Компания Atmel представила новое семейство maXTouch™ контроллеров емкостных сенсорных экранов, которые способны обнаруживать неограниченное количество одновременных прикосновений с частотой 250 Гц. Новая технологическая платформа maXTouch предназначена для разработки сенсорных экранов с диагональю до 10 дюймов с возможностями управления масштабом и вращением изображения, ввода рукописного текста и распознавания формы. Кроме того, новое решение для построения сенсорных экранов выполнено с использованием запатентованной Atmel технологии переноса заряда, которая улучшает возможности традиционных решений основанных на контроле взаимной емкости и собственной емкости до рекордно-высокого уровня.

При разработке контроллеров maXTouch учитывалось, что помимо отличных возможностей контроля емкостного сенсорного экрана, они также должны обладать наименьшим в промышленности электропотреблением и широкими возможностями по конфигурации для удовлетворения всевозможных требований к современным пользовательским интерфейсам. Первым представителем семейства стал контроллер mXT224. Он поддерживает сканирование до 224 узлов и точно формирует информацию о позиции неограниченного количества одновременных прикосновений с периодичностью 4/1000 секунды (4 мс). Благодаря большому числу контролируемых узлов и высокому быстродействию, mXT224 позволит создавать сенсорные экраны с улучшенными функциональными возможностями, в т.ч. подавление случайных прикосновений, распознавание жестикуляций растягивания и вращения изображения, ввод рукописного текста и распознавание форм, в т.ч. прикосновения лица к экрану телефона или нетбука с диагональю до 10 дюймов.

За счет интеграции в одном кристалле всей схемы, необходимой для работы с сенсорным экраном емкостного типа, контроллеры maXTouch позволят создавать полностью интегрированное однокристальное решение без каких-либо дополнительных внешних компонентов, минимизируя за счет этого себестоимость решения и размеры печатной платы. С помощью нескольких контроллеров mXT224 можно добиться снижения интервала между обнаруживаемыми прикосновениями на экранах повышенных типоразмеров. В настоящее время несколько ведущих OEM-производителей телефонов, нетбуков и другой потребительской электроники ведут разработку сенсорных экранов на основе прогрессивного контроллера mXT224.

"До 2013 года мировая потребность в модулях сенсорных экранах будет оцениваться суммой более 6.4 млрд. долларов США, что сделает сенсорные интерфейсы самым быстроразвивающимся сегментом индустрии дисплеев. Решения, способные обнаруживать несколько прикосновений, дают существенные преимущества во многих применениях и, в связи с этим, появление новой продукции Atmel является очень своевременным. Мы с большим интересом будем наблюдать за её внедрением ", - заявил вице-президент корпорации iSuppli Джо Абельсон (Joe Abelson).

mXT224 - первая ИС для построения сенсорных экранов емкостного типа. При рисовании или введении подписи и распознавании символов, благодаря отношению сигнал-шум 80:1 и очень высокой частоте сканирования, она может обнаруживать прикосновения не только пальцев, но также и перьевых указателей, ногтей и перчаток. Большое отношение сигнал-шум очень важно для точности обнаружения смежных или слабых сигналов, способствует повышению точности формируемой информации при работе в зашумленной среде, созданной РЧ трансиверами, ЖК-дисплеями и зарядными устройствами. Решения, не обладающие достаточно высоким отношением сигнал-шум, характеризуются повышенным электропотреблением и сниженным быстродействием, что является следствием применения дополнительных каскадов фильтрации и обработки для выделения слабых сигналов из сильно зашумленной среды. Для сравнения, ближайшее конкурирующее и доступное в продаже решение сенсорного экрана поддерживает вдвое меньше количество узлов, чем mXT224, характеризуется частотой сканирования экрана 83 Гц (на 66% меньше) и отношением сигнал-шум 25:1 (на 66% меньше). Помимо наилучшего отношения сигнал-шум, контроллер maXTouch также предлагает улучшенные алгоритмы для подавления шума. Благодаря им, конечная продукция будет обладать предельной стойкостью к действию переходных помех.

Технологии взаимной емкости и переноса заряда

Команды инженеров Atmel, благодаря объединению запатентованных технологий переноса заряда и XMEGA™, создали оптимальную и масштабируемую архитектуру для точной и быстрой обработки сигналов емкостного сенсорного экрана и формирования информации о взаимодействии пользователя с экраном. Возможности технологии maXTouch по обнаружению неограниченного количества касаний являются результатом использования контроля взаимных емкостей и запатентованного Atmel метода переноса заряда. В отличие от технологий собственных емкостей, которые основаны на контроле отдельных строк или столбцов и не имеют возможности обнаружения прикосновений в нескольких позициях, сенсоры основанные на взаимной емкости образуют матрицу независимых узлов контроля емкости на пересечении строк и столбцов. Технология maXTouch подразумевает независимое сканирование каждого узла матрицы и, за счет этого, она способна обнаружить положение неограниченного количества прикосновений к экрану и отслеживать их плавные движения по всей поверхности экрана.

Особенности процессора

Возможности обработки, которые предоставляет микроконтроллерное ЦПУ XMEGA™, позволили добиться нечувствительности к случайным прикосновениям, например, к лицу во время разговора по мобильному телефону. Данная особенность, в сочетании со способностью сканирования зарядов с поверхности экрана за близкое к теоретическому время, дает возможность контроллерам maXTouch продемонстрировать очень высокий уровень рабочих характеристик. mXT224 интегрирует одноцикловое RISC-ядро AVR с 32 рабочими регистрами и двумя встроенным DSP-сопроцессорами для обработки координат X, Y сенсорного экрана. Система событий и контроллер DMA разгружают ЦПУ от выполнения операций внутреннего обмена данными и, за счет этого, высвобождают машинное время для решения задач пост-обработки результатов сканирования сенсорного экрана. Такая архитектура может одновременно обрабатывать 224 узла с частотой 250 Гц при уровне электропотребления всего лишь 1.8 мВт.