Selezione dei display EVE per le applicazioni industriali

PARTE 1.

Semplifica lo sviluppo del tuo dispositivo con le linee guida per l’implementazione di Bridgetek Embedded Video Engine

Questo articolo ti aiuterà a capire in che modo i display di EVE possono semplificare la
sviluppo di dispositivi industriali. Esempi reali dal punto di vista di un ingegnere ti spiegheranno come puoi risparmiare sui tempi di commercializzazione e sui costi dei microcontrollori quando utilizzi l’ultima generazione di touchscreen EVE nel tuo progetto.

Argomenti trattati:

• Che cos’è un display incorporato EVE?
• I principali vantaggi di EVE nei dispositivi nuovi ed esistenti
• Evoluzione delle generazioni di EVE (EVE1-EVE4)
• Casi d’uso comuni ed esempi di applicazione
• Limitazioni e considerazioni
• Dove trovare supporto e documentazione

Che cos’è un display incorporato EVE?

La serie EVE (Embedded Video Engine) appartiene alla categoria dei cosiddetti display intelligenti. A differenza dei pannelli TFT convenzionali, sono dotati non solo di una matrice di visualizzazione e di un controller tattile, ma anche di un motore video dedicato e di un processore di immagini incorporato direttamente sulla scheda. Questo design semplifica in modo significativo il lavoro di ingegneri e integratori, spostando lo sforzo computazionale del rendering delle immagini, del controllo touch e della memoria del display dal sistema principale al display stesso.

La motivazione alla base dello sviluppo dei display EVE è stata quella di colmare il divario tra le tradizionali soluzioni di visualizzazione “nude” – cherichiedono un aggiornamento costante dei pixel ad alta velocità di trasmissione dei dati – e le esigenze delle moderne applicazioni industriali. In queste configurazioni convenzionali, l’intera immagine deve essere inviata al display decine di volte al secondo. Questo approccio pone notevoli requisiti al processore host in termini di potenza di calcolo, larghezza di banda della memoria e prestazioni in tempo reale.

I display EVE di Riverdi rappresentano un’alternativa più intelligente. Permettono ai progettisti di delegare i compiti grafici più impegnativi all’hardware del display stesso. Tutto ciò consente loro di utilizzare microcontrollori più semplici e a basso consumo, di mantenere un’architettura di sistema snella e di immettere più rapidamente sul mercato nuovi prodotti.

Inoltre, la serie EVE è un potente strumento per aggiornare i dispositivi più vecchi. Permette ai produttori di aggiornare i prodotti esistenti con display ad alta risoluzione e touch-enabled senza dover ricostruire l’intera piattaforma elettronica.

In sintesi, con idisplay di EVEgli ingegneri possono:

• controllare il display con un codice minimo,
• utilizzare microcontrollori (MCU) a basso consumo con interfacce standard come SPI o QSPI,
• concentrarsi sulla logica dell’applicazione principale piuttosto che sul rendering grafico complesso.

I vantaggi principali dei display EVE

I display EVE rappresentano una soluzione all-in-one per ingegneri e produttori che cercano un rapido time-to-market e la semplicità del sistema.

Grazie a questa architettura, fino al 90-95% del carico computazionale relativo al rendering del display viene gestito direttamente dal modulo EVE. Di conseguenza, ingegneri e sviluppatori possono concentrarsi sulla logica essenziale dell’applicazione, come l’erogazione del caffè, l’attivazione dei motori o la regolazione della temperatura. Tutto questo senza dover implementare complesse librerie grafiche o controller di display ad alte prestazioni.

Il modulo di visualizzazione EVE può essere collegato al dispositivo host tramite SPI o QSPI e sono necessarie solo semplici istruzioni per gestire l’interfaccia utente, ad esempio “mostra un pulsante rosso qui” o “avvisami quando questo pulsante viene toccato”. Il display stesso si occupa del rendering, del rilevamento del tocco e dell’accesso alla memoria, offrendo una GUI completa con un carico di sistema minimo.

L’evoluzione delle generazioni di EVE

Dal lancio della prima generazione EVE, Riverdi ha migliorato continuamente le sue soluzioni di visualizzazione embedded per soddisfare la crescente domanda di risoluzioni più elevate, display di dimensioni maggiori e una gestione della memoria più avanzata. La transizione da EVE1 a EVE4 riflette l’espansione dei requisiti dei moderni sistemi embedded e delle aspettative degli utenti.

Ogni nuova generazione di controller EVE è stata introdotta per risolvere i limiti tecnologici specifici dei suoi predecessori. Inizialmente progettati per display di piccole dimensioni con risoluzione limitata, i primi moduli EVE servivano a casi d’uso più semplici. Tuttavia, con l’evolversi dei requisiti dei display – dalle interfacce a pulsanti di base alle immagini dei prodotti a colori e alle animazioni dinamiche -iverdi ha introdotto nuove funzionalità in ogni fase dello sviluppo.

Panoramica delle generazioni di EVE

Con EVE 3, gli sviluppatori hanno ottenuto la possibilità di precaricare risorse grafiche complesse, come immagini o video ad alta risoluzione, nella memoria flash di bordo, che può essere scritta durante il processo di produzione. Queste risorse possono poi essere renderizzate istantaneamente in fase di esecuzione, senza appesantire il sistema host o richiedere frequenti trasferimenti di dati. Questo miglioramento non solo ha aumentato le prestazioni, ma ha anche permesso di creare interfacce visivamente ricche con aggiornamenti hardware minimi.

EVE 4 si basa su queste capacità offrendo una maggiore velocità e il supporto di risoluzioni più elevate. Permette l’integrazione di display fino a 12,1 pollici, con 1280×800 pixel, mantenendo la stessa architettura semplificata. In questo modo è possibile realizzare interfacce di alto livello e di grande formato utilizzando solo microcontrollori di base, senza ricorrere a piattaforme SoC complesse o ad ambienti Linux embedded.

Casi d’uso: sviluppo di nuovi dispositivi e rinnovamento di quelli già esistenti

I display EVE di Riverdi sono utilizzati con successo in un’ampia gamma di applicazioni embedded, sia nello sviluppo di nuovi prodotti che nella modernizzazione di dispositivi industriali esistenti. Il loro vantaggio principale consiste nell’eliminare la complessità del controllo del display, che tradizionalmente rappresenta una parte significativa dei tempi e dei costi di sviluppo dei sistemi embedded.

Nei nuovi dispositivi, gli ingegneri si trovano spesso di fronte a un dilemma. La prima opzione è quella di scegliere un’architettura semplice basata su un microcontrollore, che manca delle funzionalità grafiche richieste dagli utenti moderni. La seconda scelta è un microcontrollore più grande con memoria di esecuzione SD, che introduce costi e complessità maggiori.

In una situazione del genere, i display EVE offrono una soluzione elegante: gestendo internamente il rendering grafico, l’interazione tattile e l’accesso alla memoria, permettono agli ingegneri di mantenere i loro familiari flussi di lavoro con le MCU, offrendo al contempo un’esperienza utente di alto livello.

Inoltre, i display EVE sono diventati un’opzione interessante per rinnovare i dispositivi più vecchi. Molti prodotti di vecchia data, come macchine industriali, distributori automatici o elettrodomestici, si affidano ancora a pulsanti meccanici o a LCD monocromatici. Sebbene il nucleo funzionale di queste macchine rimanga spesso invariato, le aspettative del mercato si sono spostate verso interfacce utente colorate e interattive, simili a quelle presenti negli smartphone e nei tablet. I display EVE consentono ai produttori di soddisfare queste aspettative senza riprogettare l’elettronica o modificare l’architettura di controllo dei loro dispositivi.

Casi d’uso tipici per i display EVE

Ad esempio, consideriamo una macchina da caffè in produzione da decenni. Le generazioni precedenti potevano essere caratterizzate da pulsanti fisici con etichette stampate (ad esempio, “Espresso”, “Cappuccino”), seguite da modelli con semplici display alfanumerici. Ora, con le crescenti aspettative dei consumatori, un touchscreen più grande con icone dei prodotti e indicatori di stato a colori è considerato uno standard.

Invece di ricostruire il sistema con un nuovo processore e un nuovo software – un processo costoso e lungo – i produttori possono integrare un display EVE. In questo modo possono utilizzare l’interfaccia SPI del microcontrollore esistente e aggiornare solo il livello dell’interfaccia utente. La logica di produzione e gli algoritmi di controllo rimangono invariati. Questo approccio riduce i costi, accelera lo sviluppo e offre un’esperienza utente completamente rinnovata, fondamentale per una percezione positiva del dispositivo.

Limitazioni e considerazioni tecniche

Sebbene i display EVE offrano vantaggi significativi per semplificare lo sviluppo di sistemi embedded, è importante comprendere i loro limiti tecnici e architettonici. Queste limitazioni non sono necessariamente degli svantaggi: riflettono decisioni di progettazione deliberate volte a mantenere il sistema leggero, efficiente e facile da usare per la maggior parte delle applicazioni industriali e consumer.

Uno dei principi fondamentali delle visualizzazioni di EVE è il motore grafico predefinito, dotato di un potente set di funzioni integrate per il rendering degli elementi dell’interfaccia utente (come pulsanti, menu, cursori, barre di avanzamento e aree touch). Questo permette agli ingegneri di fornire istruzioni di alto livello per la visualizzazione piuttosto che inviare dati pixel per pixel. Tuttavia, questo significa anche che gli sviluppatori di prodotti sono limitati dalla portata delle funzionalità integrate, in modo similea come una libreria GUI fornisce solo ciò che è implementato nella sua API.

Inoltre, sebbene le funzionalità di memoria esterna siano state introdotte in EVE 3 e migliorate ulteriormente in EVE 4, la quantità di memoria a bordo è ancora limitata:

• I contenuti video o le ampie librerie di immagini devono essere precaricati durante la produzione,
• i contenuti dinamici devono essere trasferiti durante il runtime tramite SPI/QSPI, il che introduce una latenza.

Questo aspetto diventa particolarmente importante quando si progettano applicazioni che prevedono frequenti aggiornamenti in tempo reale di contenuti grafici complessi o di grandi dimensioni (ad esempio, transizioni animate, riproduzione di video o generazione di menu dinamici). Anche se queste funzionalità sono possibili, gli ingegneri devono essere consapevoli delle velocità di trasferimento e dei limiti di memoria per evitare colli di bottiglia nelle prestazioni.

Tuttavia, nella maggior parte delle applicazioni reali che trattiamo, i dispositivi non hanno limitazioni pratiche quando lavorano con i display EVE. Finché gli elementi dell’interfaccia utente, come pulsanti, menu o icone, vengono precaricati e memorizzati localmente nella memoria del display, le funzioni di rendering disponibili sono sufficienti per creare interfacce grafiche complete. Secondo l’esperienza di Riverdi, questa architettura copre la maggior parte delle applicazioni industriali e commerciali senza problemi.

Guardando al futuro, il miglioramento più atteso è il supporto per schermi di dimensioni ancora più grandi e con risoluzioni più elevate, abbinato alla stessa facilità d’uso che caratterizza la piattaforma di EVE. Il continuo sviluppo in questa direzione rimane una priorità nella roadmap dei prodotti Riverdi. In particolare l’introduzione di nuovi circuiti integrati in grado di alimentare schermi di grande formato mantenendo la semplicità delle generazioni precedenti.

Riepilogo: quando scegliere le visualizzazioni di EVE e come iniziare

I display EVE di Riverdi offrono una soluzione potente per gli ingegneri che vogliono accelerare il ciclo di sviluppo dei loro prodotti mantenendo la semplicità del sistema. Grazie al motore video, al controller tattile e alla memoria integrati, gli EVE eliminano la barriera d’ingresso tradizionalmente elevata associata alle interfacce grafiche avanzate nei sistemi embedded.

I display EVE sono ideali per due scenari principali:

1. Sviluppo di nuovi prodotti
   Quando il time-to-market è fondamentale e si preferisce utilizzare un microcontrollore a basso consumo, i display EVE ti permettono di implementare interfacce visivamente ricche e abilitate al tocco senza ricorrere a hardware o sistemi operativi complessi. Gestendo internamente quasi tutte le operazioni relative al display, il modulo EVE permette al sistema host di concentrarsi sulla logica dell’applicazione principale.
2. Modernizzazione dei prodotti legacy
   I display EVE sono la scelta ottimale per rinnovare i prodotti esistenti che in precedenza utilizzavano pulsanti fisici o schermi alfanumerici di base. In questo modo è possibile mantenere l’architettura originale del sistema, utilizzando interfacce di comunicazione familiari (come SPI o QSPI), offrendo al contempo un’esperienza utente completamente rinnovata con un minimo sforzo di riprogettazione.

Dove trovare documentazione, esempi e supporto

Per aiutare gli ingegneri a valutare e implementare in modo efficiente i display EVE, Riverdi fornisce una serie completa di risorse e strumenti di sviluppo:

• Catalogo prodotti e specifiche tecniche
  Esplora le dimensioni dei display, le risoluzioni e le versioni dei controller disponibili sul sito Riverdi (compresa l’ultima serie EVE4 che supporta display da 10,1″ e 12,1″ con risoluzione 1280×800).
• Esempi di codice e librerie
  Riverdi gestisce un repository GitHub attivo con esempi pratici per diverse piattaforme, tra cui Arduino, Raspberry Pi e le più diffuse famiglie di microcontrollori come STM32, XP e altri. Questi esempi sono ideali sia per la prototipazione che per i test.
• Documentazione e materiali di riferimento
  Sono disponibili online gratuitamente schede tecniche dettagliate, manuali d’uso e note applicative per supportare il tuo processo di integrazione, dalla configurazione dell’hardware allo sviluppo del firmware.
• Assistenza e consulenza diretta
  Se non sei sicuro che un display EVE sia adatto al tuo progetto o se hai bisogno di una guida nella scelta del modello ottimale, il team Riverdi ti offre assistenza tecnica diretta e può aiutarti ad adattare la soluzione alla tua applicazione.

In poche parole, i punti chiave da cui partire

Scegli i display EVE quando vuoi semplificare il tuo progetto embedded, ridurre i tempi di sviluppo o aggiornare completamente l’interfaccia del tuo prodotto senza aumentare la complessità del sistema.

Grazie alla tecnologia di visualizzazione intelligente e al supporto tecnico di Riverdi, la creazione di interfacce utente sofisticate non è più riservata ai sistemi di fascia alta. Ora è accessibile, efficiente in termini di costi e di tempo e pronta per essere utilizzata anche nelle applicazioni industriali più esigenti, comprese quelle mediche e militari.

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