【经验】基于瑞萨MCU RH850/D1M1H芯片开发汽车7寸屏组合仪表的解决方案

时间： 2021-01-21 来源：世强

今天介绍一款自己在项目开发中所用到的MCU芯片，瑞萨平台RH850/D1M1H系列，具体型号为：R7F701406EABG#AC0。瑞萨RH850/D1M1H应用在大尺寸显示屏的组合仪表上有着很好的显示效果和便捷的开发过程。瑞萨RH850系列MCU在硬件上是基于传统32位的RH850单内核，芯片内部休眠和唤醒的电源模式切换简单，而市场上其他大多数基于ARM架构的多个内核的芯片，需要通过内核切换低功耗的电源模式。RH850内部有着较大的VRAM，最大可达3MB，在访问外部SDRAM的时候速度较快。RH850系列MCU的GPU资源支持2D图形加速，支持OpenVG1.1，最大可驱动显示屏分辨率为1280*480。另外，瑞萨官方提供了RGL图形库，在软件开发过程中可缩短开发时间，且软件架构在传统的RH850单内核架构上更易移植。此款微控制器R7F701406EABG#AC0适用于汽车组合仪表。

方案实现

本方案是基于瑞萨RH850/D1M1H芯片开发的一款商用车组合仪表。方案采用的主控芯片是瑞萨RH850/D1M1H，型号为R7F701406EABG#AC0，BGA封装，引脚数量272。

组合仪表硬件主要由电源系统、主控系统，TFT显示系统，LED报警系统，指针显示系统，CAN通讯模块等。

1、本方案组合仪表的硬件构成框图如下图2所示：

图2：仪表硬件系统框图

2、本方案组合仪表的功能框图如下图3所示：

图3：仪表功能框图

以上是仪表的各大功能框图，其中7寸的TFT显示屏使用的是信利的TFT1P1848-E，分辨率为800RGBx480，接口类型RGB888，背光可调，显示的内容有油量、气压、水温、胎压、油压、电压、里程、时间、以及车辆行驶状态动态画面等信息。

3、本方案组合仪表效果图如下图4所示：

图4：仪表效果图

4、本方案组合仪表PCBA结构

本方案的PCBA结构采用核心板+底板的形式，PCBA实物如下图5所示：

图5：仪表PCBA实物图

核心板部分采用 MCU（型号R7F701406EABG#AC0） + SDRAM（型号IS45S32400F-7TLA1） + nor Flash（MX25L25635FZ2I-10G）方式。

图6：仪表核心板部分框图

本仪表具有休眠功能，可以使得在休眠状态下达到最低功耗。主芯片内部在电源系统上分为两个电源域，AWO（Always-on-area）和ISO（Isolated-area），AWO电源域是任何状态下都保持供电的，ISO电源域只是在仪表唤醒的状态下保持供电，当仪表处于休眠状态下只有AWO电源域供电，此时，AWO电源域功耗极低，从而达到低功耗效果。MCU内部可以通过软件控制切断ISO的电源域供电，使仪表进入休眠模式。主控芯片带有时钟功能，在无网络校准状态下，在低功耗模式下，休眠中的仪表也可通过内部的时钟模块给仪表提供时钟，只需在主芯片外接一个32.768k的晶振为时钟模块提供时钟振荡信号。

主控芯片GPU具有液晶驱动模块，接TFT显示屏的接口为RGB888，还可以提供HSYNC和VSYNC信号，以下图7、图8为显示部分电路。

图7：主控芯片显示部分接口

图8：显示屏接口处电路

图9：核心板原理图

仪表的主要功能显示在TFT液晶屏上，有图标、图片、动画显示，显示这些图片和动画都需要较大的RAM和Flash来缓存和存储图片，对硬件的要求是显示驱动模块需double buffer模式来处理图片的显示和图像的混合。主控芯片的GPU资源支持2D图形加速，支持OpenVG1.1。对于用户而言，主控芯片可以在上电瞬间在显示开机动画。这与运行操作系统显示动画的芯片相比较来说，开机显示速度要快很多。

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型号- R5F56604EDFB,R5F56604GGFB,R5F56609AGFB,R5F56609GDFB,R5F56604EDFP,R5F56604BDFN,R5F56604DGFN,R5F56604DGFM,R5F56604BDFP,R5F56604DGFP,R5F56609DDFN,R5F56609DDFM,R5F56609FGFP,R5F56609DDFP,R5F56604BDFB,R5F56604DGFB,R5F56609FGFB,R5F56604BDFL,R5F56604BDFM,R5F56609DDFB,R5F56604AGFM,R5F56604AGFL,R5F56609ADFP,R5F56609CGFP,R5F56604AGFP,R5F56604AGFN,R5F56609ADFN,R5F56609CGFN,R5F56609CGFM,R5F56609ADFL,R5F56609ADFM,R5F56609EDFB,R5F56609GGFB,R5F56604GDFP,R5F56604AGFB,R5F56609DGFP,R5F56604DDFP,R5F56604FGFP,R5F56609BDFL,R5F56604GDFB,R5F56609BDFP,R5F56609DGFN,R5F56609BDFM,R5F56609DGFM,R5F56609BDFN,R5F56609DGFB,R5F56609BDFB,R5F56604FGFB,R5F56604DDFB,R5F56604DDFM,R5F56604DDFN,R5F56604ADFP,R5F56604CGFP,R5F56609AGFP,R5F56604ADFN,R5F56609AGFM,R5F56604ADFM,R5F56609AGFN,R5F56604CGFM,R5F56604CGFN,RX660 GROUP,R5F56609AGFL,R5F56609GDFP,R5F56604CGFB,R5F56609CDFB,R5F56609EGFB,R5F56604ADFB,R5F56604ADFL,R5F56609BGFP,R5F56609BGFN,R5F56609HDFP,R5F56609BGFL,R5F56609BGFM,R5F56604FDFB,R5F56609BGFB,R5F56604HGFB,R5F56604FDFP,R5F56604HGFP,R5F56609HDFB,R5F56604CDFP,R5F56604EGFP,R5F56609EDFP,R5F56609GGFP,R5F56609ADFB,R5F56609CGFB,R5F56604EGFB,RX660,R5F56604CDFB,R5F56604CDFM,R5F56604CDFN,R5F56604BGFP,R5F56604BGFL,R5F56604BGFM,R5F56604BGFN,R5F56609HGFP,R5F56609FDFP,R5F56604BGFB,R5F56609FDFB,R5F56604HDFP,R5F56609HGFB,R5F56604GGFP,R5F56609CDFM,R5F56604HDFB,R5F56609EGFP,R5F56609CDFP,R5F56609ADFB#30,R5F56609CDFN

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型号- NP82N055NUG,SUPERH,NP80N04NUG,ΜPD166033T1U,NP60N04VUK,NP45N06PUK,NP75N04YUK,RSF10BGC,RSF10BGD,NP75N04YUG,NP35N04YUG,RSF10BGE,RSF10BGF,R5S726A2P216FP,R5S726B0P216FP,R5F10DMJXFB,NP80N055NDG,R5S72670W144FP,R5F 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