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觸摸(touch)功能的原理和架構實作

1 目前車載touch的功能,采用的都是電容屏,分為incell和oncell的概念,主要是touch panel的位置不同,主要依據touch panel 和touch IC實作touch的觸摸功能,當手指觸摸螢幕時,引起電容變化,touch IC會根據panel 的容值變化,計算出觸摸的坐标位置以及手勢,根據touch IC的不同,會支援多指觸摸,手掌模式,各種複雜的手勢識别功能。

觸摸(touch)功能的原理和架構實作

2 Touch IC

  touch IC控制器主要包括三部分,BootLoader,Firmware,Configuration。

 BootLoader:引導程式,初始化相關的硬體,能夠更新Firmware作用。

  Firmware :能夠讀取sensor的信号,處理這些信号,實作touch功能有關的手勢和坐标等功能,                       并且通過中斷相應, 讓MCU 通過SPI或者IIC touch 有關資訊,一般一款touch 的                           Firmware的功能是非常的全的。

 Configuration:由于不同的客戶需要,對屏的尺寸,touch的報點坐标以及手勢的具體需求差異,

                          都可以通過Configuration進行配置,實作特定客戶的特定需求,而且還可以在做

                          touch 的性能測試,魯棒性測試,EMC測試,如果出現touch失效的問題,也可以

                         通過修改Configuration進行問題的解決。

3 touch panel和touch IC供應商

Touch Panel: Tury ,TPK,Token, Goworld, DPT, AVD, NVD, Zhenghai, BOE, Ofilm, Laibao。

Touch Controller IC:  Microchip (Atmel), Synaptics, Cypress

TDDI:  FocalTech,Synaptics,Himax

4 touch 系統架構

觸摸(touch)功能的原理和架構實作

 1)touch panel和touch IC之間的TX和RX個數是由touch panel的大小,touch sensor個數以及報點坐标的分辨率決定的,前提也是touch IC能夠支援這些TX和RX總線的數量;touch IC在idle 的狀态也通過RX和TX判斷touch panel上的sensor狀态,一般情況下,讀取sensor的raw 打他差異性越小越好,表示平整度很好,每個區域的性能一緻性比較優良。TX的脈沖周期可以了解為touch IC的掃描頻率,一般有8ms或者25ms等,我們可以用一個硬币和示波器,并且把信号的放大倍數調到最大,可以同示波器的探針測試touch IC的掃描頻率,可以通過是否有掃描頻率判斷touch IC是否在正常的工作狀态。

 2)MCU和touch IC之間的IIC通信,MCU是master, touch IC是slave,MCU可以主動的讀取touch IC的版本資訊,配置資訊,raw data,delta data,可以進行自檢功能,當手指觸摸螢幕時,touch IC會收集touch panel的電容變化資訊進行算法處理,并把這些處理的touch資訊用特定格式的封包資訊存儲在RAM中,并且通過拉中斷的方式,讓MCU以最快的速度讀取touch IC的封包資訊,MCU中 touch driver的開發是針對特定的touch IC進行開發的,是可以移植的和可配置的,touch的App是針對主機端的所需的touch的功能需求進行開發的,會根據不同的主機,存在差異,主要的功能就是把touch IC的touch 封包資訊轉換為主機端能夠識别的touch 資訊的封包。

  3)主機端和MCU直接通過CAN信号或者LVDS進行touch資訊的傳輸,一般主機端會沿用安卓的touch相關的元件對touch 的封包資訊進行處理,處理完之後,會通知主機的HMI進行有關的界面進行切換。touch 的信号是通過中斷和LVDS的IIC back channel進行傳輸的。

5 touch子系統的相關測試

   1) EMC測試,測試是否在某些頻率和場強下,出現鬼點或者touch失效。

   2)touch的性能測試:包括精确度,線性度,靈敏度,二指分離度等。

   3)魯棒性測試:手套模式,濕度測試,溫度測試(正常功能,raw data)。

   4)産線的自檢測試:這個功能主要是touch IC支援實作,一般ASIL-B級别,可以識别touch panel的錯誤,比如sensor的虛短,虛斷;可以識别touch IC的看門狗錯誤,電路的增壓錯誤,靜電造成的IC異常問題;噪聲造成的touch 異常;檢查sensor的raw data是否在晶片的要求範圍内等等。盡量保證我們的産品在出廠前,所有的touch的元件都是完好的,功能也是正常的,出現任何的異常,都能夠在産線端進行攔截,進行分析找到根本原因。