„Sie bekommen, wofür Sie bezahlen“ stimmt nicht immer. Beim Entwurf einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) und der Erstellung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist das Ziel immer, zu bekommen mehr als Sie bezahlen. Auf Mikrocontrollereinheiten basierende Systeme (MCUs) sind weniger komplex und teurer als Systeme auf Chips (SoCs), da sie weniger Funktionalität bieten. Dies bedeutet jedoch nicht immer Qualitätseinbußen, um Kosten zu senken, und es ist durchaus möglich, eine GUI auf Smartphone-Niveau auf kostengünstiger Hardware bereitzustellen.

Mikrocontrollereinheiten halten die Stücklistenkosten (BOM) niedrig, bieten relativ kleine Größen und haben geringerer Leistungsbedarf und Ressourcen. Trotz der relativen Einfachheit von MCUs im Vergleich zu SoCs (und manchmal gerade deswegen) können Produktteams mit MCUs immer noch eine hervorragende Benutzeroberfläche (UI), Benutzererfahrung (UX) und Grafik erzielen.

Überlegungen und Herausforderungen

Der relevanteste Fokus liegt in der Regel auf der Bereitstellung einer attraktiven, glänzenden, modernen GUI auf einer MCU. Da MCUs architektonisch einfacher sind als SoCs, bieten sie weniger interne Ressourcen. Die Herausforderung besteht darin, die begrenzten Ressourcen einer MCU optimal zu nutzen, um ein nützliches HMI zu entwickeln. Das Erkennen und Überwinden von Hindernissen wird durch durchdachtes Erfassen von Anforderungen und Zuordnen dieser Anforderungen zu den verfügbaren MCU-Ressourcen ermöglicht.

Die Kosten für Engineering, Produktion und Wartung sind wichtige Überlegungen zu Beginn der Anforderungserfassungsphase sowie während des gesamten GUI-Entwicklungsprozesses. Der Mikrocontroller selbst macht einen erheblichen Teil der Stücklistenkosten aus, aber die Beantwortung der folgenden Fragen hilft den Teams, die Komplexität einer eingebetteten GUI zu bewältigen:

  • Wie viele eindeutige GUI-Bildschirme und Bildschirmvorlagen benötigen wir?
  • Wie viele Bilder brauchen wir – und in welchen Dateitypen?
  • Welche Sprachen und Schriftarten brauchen wir für die Internationalisierung?
  • Welche Animationen oder Übergänge müssen wir unterstützen?
  • Mit welcher Art von Display arbeiten wir (in Bezug auf Breite, Höhe, Pixel und Farbtiefe)?
  • Müssen wir Updates oder Over-the-Air-Programmierung (OTA) bereitstellen?
  • Wie und wo speichern wir die Anwendung, Assets und Daten?

Mit dieser Liste können Sie eine Anforderungsliste für Ihre GUI ableiten, die dann auf die verfügbaren Ressourcen der MCU abgebildet werden muss.

Die Lösung der Speicherprobleme, die MCU-basierte GUI-Designs plagen, kann eine Herausforderung sein. Das Gleichgewicht zwischen Assets, die Flash zugeordnet sind, und RAM, das zur Laufzeit verbraucht wird, wirkt sich auf die Asset-Verwaltung und die GUI-Leistung aus. Flash-Speicher eignet sich hervorragend für Inhalte, die nicht aktualisiert werden müssen, wie z. B. Ihr Code und konstante Daten. RAM ist ideal für dynamische Inhalte, insbesondere Inhalte, auf die häufig zugegriffen, gelesen und geschrieben werden muss. Leider ist RAM teurer und erfordert eine kontinuierliche Stromversorgung.

Leistung und Zugriffsgeschwindigkeit sind entscheidend für die Gesamtqualität von UI und UX. Altias DeepScreen-Codegenerierungsarchitektur hilft bei der richtigen Größe von Bildpuffern und der Steuerung des Farbformats der grafischen Elemente, um die Speicherbandbreite zu reduzieren. Altia DeepScreen unterstützt Hardware-Layer, sofern auf der Hardware verfügbar, sodass es möglich ist, Aktualisierungen auf dynamischen Inhalts-Layern vorzunehmen, während andere Layer-Grafiken statisch bleiben, wodurch die Systemlast wie der dynamische Speicherbedarf weiter reduziert wird.

Lösungen zur automatischen Codegenerierung wie Altia DeepScreen bieten Vorteile gegenüber der manuellen Codierung, die wird oft zum Alptraum bei der Pflege einer GUI.

Vorteile der Verwendung von Altia mit Mikrocontroller-Einheit-GUIs

Teams können den GUI-Editor und den modellbasierten Entwicklungsprozess von Altia verwenden, um die Zusammenarbeit zu verbessern. Sobald das Design gut aussieht, wird es durch die Codegenerierung fast sofort zum Leben erweckt. Neben der verbesserten Zusammenarbeit ergeben sich daraus drei Hauptvorteile:

  1. Optimierung der Codegröße – Den Code so klein wie möglich zu halten, hilft dabei, die Grenzen der begrenzten Speicherressourcen einer MCU einzuhalten. Beispielsweise hilft die Verringerung des Arbeitsspeichers dabei, weniger Strom zu verbrauchen, um die Batterielebensdauer so lang wie möglich zu machen.
  2. Produktions- und Wartungskosten – Die Verringerung der Anforderungen an Speicher und Stromversorgung trägt dazu bei, die Stücklistenkosten niedrig zu halten. Einfachere Layouts für Leiterplatten (PCB) können die Kosten bei der Zusammenarbeit mit Lieferanten senken.
  3. Geschwindigkeitsoptimierung – Eine langsame GUI ist eine schlechte GUI, und eine hohe Latenz kann die UX zerstören. Die Kombination aus ausgewogener GUI-Software mit hochleistungsfähigem Code und optimierten grafischen Assets ist der Schlüssel, um bei Kunden und Benutzern einen guten ersten Eindruck zu hinterlassen.

Dies sind die drei wichtigsten Gründe, warum Teams Altia vertrauen, wenn es um die Entwicklung revolutionärer GUIs geht. Beispielsweise hat das Team von Tandem Diabetes Care Software entwickelt, um eine vollfarbige Touchscreen-GUI bereitzustellen, die läuft eine Woche mit einem kleinen Akku. Das Team von Cypress (jetzt Infineon) brachte erfolgreich reichhaltige Grafiken auf Automobildisplays Unterstützung der HMI-Codegenerierung für MCUs. Die Bereitstellung von GUIs für mikrocontrollerbasierte GUIs ist Teil der DNA von Altia. Aus diesem Grund ist unsere Lösung die erste Wahl für eingebettete GUIs für Displays aller Art – von kosteneffizienten MCUs bis hin zu hochmodernen Hochleistungs-SoCs – alle mit einer gemeinsamen Designlösung.

Warum Altia für eingebettete GUIs auf Mikrocontrollereinheiten?

Altia ist eine Concept-to-Code-Grafiklösung mit allem, was Sie zum Entwerfen, Entwickeln und Bereitstellen von GUIs auf MCUs benötigen. Sie können Ihr bevorzugtes Grafiktool verwenden, um Kunstwerke zu erstellen. Verwenden Sie dann die GUI-Entwicklungssoftware von Altia, um Ihre Benutzeroberfläche auf einer Bare-Metal-Bereitstellung oder einem beliebigen MCU-kompatiblen Betriebssystem (wie z FreeRTOS) mit nur wenigen Klicks. Der modellbasierte Workflow ist unkompliziert genug, um ein schnelles Prototyping, laufende Benutzertests und schnelle Iterationen zur Verbesserung der UX zu ermöglichen.

MCU-orientierte Architektur

Da der Codegenerator von Altia optimierten Code ausgibt, ist alles leicht genug für Ihre Mikrocontrollereinheit. Sie können die Leistung sogar während der Entwicklung testen, da Altia DeepScreen automatisch Code generiert. Unsere DeepScreen-Lösung wurde speziell entwickelt, um das Beste aus den Funktionen ausgewählter Hardware (einschließlich dieser ressourcenbeschränkten MCUs) zu machen all diese Hardware (und mehr) intelligenter arbeiten.

Vielseitigkeit

Wir erweitern die Palette der Unterstützung für die Codegenerierung weiterhin auf verschiedene Typen of MCUs um Optionen zur Überwindung eines Chipmangels oder anderer Herausforderungen in der Lieferkette bereitzustellen. Wenn Sie einen Pivot vornehmen oder sogar eine GUI erstellen müssen, um über mehrere Hardwarekonfigurationen hinweg zu arbeiten, gibt Ihnen DeepScreen die Flexibilität, dies zu tun. Ihr GUI-Modell ist portabel genug, um für ein neues Produkt oder Produkt der nächsten Generation von einer Mikrocontrollereinheit zu einer Mikroprozessoreinheit oder umgekehrt zu wechseln.

Power

Die Altia Tool Chain ist mit einer Reihe von MCU-basierten eingebetteten Grafikanwendungen kompatibel. Die Mission ist es, die leistungsstärkste GUI auf der kostengünstigsten Hardware zu liefern. Allerdings sind der Software-Editor und der Code-Generator fortschrittlich genug, um fortschrittliche Grafiken mit ausgefeilten Grafiken bereitzustellen, während 3D-GPUs ihren Weg in kosteneffiziente, kleinere MPUs finden oder wenn ein hochmodernes SoC eine GUI-Anwendung abfeuert.

Altia unterstützt Unternehmen dabei, leistungsstarke GUIs auf Prozessoren mit nahezu beliebiger Leistung zu installieren. Viele Produktteams kommen zu uns, weil sie noch nie MCU-basierte GUIs in Betracht gezogen oder noch nie Hardware ausgewählt haben. In diesen Fällen unsere Kickstart-Dienste helfen Teams bei der Auswahl der Hardware und optimieren die Grafik entsprechend.

Die Software und Services von Altia sind so konzipiert, dass sie jeden Schritt der Produktreise unterstützen, vom Konzept bis zur Produktion. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr zu erfahren oder Loslegen.