在ARM Cortex-A8內核處理器及android操作系統上實現雙屏異像顯示應用

隨著ARM Cotex-A8與Android的組合越來越強大，其從智能移動終端如智能手機，平板電腦等消費電子領域滲透到各行各業的趨勢愈發明顯。但受制于芯片體系結構和操作系統構架的設計，在Android平臺上通常只能實現同步雙屏的一些應用，如下圖基于智能手機的顯示器應用或者基于平板電腦的投影儀應用：

圖1：手機接HDMI電視機

圖2：平板電腦接VGA投影儀

在這樣的應用中，大屏主要作為小屏的延伸，其目的是讓視頻或顯示界面的可視區域變大，以便讓觀看的體驗更好或者讓更多的人看到小屏上的內容。其操作的UI界面與內容界面都同時顯示在不同的屏上。專業上可稱為同步雙顯或稱雙屏同像技術。而對于性能弱一點的處理器或操作系統，由于大屏的分辨率限制及視頻格式的差異化，要想實現流暢清晰的同步雙顯必須在系統設計上下非常大的功夫，即便如此還會有許多不如人意的地方。就ARM內核的芯片來說，在其內核達到Cotex-A8級別，GPU達到1080P級別的時候，實現同步雙顯已經相對比較輕松，具有非常好的用戶體驗。目前已經基本上成為高端智能手機或者平板電腦的標配。

隨著移動世界往企業領域的滲透，我們經常會發現現實世界中有下面這樣的案例：

圖3：工業現場，工業液晶屏顯示器作為人機交互，另一塊大屏顯示流水線上的實時監控錄像，同時這個監控被嵌入式處理器經過視頻壓縮通過無線或有線網絡傳輸到中央控制室的服務器電腦上。

圖4: 地鐵優惠券廣告一體機：中間的屏作為人機交互操作界面如打印優惠唬團購查詢，上面的大屏則一直在進行廣告播放。

圖5：醫療智能終端：醫生用小型操作屏進行數據錄入交互操作，病人端或設備端的大屏則顯示采集的數據曲線。

圖6：汽車娛樂的異步多屏顯示。駕駛位的屏作為GPS導航，主操作界面，后座的屏則播放廣告或是電影供乘客娛樂。

在上述的傳統多屏顯示不同內容的解決方案多采用X86構架的工業主板，擴展若干顯卡，或者需要多塊類PC構架的產品來實現上述功能。如果能采用ARM構架的解決方案好處是顯而易見的。面向工業行業的ARM芯片的低功耗和高低溫屬性，加上其輕型化，便攜式的特性，大大擴展了產品部署和活動的范圍。同時成本也較采用PC構架的解決方案降低一半以上。

然而用基于ARM的處理器上實現上述雙屏異像解決方案需要非常高的技術積累，其在多通道顯示接口，不同的顯示設備的芯片及系統設計上都需要有較充足的經驗，同時對芯片層，硬件層，內核層，顯示框架層，操作系統框架層都需要有清晰的理解和研究，如果再結合多通道異步音頻，多通道異步視頻輸入則整個體系結構更加復雜，遠遠超出了當前移動智能終端的能力范圍。所以目前在Android下還沒有實現雙屏異像的成熟的標準接口和商業案例。

飛思卡爾的iMX53芯片是面向工業汽車領域的現有成熟的最高端ARM處理器，辰漢電子在其上實現了異步雙屏或稱雙屏異像顯示技術。此技術已經在嚴酷環境和豐富應用的車載，戶外廣告等領域成功應用。

圖7：基于iMX536的異步雙顯系統框圖。

該技術中，辰漢電子在深入研究i.MX53應用處理器顯示特點及Android顯示單元框架的基礎上，開發了擁有專利的自底向上的雙屏異像Framework，給應用開發者提供了標準的雙屏異像開發接口，主屏和次屏可任意切換，主屏上可實現任意android應用程序。次屏上可實現多層內容的顯示，可疊加文字、圖片、視頻等顯示信息，可進行顯示區域分割，并且不同層之間可alpha透明度混合，充分滿足了工業應用的需求，大大降低了實現上述工業類應用的技術門檻。

該技術的一個重要特點是，其給雙屏異像應用開發者提供的軟件接口與原生的Android應用開發接口無縫兼容，應用開發者使用Android SDK中原有的類、API即可在次屏上輸出顯示內容，并且像普通Android應用開發一樣，可以使用Java語言開發雙屏異像的應用程序，開發者在很短時間內即可熟練運用，開發非常方便。

毫無疑問，在當前和未來的很長一段時間內，CPU和OS的戰爭中，ARM和Android從移動設備出發，憑借著巨大的移動性優勢，一定會不斷蠶食Wintel聯盟的傳統工業嵌入式陣地。一個新的工業互聯網時代終究會呈現在人類的眼前。高性能雙屏異像技術的實現為拓展各種細分的應用領域提供了全新的想象空間。