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采用QT+OpenGL ES方案進行開發硬件平臺

特斯拉Model S問世,到最近的小鵬汽車G3的上市,在新能源汽車、智能互聯網高速發展的背景下,越來越多的車型摒棄了傳統的機械儀表,進而搭載顯示效果更加酷炫、內容更加豐富的虛擬液晶儀表。

硬件平臺

本虛擬3D儀表采用高性能的i.MX8系列四核CPU,搭載汽車級DDR4內存以及eMMC存儲器;i.MX8系列處理器支持圖形,視頻,圖像處理,音頻和語音功能,是安全認證和高效性能要求的理想選擇。BSP配有高度優化的驅動程序和軟件,可為嵌入式工業和汽車市場提供廣泛的支持和應用。

  • 汽車級高性能Cortex-A35四核CPU,工作頻率高達1.2GHz;

  • 汽車級高性能Cortex-M4 CPU,工作頻率達266MHz;

  • 搭載汽車級DDR4 SDRAM和eMMC Flash;

  • 支持嵌入式Linux系統,支持Qt圖形庫;

  • 支持2路MIPI/LVDS,可實現雙屏顯示,最高達[email protected]

  • 支持GPU GC7000L硬件圖形加速,運算能力達64GLOPS;

  • 支持OpenGLES2.0、OpenGLES3.0,可實現3D模型加速渲染;

  • 上電快速啟動,3秒即可顯示,可根據實際應用進一步優化。

在顯示方面,采用LVDS輸出,外接1280*480顯示屏,其框圖如圖1所示。

圖1 系統功能框圖

軟件平臺

采用QT + OpenGL ES方案進行開發,Qt 是一個跨平臺的C++++圖形用戶界面應用程序框架。它提供給開發者建立圖形用戶界面所需的功能,廣泛用于開發GUI程序,也可用于開發非GUI程序。Qt是完全面向對象的,很容易擴展,并且允許真正地組件編程。OpenGL ES作為一種跨平臺、跨編程語言的軟件接口,其可為軟件與圖形加速器之間提供功能強大且靈活的底層交互途徑,良好的可移植性也使得OpenGL ES廣泛應用于3D圖形界面的開發。

運行效果

該虛擬儀表界面顯示精美、酷炫,儀表功能完善,同時在開發板上運行流暢,其運行效果圖如圖2所示。

圖2 運行效果圖

利用NXP提供的Vivante vAnalyzer工具,對該程序進行分析,得到性能分析曲線如圖3所示。圖中Chart 1,紫色為Driver utilization(驅動器利用率)、棕黃色為GPU utilization(GPU利用率);Chart2中,藍色為Total cycles(GPU總周期)、灰色為Total idle cycles(GPU總空閑周期)。根據曲線數據,主要參數整理如表1所示。

圖3 虛擬儀表性能曲線

表1 關鍵性能參數變化情況

測試結果可以看出,i.MX8系列功能強大,運行該虛擬儀表,其GPU利用率不超過10%,為以后的擴展留有充足的余量,如外接中控屏,引入3D導航等。

原文標題:是時候告別傳統的機械儀表了-- i.MX8虛擬儀表

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