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(yàn)，使操作更直觀、體驗(yàn)更流暢。但同時(shí)也對“驅(qū)屏”技術(shù)提出了更高要求——高刷新率、流暢動(dòng)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)。

芯海科技（股票代碼：688595）憑借多年來在驅(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(yàn)。

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(dòng)性能，尤其影響屏幕刷新率、響應(yīng)速度等關(guān)鍵指標(biāo)。

圖1 芯海科技支持驅(qū)屏應(yīng)用的系列MCU及部分型號產(chǎn)品幀率一覽表

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(yàn)。

對此，芯海擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)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(shí)，公司在圖像領(lǐng)域也建立了完善的技術(shù)儲(chǔ)備，不僅積累了主流圖像框架適配經(jīng)驗(yàn)，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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)間耗時(shí)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(shí)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(shí)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(yàn)，芯海科技通過不斷的試驗(yàn)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(shí)間和空間占用。

●   啟用DMA加速釋放CPU運(yùn)行時(shí)間。

●   優(yōu)化SPI驅(qū)動(dòng)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(shí)間。

●   工程調(diào)優(yōu)，提供最優(yōu)的工程設(shè)置選項(xiàng)，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

芯海打通了完整的圖像軟硬件方案，提供了包括驅(qū)動(dòng)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(shí)，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(shí)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。可一鍵生成方案代碼，特別適合開發(fā)經(jīng)驗(yàn)少，時(shí)間緊，方案較為簡單的產(chǎn)品項(xiàng)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(yàn)證，已在規(guī)模化量產(chǎn)項(xiàng)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(yàn)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，芯海科技通過"驅(qū)屏"技術(shù)的全鏈條創(chuàng)新，不僅解決了屏幕驅(qū)動(dòng)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(shí)代提供智能屏顯交互的技術(shù)基石。