ST發布的TouchGFX 4.15，它可以在低功耗微控制器上實現更豐富的 UI。還推出了首款 2.2 英寸 SPI 顯示 Nucleo 擴展板X-NUCLEO-GFX01M1。最終，這兩種解決方案都將允許工程師設想一個材料清單 （BOM） 約為 5 美元的系統。因此，它代表了一個獨特的機會，可以提供一種與具有成本效益的產品進行交互的新方式。此外，我們提供了一個擴展包，可將新的顯示板與NUCLEO-G071RB 一起使用立即基地。此外，使用 TouchGFX Designer 的開發人員可以通過簡單的拖放操作訪問預編譯的演示應用程序。TouchGFX 可供下載，X-NUCLEO-GFX01M1 可在分銷商或 ST.com 網站上購買。

要有光……和圖形

業界繼續見證嵌入式系統上圖形界面的日益普及。這是我們在本世紀初提到的趨勢之一。我們在 ST 博客上介紹的每個版本的 TouchGFX 都帶來了CacheableContainers或Optimized Texture Mapper等基礎功能。每次框架更新都幫助 ST 合作伙伴在通常沒有的產品上運行新的和更豐富的界面。

在嵌入式系統上啟用 UI 仍有很多工作要做，而具有成本效益的 MCU 也面臨著獨特的挑戰。當經理們試圖降低成本時，要求使用顯示器是很困難的。設計人員知道 GUI 可以極大地改善用戶體驗。系統可以顯示有意義的消息，而不是晦澀的錯誤代碼。同樣，加載條或動畫可以更好地顯示正在發生的事情，甚至可以吸引新用戶。然而，當一家公司想要優先考慮具有成本效益的 MCU 時，設計人員可以做些什么呢？X-NUCLEO-GFX01M1 和 TouchGFX 4.15 提供了獨特的答案。

X-NUCLEO-GFX01M1 和 TouchGFX 4.15，物料清單為 5 美元

2.2英寸顯示屏

在許多嵌入式設計中，顯示器是單個最昂貴的組件。盡管如此，許多人都明白，在嘗試改善用戶體驗時，它也不是奢侈品，而是必需品。即使是簡單的 2 英寸顯示屏也能創造奇跡。此外，由于小屏幕尺寸意味著幾乎總是不需要觸摸層，因此顯示器的成本是合理的。實際上，表面不足以提供令人滿意的觸摸界面。然而，以合適的價格采購合適的設備絕非易事。簡而言之，以 5 美元或更少的 BoM 告終是一件令人頭疼的事情。

ST 針對這個問題的解決方案是推出 X-NUCLEO-GFX01M1。在 BOM 中，擴展板的 2.2 英寸 QVGA （320 x 240）顯示器大約需要 3 美元到 3 美元半。因此，大多數使用這種顯示器的嵌入式系統的總 BOM 約為 5 美元。我們的數字包括 MCU、外部閃存和兩層 PCB 等。里程數將根據 Flash 的數量、MCU 等而有所不同。盡管如此，工程師們可以開始使用 X-NUCLEO-GFX01M1，因為他們知道大約 5 美元的 BOM 是觸手可及的。

X-NUCLEO-GFX01M1 的第一步

為了幫助工程師試驗 X-NUCLEO-GFX01M1 顯示板，我們還推出了一個軟件擴展包。它將包含 NUCLEO-G071RB 板的驅動程序和簡單的“Hello World”示例。X-CUBE-DISPLAY解決方案與 STM32Cube 生態系統的最新更新兼容。然后，開發人員可以在將驅動程序或應用程序移植到另一個 STM32 MCU 時研究我們的實現。此外，TouchGFX Designer 可以為經濟高效的 STM32G017 Nucleo 板和 X-CUBE-DISPLAY 運行三個演示。這些應用程序作為完整的源項目提供，并在開發人員實施他們的解決方案時為他們提供幫助。使用STM32G071的應用模板時，這些演示也可以快速啟動原型和 X-NUCLEO-GFX01M1 顯示器。

SPI閃存

另一個傾向于增加材料清單的組件是外部內存映射閃存。根據圖形界面，某些資產可能不適合嵌入式內存。QSPI 閃存因其速度而在此類設計中是傳統的。然而，任何致力于成本效益解決方案的工程師都知道 QSPI 閃存也非常昂貴。因此，在優先考慮成本時，此類外部模塊通常是不可能的。TouchGFX 4.15 通過允許使用廉價的未映射 SPI 閃存來應對這一挑戰。內存可以存儲圖形和字體，從而打開了多語言界面的大門。它還允許工程師將其 BOM 保持在令人夢寐以求的 5 美元范圍內。

X-NUCLEO-GFX01M1 和 TouchGFX 4.15 在低功耗 MCU 上實現更高性能

優化的部分幀緩沖

開發人員面臨的另一個主要挑戰是在較小的 MCU 上運行接口的能力。例如，為依賴 Cortex-M0+ 內核的系統創建 GUI 可能會很棘手。不幸的是，這通常也意味著 RAM 和 Flash 很小。傳統上，最小的圖形界面需要大約 200 KB 的幀緩沖區。然而，當像 STM32G071 這樣的微控制器只有 36 KB 的 RAM 時，這可能是一個真正的問題。TouchGFX 4.15 通過高度優化的部分幀緩沖解決了這個問題。該功能非常高效，可以將幀緩沖區的大小保持在 6 KB。考慮到框架的應用程序數據，一個入門級 UI 總共只需要 16 KB 的 RAM 即可運行。

部分幀緩沖功能首次出現在 TouchGFX 4.12 中。它的工作原理是僅存儲系統將更新的屏幕部分。該技術在時鐘、加載條或圖表等短動畫上表現得更加出色。自從引入部分幀緩沖以來，TouchGFX 進行了重大優化以減少內存需求。因此，TouchGFX 4.15 具有象征意義，因為它揭示了我們多年努力的功能的全部潛力。我們還推出了智能部分屏幕更新。該功能補充了部分幀緩沖以優化屏幕上的更新順序。該過程節省了資源，從而允許在同一時期進行更多更新。

ST 更新了 TouchGFX 文檔，以幫助開發具有成本效益的嵌入式系統的開發人員：

使用部分幀緩沖區

STM32G071 和 X-NUCLEO-GFX01M1 上的 TouchGFX 開發

使用串行閃存

未映射的 Flash 中的字體

動畫和小部件

開發人員現在面臨的挑戰是利用部分幀緩沖。實際上，它要求團隊考慮最適合此功能的動畫類型。例如，傳統的滑入式過渡需要整個屏幕刷新。然而，一些擦除動畫更有效，并且在小幀緩沖區的限制下仍然令人印象深刻。我們更新了 TouchGFX Designer 以幫助工程師利用擦除動畫。我們還添加了一個圖形小部件以更好地顯示順序數據或調整顏色和布局。因此，開始為低功耗系統設計創建 UI 變得更加容易。

審核編輯：郭婷