第 27 个世界读书日。海信阅读手机官方于 5 月 11 日召开新品发布会,推出了全新墨水屏产品,采用了高通方案和展锐方案。10年前作者有幸参与了一款德州仪器方案的电子书设计开发,虽然该方案德州仪器已经放弃推广,但是对我们了解电子书设计原理还是有参考意义。
先了解一些名词:
E-book:Electronic Book,可以将指定的书籍文档编码为数字量,并且可以像书籍一样用来阅读。
EBR:E-book reader,可以存储多个电子书籍的E-book。
E-paper:E-books中的一种技术,是一种类似于纸张新型的屏幕技术。
EPD:Electrophoretic displays ,电泳显示器。
E Ink:提供EPD的供应商之一。
SiPix:提供EPD的供应商之一。
电子书方案简介:
2009年是电子书市场发展历史上具有转折性意义的一年,各大制造商和开发商都在竞相满足这一新兴市场的客户需求。针对开发差异化设备的需求,德州仪器宣布推出采用 OMAP 3 处理器的电子书开发平台,帮助制造商及开发商迅速完成产品规划,加速创新型电子书阅读器上市。
德州仪器的综合性平台采用电泳 (electrophoretic)显示器,内建有全新的OMAP3621应用处理器、全新的TPS6518x电子纸显示器 (EPD) 电源管理IC,以及其他德州仪器模拟解决方案和广域网联机支持。这一全新电子书开发平台可提供稳定的多任务处理环境,并同时支持使用CPU、多媒体及图形引擎的不同应用程序。
OMAP3621处理器能够让使用者在以电泳显示器阅读最喜爱的电子书的同时,以第二个显示器在网络中搜寻下一次购买的书籍。该处理器采用内建ImaginationPOWERVR3D图形加速功能的高性能ARM CortexTM-A8CPU,并采用德州仪器广受肯定的C64xDSP技术进行多媒体加速。
这一解决方案的外型尺寸相对较小,因此得以呈现时尚的设计外观,同时能够降低功耗与提升性能,所有这些优点都有望改变消费者对电子书的使用体验。该款处理器也为可编程架构设计提供了特别的灵活性。运用OMAP平台的可编程特性,能够让客户将装置设计得更为与众不同,在市场中独领风骚。
OMAP3621主要应用在如下几个方面:
eBook Reader
Digital Tablet
低端智能电话
便携式多媒体平台设备
个人导航设备
OMAP3621主要特性
OMAP3621主要包含的功能模块
SDRC:SDRAM controller,控制SDRAM存储设备。
GPMC:general-purpose memory controller,对存储设备如:NAND/Nor Flash,SRAM等设备进行控制。
DSS:Display sub-system,控制如LCD Panel,VGA等输出。
Camera:Camera接口,可连接外部图像获取设备。
SDMMC:SD卡,MMC卡等设备控制。
HS-USB-OTG:一个高速OTG USB控制器。
UART:universal asynchronous receiver/transmitter,串口设备。
McBSP:multichannel buffered serial port,包含3组McBSP接口。
I2C:包含两个功能相同I2C模块。
McSPI:multichannel serial port interface,同步串行总线接口。
GPIO:包含6组GPIO口。
SDMA:system direct memory access,直接内存访问。
IVA2.2:Imaging video and audio,视屏音频处理。
2D/3D graphics accelerator:2D/3D图形加速处理。
TI eBOOK Reader模块分析
在很多的电子书设计中,我们都看到有EPD的身影,那EPD是什么东西呢?EPD又称电泳显示器,是类纸式显示器较早发展的显示技术,是利用有颜色的带电球,藉由外加电场,在液态环境中移动,呈现不同颜色的显示效果,其代表厂商包括E-Ink与Sipix。即EPD就是一种纸式显示器。
TI电子书简单的功能
SDRAM模块:采用Micron公司大小为32M x 32=1G的Mobile DDR SDRAM——MT46H32M32LFCM_A作为SDRAM。
FLASH MEMORY模块:采用型号为SDIN3C2-16G的iNAND,作为flash存储器。iNAND=NAND+控制器+软件(类似于TF卡的IC封装)。
外部扩展总线接口:预留外部扩展总线接口。
系统电源管理:整个系统的电源管理采用电源管理IC TPS65921,通过USB OTG,I2C,系统IO等连接控制。
SD Card模块:预留SD卡模块接口(J77)。
BT,WIFI,FM模块:采用集成Bluetooth,WIFI,FM等功能的IC WG7310,在方便使用无线模块的同时,简化了硬件电路的设计。
广域网模块接口:预留mini PCI-E接口(J5),以用来外接3G,4G模块。
Keyboard模块:采用矩阵式键盘作为ebook的一种输入设备。
EPD Panel模块:采用TPS65180作为EPD Panel的电源供给IC。
预留有Touchscreen接口(JP1),使得在EPD Panel上可以使用触摸屏设备。
预留E-INK_9.7”(J8)和E-INK_6” (J15)EPD设备接口。
采用Xilinx CPLD作为EPD Panel的数据输入锁存缓冲器件。
预留电池接口:预留了两个电池接口(J10,J8_1)。
USB Host接口:预留一个mini USB设备接口(J9)。
声频设备模块:采用音频编解码IC TLV320AIC3111作为音频设备的输入输出编解码设备。
其他接口:
UART接口—J14。
CPLD JTAG接口—J7。
GPMC接口—J13。
OMAP3621 JTAG接口—J12。
LCD接口—J19,J3。
电子书启动流程
从ROM Code开始执行到整个系统启动的整个流程如图所示:
ROM 执行步骤:
step1:基本硬件配置及初始化;
step2:是否执行fast external booting;
step3:根据sys_boot pins建立启动顺序清单;
step4:根据启动清单连续地执行memory booting或者peripheral booting;
step5:从固定内存设备启动;
step6:从外围接口启动;
step7:执行镜像文件。
从step1到step4,由ROM Code进行自动执行,需要根据外部系统启动引脚设置。如根据sys_boot[5:0]来建立启动顺序清单。
在ROM Code启动方式中,只是说到了两种启动方式:外围接口启动和内存设备启动,在图中的step2阶段,这个Fast External Booting启动应该也属于内存设备启动的一种,但是在OMAP3621的datasheet中,却又将其单独的来讲述。这里也将其看做一个独立的启动方式。
总结,本文介绍了德州仪器的电子书方案和开机启动过程,希望你能从中初步了解电子书的构成。
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