线B_ILMB与程序运行 CPU处理器B (301)连接；所述程序运行CPU处理器B (301)分别与处理器本地总线B_PLB、 CPU指令Cache总线B_IXCL、CPU数据Cache总线B_DXCL、程序运行CPU处理器B (301)至Ij 程序运行CPU处理器A(201)的快速单向链路B_A_FSL及程序运行CPU处理器A(201)到程 序运行CPU处理器B (301)的快速单向链路A_B_FSL连接。
6.根据权利要求3所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述多通道内存控制器 (102)包括多接口存储器控制器(401)及板上SDRAM存储器(402)；该SDRAM存储器(402) 与多接口存储器控制器(401)连接，该多接口存储器控制器(401)分别与NPI接口、处理器 本地总线B_PLB、CPU指令Cache总线B_IXCL、CPU数据Cache总线B_DXCL、处理器本地总线A_PLB、CPU指令Cache总线A_IXCL及CPU数据Cache总线A_DXCL连接。
7.根据权利要求3所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述显示控制器(104)分 别与视频数据总线VDB、视频帧缓存控制器总线VFBCB、时钟信号CLKl及帧计数GPIO信号 Frame Count连接；所述显示控制器(104)通过帧计数GPIO信号Frame Count确定当前的 显示区域。
8.根据权利要求3所述的全绘画汽车仪表系统，其特征在于，所述视频存储空间选择 器(105)分别与处理器本地总和帧计数GPIO信号Frame Count连接。
9.一种全绘画汽车仪表实现方法，包括以下步骤S1.根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据；S2.读取该显示图像数据，并利用混合、叠加算法混合图像数据；S3.根据混合图像数据实时显示图像。
10.根据权利要求9所述的全绘画汽车仪表实现方法，其特征在于，所述步骤Sl包括以 下子步骤S11.软处理器核B等待转速，转向数据；S12.软处理器核A获得数据，包括转速，水温，油量，转向数据；S13.软处理器核A向软处理器核B发送转速，转向数据；S14.软处理器核A刷新速度，水温，油量图像；S15.软处理器核B刷新转速，转向图像；S16.软处理器核A等待软处理器核B完成；S17.软处理器核B发送刷新完成数据。
11.根据权利要求9或10所述的全绘画汽车仪表实现方法，其特征在于，所述描画过程 具体如下(1)软处理器核A和软处理器核B读取背景图像；(2)软处理器核A和软处理器核B用背景图像绘画需要更新的区域；(3)软处理器核A和软处理器核B读取前景图像；(4)软处理器核A和软处理器核B叠加混和前景图像和背景图像。
12.根据权利要求9或10所述的全绘画汽车仪表实现方法，其特征在于，所述步骤S2 包括以下子步骤S21.软处理器核A和软处理器核B描绘显示缓冲区；S22.视频存储空间选择器切换显示缓冲区；S23.显示控制器控制显示数据。
13.根据权利要求12所述的全绘画汽车仪表实现方法，其特征在于，所述步骤S22包括 以下子步骤S221.软处理器核A修改视频存储空间选择器的控制值；S222.视频存储空间选择器根据控制值通过帧计数GPIO信号发送命令给显示控制器。
14.根据权利要求9或10所述的全绘画汽车仪表实现方法，其特征在于，所述步骤S3 包括以下子步骤S31.显示控制器通过多通道内存控制器读取显示缓冲区数据；S32.显示控制器产生液晶控制时序；S33. 显示控制器根据液晶控制时序向液晶屏LCD传输显示数据。
全文摘要
本发明公开了一种全绘画汽车仪表系统及实现方法。该系统包括用于根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据的软处理器核A；用于多通道应用处理的多通道内存控制器；用于显示缓冲区切换控制的视频帧缓存控制器；用于读取该显示图像数据，利用混合、叠加算法混合图像数据，并选择视频存储空间的视频存储空间选择器；及用于根据混合图像数据实时显示图像的显示控制器。所述实现方法包括步骤S1.根据输入的汽车参数描画与该汽车参数相对应的显示图像数据；S2.读取该显示图像数据，并利用混合、叠加算法混合图像数据；S3.根据混合图像数据实时显示图像。
文档编号H04N5/262GK101844517SQ20101014907
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者妹尾诚一, 孙强, 杨金锋 申请人:大连微龙软件有限公司;特莱泰克有限公司