芯?？萍肌膀?qū)屏”軟硬件全棧方案 加速智能終端交互升級
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當(dāng)前，智能硬件與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正經(jīng)歷從單一功能向智能交互的快速演進(jìn)。早期設(shè)備多采用指示燈、數(shù)碼管等簡易顯示方式，信息呈現(xiàn)比較有限。隨著芯片性能提升和屏幕成本下降，高分辨率 LCD、OLED 屏幕，成為了智能手表、家電面板、工業(yè)終端等設(shè)備的標(biāo)配。
顯示屏的普及，極大增強(qiáng)了產(chǎn)品功能與交互體驗，使操作更直觀、體驗更流暢。但同時也對“驅(qū)屏”技術(shù)提出了更高要求——高刷新率、流暢動效、低功耗及多屏兼容性等因素，成為了影響產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵技術(shù)。
驅(qū)屏領(lǐng)域的深度積累，打造了從芯片硬件、軟件技術(shù)到產(chǎn)品化落地的完整解決方案，為客戶提供端到端的產(chǎn)品和技術(shù)支持，顯著縮短開發(fā)周期，提升產(chǎn)品體驗。
硬件基石：通用MCU及專用驅(qū)屏芯片
MCU作為硬件系統(tǒng)的基石，直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)算能力與外設(shè)驅(qū)動性能，尤其影響屏幕刷新率、響應(yīng)速度等關(guān)鍵指標(biāo)。
優(yōu)秀的驅(qū)屏效果不僅依賴硬件，更需要軟件系統(tǒng)的高效調(diào)度與深度優(yōu)化。其不僅只是把屏幕“點(diǎn)亮”，還涉及UI 框架適配、圖像解碼、內(nèi)存調(diào)度以及多緩沖刷新等復(fù)雜環(huán)節(jié)，這些都直接影響屏幕的流暢度、功耗和用戶體驗。
對此，芯海擁有豐富的經(jīng)驗和技術(shù)積累，提供完善的SDK，全面兼容 MDK、IAR、GCC 等主流嵌入式開發(fā)環(huán)境，并支持裸機(jī)、OSAL、FreeRTOS 和 LiteOS 等多種操作系統(tǒng)，為客戶提供靈活、可靠的開發(fā)基礎(chǔ)。
同時，公司在圖像領(lǐng)域也建立了完善的技術(shù)儲備，不僅積累了主流圖像框架適配經(jīng)驗，還形成了定制圖片壓縮、流式解碼和性能調(diào)優(yōu)的完整方案。同時，芯海軟件平臺架構(gòu)還具備良好的兼容性和擴(kuò)展性，能夠幫助客戶快速完成不同屏幕、不同系統(tǒng)的適配，加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程。
圖2 驅(qū)屏軟件架構(gòu)
圖片壓縮與流式解碼
針對部分客戶在小資源MCU上實現(xiàn)豐富圖像資源顯示的需求，芯海推出了專業(yè)的圖像壓縮算法方案。其具備以下優(yōu)秀的特性：
● 壓縮率高：算法可以高效的壓縮圖片資源。普遍圖片壓縮率在50%左右，同時算法針對客戶中最常見的圖像簡單、顏色單一、冗余性較高的圖片有特殊優(yōu)化，這一類圖片中壓縮比甚至可以超過90%。
● 極快的解壓速度：在F03X MCU平臺上每解壓512B數(shù)據(jù)的時間耗時不超過500us，平均在300us左右，完整解壓80*160像素圖像（25,600?B）不超過20ms。
● 極小的資源占用：算法本身的RAM占用不超過4K，在包含輸入輸出之后資源占用不超過6K。
● 流式處理：算法流式處理壓縮數(shù)據(jù)，特別適合邊解壓邊刷圖的使用場景。
● 可擴(kuò)展性強(qiáng)：算法本身支持PNG圖片，后擴(kuò)展到BMP圖，后續(xù)也可適配更多圖片格式。
● 可移植性：算法在完全由C語言實現(xiàn)，可以提供包括Keil、IAR、GCC等主流平臺的LIB庫。
● 復(fù)雜圖像處理：在某一類更為復(fù)雜的圖像環(huán)境下，支持配合芯海圖像預(yù)處理算法實現(xiàn)更高的壓縮率。
圖3 壓縮前后對比圖
幀率調(diào)優(yōu)策略
得益于長期的屏幕圖像開發(fā)經(jīng)驗，芯?？萍纪ㄟ^不斷的試驗總結(jié)出了一整套幀率優(yōu)化策略和方案：
● 針對產(chǎn)品圖像資源定制化壓縮算法，平衡壓縮算法時間和空間占用。
● 啟用DMA加速釋放CPU運(yùn)行時間。
● 優(yōu)化SPI驅(qū)動傳輸速度。
● 輸出雙顯存保持刷圖和解壓縮并行處理。
● 輸入雙buffer最大程度省略外部Flash讀取時間。
● 工程調(diào)優(yōu)，提供最優(yōu)的工程設(shè)置選項，最大程度釋放編譯工具鏈的優(yōu)化能力。
圖4 調(diào)優(yōu)策略
端到端支持：開發(fā)到量產(chǎn)的全鏈路服務(wù)
芯海打通了完整的圖像軟硬件方案，提供了包括驅(qū)動程序、示例代碼和完整的GUI庫等一系列完善的軟件服務(wù)。這些軟件服務(wù)可以幫助客戶快速上手，縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率。同時，公司還為客戶提供了端到端的技術(shù)支持和服務(wù)，幫助客戶解決開發(fā)過程中遇到的問題和困難。
除此之外，芯海為了更好也更快的幫助客戶掌握芯海的圖像開發(fā)方法，配合SDK提供了一整套的開發(fā)工具，包括：
● 圖片轉(zhuǎn)換軟件：可以將包括BMP、PNG格式的圖像轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制或文本格式。
● 圖片壓縮軟件：芯海壓縮算法的PC實現(xiàn)，可以提供極高的壓縮率。
● 圖像代碼生成軟件：直接將圖像生成為可以直接燒錄到外部Flash的二進(jìn)制文件或者編譯進(jìn)工程的代碼格式文件，并生成多圖像的大小、偏移地址等關(guān)鍵信息的頭文件，無需任何二次開發(fā)，極大的提高開發(fā)效率。
● 圖片燒錄：支持在開發(fā)板上直接通過J-Link對外部Flash進(jìn)行程序燒錄，有效簡化開發(fā)調(diào)試流程，顯著提升開發(fā)效率與操作便捷性。
● Chipsea Guider
配合LVGL使用，無需安裝，采用拖曳式的開發(fā)方式，內(nèi)含Windows模擬器，所見即所得?？梢绘I生成方案代碼，特別適合開發(fā)經(jīng)驗少，時間緊，方案較為簡單的產(chǎn)品項目。
圖5 上位機(jī)方案
目前，芯海驅(qū)屏方案經(jīng)過鴻蒙生態(tài)平臺的嚴(yán)苛驗證，已在規(guī)?；慨a(chǎn)項目中展現(xiàn)出高可靠性。其兼容性架構(gòu)支持快速適配不同分辨率、接口標(biāo)準(zhǔn)的屏幕，從RGB到MIPI DSI，從單屏到雙屏異顯，以成熟的工程化經(jīng)驗確保量產(chǎn)一致性。
在智能硬件競爭進(jìn)入深水區(qū)的今天，芯?？萍纪ㄟ^"驅(qū)屏"技術(shù)的全鏈條創(chuàng)新，不僅解決了屏幕驅(qū)動的硬件瓶頸，更構(gòu)建起從開發(fā)工具到生態(tài)適配的完整軟件護(hù)城河，為萬物智聯(lián)時代提供智能屏顯交互的技術(shù)基石。
芯?？萍迹ü善贝a：688595）成立于2003年9月，是一家集感知、計算、控制、電源、連接及AI技術(shù)平臺為一體的全信號鏈集成電路科技企業(yè)。公司專注于高精度ADC、高性能MCU、測量算法及物聯(lián)網(wǎng)一站式解決方案的研發(fā)與設(shè)計，致力于在通信與計算機(jī)、工業(yè)、高端消費(fèi)電子、汽車等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，助力客戶創(chuàng)造高價值產(chǎn)品，賦能美好生活。
公司總部位于深圳，在北京、合肥、西安、上海、成都、香港、新加坡設(shè)立子公司，是國家高新技術(shù)企業(yè)、國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。先后九次榮獲國家工信部“中國芯”獎項，多次獲得深圳市科技創(chuàng)新獎及科技進(jìn)步獎，被廣東省科技廳認(rèn)定為“廣東省物聯(lián)網(wǎng)芯片開發(fā)與應(yīng)用工程技術(shù)研究中心”，構(gòu)建了符合汽車電子ISO 26262功能安全管理體系等八大國際標(biāo)準(zhǔn)的全面質(zhì)量管理體系。
當(dāng)前，芯?？萍汲掷m(xù)加大AI領(lǐng)域投入，憑藉深厚的“模擬信號鏈+MCU”雙平臺技術(shù)優(yōu)勢，在通信與計算機(jī)、機(jī)器人、工業(yè)測量、智慧健康及汽車電子等領(lǐng)域構(gòu)建“云邊端”協(xié)同創(chuàng)新架構(gòu)，實現(xiàn)從“芯片供應(yīng)商”向“垂直行業(yè)智能化底座”的戰(zhàn)略升級，持續(xù)貢獻(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力。公司近五年的年均研發(fā)投入營收占比超30%，研發(fā)人員占比超70%，核心成員均有10年以上工作經(jīng)驗。
截止到2025年6月，芯?？萍祭塾嫇碛袑＠暾埑?300件，獲授權(quán)專利超500件（含美國專利），專利數(shù)量在科創(chuàng)板芯片設(shè)計上市企業(yè)中名列前茅。同時公司被認(rèn)定為國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)，并連續(xù)兩屆（第24屆、第25屆）蟬聯(lián)中國專利優(yōu)秀獎。
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