Auswahl von EVE-Displays für industrielle Anwendungen

TEIL 1.

Vereinfachen Sie Ihre Geräteentwicklung mit den Implementierungsrichtlinien für die Bridgetek Embedded Video Engine

Dieser Artikel hilft Ihnen zu verstehen, wie EVE-Displays die
Entwicklung von Industriegeräten. Anhand von Beispielen aus der realen Welt und aus der Sicht eines Ingenieurs wird erklärt, wie Sie die Markteinführung beschleunigen und die Kosten für Mikrocontroller senken können, wenn Sie die neueste Generation der EVE-Touchscreens in Ihrem Design verwenden.

Behandeltes Thema:

• Was ist ein EVE Embedded Display?
• Die wichtigsten Vorteile von EVE in neuen und bestehenden Geräten
• Entwicklung der EVE-Generationen (EVE1-EVE4)
• Allgemeine Anwendungsfälle und Anwendungsbeispiele
• Beschränkungen und Überlegungen
• Wo Sie Unterstützung und Dokumentation finden

Was ist ein EVE Embedded Display?

Die EVE (Embedded Video Engine) Serie gehört zur Kategorie der so genannten intelligenten Displays. Im Gegensatz zu herkömmlichen TFT-Panels sind sie nicht nur mit einer Display-Matrix und einem Touch-Controller ausgestattet, sondern auch mit einer speziellen Video-Engine und einem Bildprozessor, die direkt auf der Platine eingebettet sind. Dieses Design vereinfacht die Arbeit von Ingenieuren und Integratoren erheblich, indem es den Rechenaufwand für die Bildwiedergabe, die Touch-Steuerung und den Display-Speicher vom Hauptsystem weg auf das Display selbst verlagert.

Die Motivation für die Entwicklung von EVE-Displays war es, die Lücke zwischen herkömmlichen „nackten“ Displaylösungen – dieeine konstante Pixelaktualisierung bei hohen Datenraten erfordern – und den Anforderungen moderner industrieller Anwendungen zu schließen. Bei solchen herkömmlichen Systemen muss das gesamte Bild Dutzende Male pro Sekunde an das Display gesendet werden. Dieser Ansatz stellt bemerkenswerte Anforderungen an den Host-Prozessor in Bezug auf Rechenleistung, Speicherbandbreite und Echtzeitleistung.

Die EVE-Displays von Riverdi bieten eine intelligentere Alternative. Sie ermöglichen es Designern, die anspruchsvollsten grafischen Aufgaben an die Display-Hardware selbst zu delegieren. Dadurch können sie einfachere, stromsparende Mikrocontroller verwenden, eine schlanke Systemarchitektur beibehalten und neue Produkte schneller auf den Markt bringen.

Darüber hinaus ist die EVE-Serie ein leistungsstarkes Werkzeug für die Aufrüstung älterer Geräte. Sie ermöglicht es Herstellern, bestehende Produkte mit hochauflösenden, berührungsempfindlichen Displays aufzufrischen , ohne die gesamte elektronische Plattform neu bauen zu müssen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dassIngenieure mitEVE-Displays Folgendes können:

• steuern Sie das Display mit minimalem Code,
• stromsparende Mikrocontroller (MCUs) mit Standardschnittstellen wie SPI oder QSPI verwenden,
• konzentrieren sich auf die Kernanwendungslogik und nicht auf das komplexe Rendering von Grafiken.

Die wichtigsten Vorteile von EVE-Displays

EVE-Displays sind eine Komplettlösung für Ingenieure und Hersteller, die eine schnelle Markteinführung und ein einfaches System suchen.

Dank dieser Architektur werden bis zu 90-95% der Rechenlast im Zusammenhang mit dem Display-Rendering direkt vom EVE-Modul übernommen. So können sich Ingenieure und Entwickler auf die wesentliche Anwendungslogik konzentrieren, wie z.B. das Brühen von Kaffee, die Aktivierung von Motoren oder die Regelung der Temperatur. Und das alles, ohne komplexe Grafikbibliotheken oder leistungsstarke Display-Controller implementieren zu müssen.

Das EVE-Displaymodul kann über SPI oder QSPI mit dem Host-Gerät verbunden werden. Zur Verwaltung der Benutzeroberfläche sind nur einfache Anweisungen erforderlich, z.B. „zeige hier eine rote Schaltfläche“ oder „benachrichtige mich, wenn diese Schaltfläche berührt wird“. Das Display selbst kümmert sich um das Rendering, die Berührungserkennung und den Speicherzugriff und liefert so eine voll funktionsfähige GUI bei minimaler Systembelastung.

Die Entwicklung der EVE-Generationen

Seit der Einführung der ersten EVE-Generation hat Riverdi seine Embedded-Display-Lösungen kontinuierlich verbessert, um der wachsenden Nachfrage nach höherer Auflösung, größeren Displays und fortschrittlicherer Speicherverwaltung gerecht zu werden. Der Übergang von EVE1 zu EVE4 spiegelt die wachsenden Anforderungen moderner Embedded-Systeme und die Erwartungen der Benutzer wider.

Jede neue Generation von EVE-Controllern wurde eingeführt, um bestimmte technologische Einschränkungen ihrer Vorgänger zu überwinden. Die ersten EVE-Module waren ursprünglich für kleine Displays mit begrenzter Auflösung konzipiert und dienten einfacheren Anwendungsfällen. Als sich die Anforderungen an die Displays jedoch weiterentwickelten – von einfachen Tasten bis hin zu vollfarbigen Produktbildern und dynamischen Animationen – führte Riverdi in jeder Entwicklungsphase neue Funktionen ein.

EVE Generationen Übersicht

Mit EVE 3 erhielten die Entwickler die Möglichkeit, komplexe grafische Inhalte wie hochauflösende Bilder oder Videos in den integrierten Flash-Speicher zu laden, die während des Herstellungsprozesses geschrieben werden können. Diese Inhalte konnten dann zur Laufzeit sofort gerendert werden, ohne das Hostsystem zu belasten oder häufige Datenübertragungen zu erfordern. Diese Verbesserung steigerte nicht nur die Leistung, sondern ermöglichte auch visuell reichhaltige Schnittstellen mit minimalen Hardware-Upgrades.

EVE 4 baut auf diesen Fähigkeiten auf und bietet verbesserte Geschwindigkeit und Unterstützung für höhere Auflösungen. Es ermöglicht die Integration von Displays mit einer Größe von bis zu 12,1 Zoll und 1280×800 Pixeln, wobei die gleiche vereinfachte Architektur beibehalten wird. Dadurch ist es möglich, hochwertige, großformatige Schnittstellen mit einfachen Mikrocontrollern zu bauen, ohne auf komplexe SoC-Plattformen oder Embedded Linux-Umgebungen zurückgreifen zu müssen.

Anwendungsfälle: Entwicklung neuer Geräte und Renovierung bestehender Geräte

Die EVE-Displays von Riverdi werden erfolgreich in einer Vielzahl von Embedded-Anwendungen eingesetzt – sowohl bei der Entwicklung neuer Produkte als auch bei der Modernisierung bestehender Industriegeräte. Ihr Hauptvorteil liegt darin, dass die Komplexität der Display-Steuerung entfällt, die traditionell einen erheblichen Teil der Entwicklungszeit und -kosten von Embedded-Systemen ausmacht.

Bei neuen Geräten stehen die Ingenieure oft vor einem Dilemma. Die erste Option ist die Wahl einer einfachen, mikrocontrollerbasierten Architektur, der es an den von modernen Benutzern benötigten grafischen Fähigkeiten mangelt. Die zweite Option ist ein größerer Mikrocontroller mit SD-Laufspeicher, der höhere Kosten und Komplexität mit sich bringt.

In einer solchen Situation bieten EVE-Displays eine elegante Lösung: Da sie das Grafik-Rendering, die Touch-Interaktion und den Speicherzugriff intern abwickeln, können die Ingenieure ihre gewohnten MCU-Arbeitsabläufe beibehalten und gleichzeitig ein hochwertiges Benutzererlebnis bieten.

Genauso wichtig ist, dass EVE-Displays zu einer attraktiven Option für die Aufarbeitung älterer Geräte geworden sind. Viele alteingesessene Produkte – wie Industriemaschinen, Verkaufsautomaten oder Haushaltsgeräte – arbeiten noch immer mit mechanischen Tasten oder monochromen LCDs. Während der funktionale Kern dieser Geräte oft unverändert bleibt, haben sich die Markterwartungen hin zu farbenfrohen, interaktiven Benutzeroberflächen verschoben, ähnlich denen von Smartphones und Tablets. Mit EVE-Displays können Hersteller diese Erwartungen erfüllen , ohne die Elektronik oder die Steuerungsarchitektur ihrer Geräte neu zu gestalten.

Typische Anwendungsfälle für EVE-Displays

Nehmen Sie zum Beispiel eine Kaffeemaschine, die schon seit Jahrzehnten produziert wird. Frühere Generationen hatten vielleicht physische Tasten mit aufgedruckten Etiketten (z.B. „Espresso“, „Cappuccino“), gefolgt von Modellen mit einfachen alphanumerischen Anzeigen. Heute, mit den wachsenden Erwartungen der Verbraucher, gilt ein größerer Touchscreen mit farbigen Produktsymbolen und Statusanzeigen als Standard.

Anstatt das System um einen neuen Prozessor und einen neuen Software-Stack herum neu aufzubauen – ein teurer und zeitaufwändiger Prozess – können die Hersteller ein EVE-Display integrieren. So können sie die SPI-Schnittstelle des vorhandenen Mikrocontrollers nutzen und nur die Benutzeroberfläche aktualisieren. Die Braulogik und die Steuerungsalgorithmen bleiben unverändert. Dieser Ansatz senkt die Kosten, beschleunigt die Entwicklung und bietet ein völlig neues Benutzererlebnis – entscheidend für eine positive Wahrnehmung des Geräts.

Beschränkungen und technische Überlegungen

Obwohl EVE-Displays erhebliche Vorteile bei der Vereinfachung der Entwicklung eingebetteter Systeme bieten, ist es wichtig, ihre technischen und architektonischen Grenzen zu kennen. Diese Einschränkungen sind nicht notwendigerweise Nachteile – sie spiegeln bewusste Designentscheidungen wider, die darauf abzielen, das System für die große Mehrheit der Industrie- und Verbraucheranwendungen leicht, effizient und einfach zu verwenden.

Eines der Grundprinzipien von EVE-Displays ist die vordefinierte Grafik-Engine, die über eine Reihe leistungsstarker integrierter Funktionen zum Rendern von UI-Elementen (wie Schaltflächen, Menüs, Schieberegler, Fortschrittsbalken und Berührungsbereiche) verfügt. Dies ermöglicht es den Ingenieuren, Display-Anweisungen auf hoher Ebene zu geben, anstatt Pixel-für-Pixel-Daten zu senden. Das bedeutet jedoch auch, dass die Produktentwickler durch den Umfang der integrierten Funktionen eingeschränkt sind – ähnlichwie eine GUI-Bibliothek nur das bietet, was in ihrer API implementiert ist.

Und obwohl in EVE 3 externe Speichermöglichkeiten eingeführt und in EVE 4 weiter verbessert wurden, ist die Menge des integrierten Speichers immer noch begrenzt:

• Videoinhalte oder umfangreiche Bildbibliotheken müssen bei der Herstellung vorgeladen werden,
• dynamische Inhalte müssen während der Laufzeit über SPI/QSPI übertragen werden, was zu Latenzzeiten führt.

Dies ist besonders wichtig, wenn Sie Anwendungen entwickeln, die häufige Echtzeitaktualisierungen komplexer oder umfangreicher grafischer Inhalte beinhalten (z. B. animierte Übergänge, Videowiedergabe oder dynamische Menüerstellung). Auch wenn solche Funktionen möglich sind, müssen Ingenieure die Übertragungsraten und Speicherbeschränkungen beachten, um Leistungsengpässe zu vermeiden.

In den meisten realen Anwendungen, mit denen wir arbeiten, haben die Geräte jedoch keine praktischen Einschränkungen bei der Arbeit mit EVE-Displays. Solange UI-Elemente – wie Schaltflächen, Menüs oder Symbole – vorgeladen und lokal im Speicher des Displays gespeichert sind, reichen die verfügbaren Rendering-Funktionen aus, um vollwertige grafische Oberflächen zu erstellen. Nach den Erfahrungen von Riverdi deckt diese Architektur die große Mehrheit der industriellen und kommerziellen Anwendungen problemlos ab.

Mit Blick auf die Zukunft ist die am meisten erwartete Verbesserung die Unterstützung für noch größere Bildschirme mit höheren Auflösungen, gepaart mit der gleichen Benutzerfreundlichkeit, die die EVE-Plattform auszeichnet. Die weitere Entwicklung in diese Richtung bleibt eine Priorität in der Produkt-Roadmap von Riverdi. Dies gilt insbesondere für die Einführung neuer ICs, die großformatige Bildschirme mit Strom versorgen können, ohne die Einfachheit früherer Generationen zu beeinträchtigen.

Zusammenfassung: Wann Sie sich für EVE-Displays entscheiden und wie Sie loslegen können

Die EVE-Displays von Riverdi bieten eine leistungsstarke Lösung für Ingenieure, die ihren Produktentwicklungszyklus beschleunigen und gleichzeitig die Einfachheit des Systems beibehalten möchten. Dank der integrierten Video-Engine, des Touch-Controllers und des Speichers von EVE entfällt die traditionell hohe Einstiegshürde, die mit fortschrittlichen grafischen Benutzeroberflächen in Embedded-Systemen verbunden ist.

EVE-Displays sind ideal für zwei Hauptszenarien geeignet:

1. Entwicklung neuer Produkte
   Wenn die Zeit bis zur Markteinführung entscheidend ist und die Verwendung eines stromsparenden Mikrocontrollers bevorzugt wird, können Sie mit EVE-Displays visuell reichhaltige, berührungsempfindliche Schnittstellen implementieren, ohne auf komplexe Hardware oder Betriebssysteme zurückgreifen zu müssen. Da das EVE-Modul fast alle Display-bezogenen Vorgänge intern verwaltet, kann sich das Host-System auf die Kernanwendungslogik konzentrieren.
2. Modernisierung älterer Produkte
   EVE-Displays sind eine optimale Wahl für die Renovierung bestehender Produkte, die früher physische Tasten oder einfache alphanumerische Bildschirme verwendet haben. Auf diese Weise können Sie die ursprüngliche Systemarchitektur beibehalten und vertraute Kommunikationsschnittstellen (wie SPI oder QSPI) verwenden, während Sie mit minimalem Aufwand ein völlig neues Benutzererlebnis schaffen.

Wo Sie Dokumentation, Beispiele und Unterstützung finden

Um Ingenieuren zu helfen, EVE-Displays effizient zu evaluieren und zu implementieren, bietet Riverdi ein umfassendes Set an Entwicklungsressourcen und -tools:

• Produktkatalog und technische Daten
  Entdecken Sie die verfügbaren Displaygrößen, Auflösungen und Controller-Versionen auf der Riverdi-Website (einschließlich der neuesten EVE4-Serie, die 10,1″ und 12,1″ Displays mit einer Auflösung von 1280×800 unterstützt).
• Code-Beispiele und Bibliotheken
  Riverdi unterhält ein aktives GitHub-Repository mit praktischen Beispielen für eine Vielzahl von Plattformen, darunter Arduino, Raspberry Pi und beliebte Mikrocontrollerfamilien wie STM32, XP und andere. Diese Beispiele sind ideal für das Prototyping und für Testzwecke.
• Dokumentation und Referenzmaterial
  Detaillierte Datenblätter, Benutzerhandbücher und Anwendungshinweise stehen online kostenlos zur Verfügung, um Ihren Integrationsprozess zu unterstützen – von der Einrichtung der Hardware bis zur Entwicklung der Firmware.
• Direkte Unterstützung und Beratung
  Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob ein EVE-Display das Richtige für Ihr Projekt ist oder wenn Sie Hilfe bei der Auswahl des optimalen Modells benötigen, bietet das Riverdi-Team direkte technische Unterstützung und kann Ihnen bei der Anpassung der Lösung an Ihre Anwendung helfen.

Die wichtigsten Erkenntnisse in Kürze

Entscheiden Sie sich für EVE-Displays, wenn Sie Ihr eingebettetes Design vereinfachen, die Entwicklungszeit verkürzen oder die Schnittstelle Ihres Produkts vollständig aktualisieren möchten, ohne die Systemkomplexität zu erhöhen.

Mit der intelligenten Display-Technologie von Riverdi und der Unterstützung durch Ingenieure ist die Erstellung anspruchsvoller Benutzeroberflächen nicht mehr nur High-End-Systemen vorbehalten. Sie ist jetzt zugänglich, kosten- und zeiteffizient und selbst für die anspruchsvollsten industriellen Anwendungen, einschließlich medizinischer und militärischer, einsatzbereit.

SEHEN SIE SICH DIE IMPLEMENTIERUNGSBEREITEN PRODUKTE VON RIVERDI AN

Achten Sie darauf, dass Sie das richtige Industrie-Display für Ihr Gerät finden:

• Möchten Sie die Helligkeit und die optische Leistung Ihres Displays verbessern? Entscheiden Sie sich für High Brightness IPS-Displays mit optischem Bonding, das die Reflexion perfekt reduziert und den Kontrast verbessert.
• Sind Sie auf der Suche nach dem effektivsten Datenaustausch zwischen Grafiken und einem wirklich industriellen Touch-Controller? Informieren Sie sich über die Produktkategorie BT817Q (EVE 4) mit revolutionärem Kommunikationsprotokoll für industrielle, medizinische und militärische Anwendungen, die eine schöne und anspruchsvolle GUI erfordern.
• Suchen Sie nach einem der höchstauflösenden (1280×800 Pixel) HMI-Displays auf der Basis von STM32H7 MCUs? Entscheiden Sie sich für STM32 Embedded Displays mit hoher Leistung, ermöglicht durch den STM32H757XIH6 (2MB Flash, 1MB RAM) Mikrocontroller.
• Benötigen Sie eine Plug-and-Play-HDMI-Schnittstelle und eine USB-C-Touch-Lösung? Entscheiden Sie sich für die HDMI-Displays, bei denen es sich um hochauflösende, helle IPS-TFT-Produkte mit optischer Bindung und industrietauglichem Touchscreen als Riverdi-Standard handelt.

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