在ARM Cortex-A8内核处理器及Android操作系统上实现双屏异像显示应用

随着ARM Cotex-A8与Android 的组合越来越强大，其从智能移动终端（如智能手机、平板电脑等消费电子领域）渗透到各行各业的趋势愈发明显。

但受制于芯片体系结构和操作系统构架的设计，在Android 平台上，通常只能实现同步双屏的一些应用，如图1所示的基于智能手机的显示器应用或者基于平板电脑的投影仪应用。

图1 手机接HDMI 电视机
在这样的应用中，大屏主要作为小屏的延伸，其目的是让视频或显示界面的可视区域变大，以便让观看的体验更好或者让更多的人看到小屏上的内容。

其操作的UI 界面与内容界面都同时显示在不同的屏上，专业上可称为同步双显或称双屏
同像技术。

而对于性能弱一点的处理器或操作系统，由于大屏的分辨率限制及视频格式的差异化，要想实现流畅清晰的同步双显，就必须在系统设计上下非常大的功夫，即便如此还会有许多不如人意的地方。

就ARM 内核的芯片来说，在其内核达到Cotex-A8级别，GPU 达到1080P 级别的时候，实现同步双显已经相对比较轻松，具有非常好的用户体验，目前已经基本上成为高端智能手机或者平板电脑的标配，图2所示为平板电脑接VGA 投影仪。

图2 平板电脑接VGA 投影仪
随着移动世界往企业领域的渗透，我们经常会发现，现实世界中有图3所示的案例。

即工业液晶屏显示器作为人机交
在ＡＲＭ　Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ８内核处理器及Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统上实现双屏异像显示应用
摘 要：基于iMX536的异步双显系统的一个重要特点是可以给双屏异像应用开发者提供的软件接口与原生的Android 应用开发接口无缝兼容，应用开发者使用Android SDK 中原有的类、API 即可在次屏上输出显示内容，并且像普通Android 应用开发一样，可以使用Java 语言开发双屏异像的应用程序，开发者在很短时间内即可熟练运用，开发非常方便。

关键词：ARM Cortex-A8； Android ；辰汉电子；双屏异像
上海辰汉电子科技有限公司 刘金权
图4所示的地铁优惠券广告一体机的中间的屏作为人机
交互操作界面，如打印优惠劵和团购查询，上面的大屏则一
直在进行广告播放。

在图5所示的医疗智能终端上，医生用小型操作屏进行
数据录入交互操作，病人端或设备端的大屏则显示采集的数
据曲线。

图6所示是汽车娱乐的异步多屏显示。

图中驾驶位的屏
作为GPS导航、主操作界面，而后座的屏则播放广告或是电
影供乘客娱乐。

图3 工业现场示意图
图4 地铁优惠券广告一体机
上述传统的多屏显示不同内容的解决方案多采用X86构
架的工业主板，扩展若干显卡，或者需要多块类PC构架的产
品来实现上述功能。

如果能采用ARM构架的解决方案，则
好处是显而易见的。

面向工业行业的ARM芯片的低功耗和高
低温属性，加上其轻型化、便携式的特性，大大扩展了产品
部署和活动的范围；同时成本也较采用PC构架的解决方案会
图5 医疗智能终端
图6 汽车娱乐的异步多屏显示
然而，用基于ARM的处理器上实现上述双屏异像解决
方案需要非常高的技术积累，其在多通道显示接口、不同的
显示设备的芯片及系统设计上都需要有较充足的经验，同时对
芯片层、硬件层、内核层、显示框架层、操作系统框架层都
需要有清晰的理解和研究。

如果再结合多通道异步音频、多
通道异步视频输入，则整个体系结构更加复杂，远远超出了
当前移动智能终端的能力范围。

所以，目前在Android下，还
没有实现双屏异像的成熟的标准接口和商业案例。

飞思卡尔的iMX53芯片是面向工业汽车领域的现有成熟
的最高端ARM处理器，辰汉电子在其上实现了异步双屏或称
双屏异像显示技术。

此技术已经在严酷环境和丰富应用的车
载和户外广告等领域成功应用。

图7所示就是基于iMX536的
异步双显系统框图。

该技术中，辰汉电子在深入研究i.MX53应用处理器显示
特点及Android显示单元框架的基础上，开发了拥有专利的自
底向上的双屏异像Framework，从而给应用开发者提供了标准
的双屏异像开发接口，主屏和次屏可任意切换，主屏上可实现
任意Android应用程序。

次屏上可实现多层内容的显示，并可
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省级二级应急中心两级系统建设，主要包括应用系统、应用支撑和数据库建设三个部分，可实现监测预警数据和应急资源数据的综合分析、智能决策支持等，提高监测预警和应急响应的效率和能力。

３ 技术特色
该项目基于物联网、云计算等新一代信息技术和科技手段，创新性运用于地质灾害监测、预警和应急响应，是利用信息技术推进两化融合的典范。

该技术的主要特色具有以下几点：
（1）采用WSN 技术和监测设备实现各类监测数据的智能感知和汇聚，实现地质灾害监测预警从群测群防向群专结合转变。

（2）采用动态适配技术实现异构传感设备的统一接入和服务管理，建立具有海量数据处理能力的
服务与业务应用的能力解耦，使监测管理人员可以通过平台监控服务的健康状态和可用性；业务平台开发方可通过平台提供的服务开发与交付环境，完成业务服务的创建、测试与交付运行。

（4）采用多维的数据指标建模和综合分析及展
现技术，实现地质灾害监测数据和已有数据有效融合，为快速预警、应急响应和评估提供辅助决策。

４ 结 论
本方案的具体实施将促进地质灾害监测预警领域物联网核心技术与关键设备研发，大力推进物联网技术在地质灾害中的典型示范应用，实现突发地质
灾害的监测、预防和处置新路，对于提高突发地质灾害监测预警能力具有重大创新意义。

叠加文字、图片、视频等显示信息，可进行显示区域分割，并且不同层之间可alpha 透明度混合，充分满足了工业应用的需求，大大降低了实现上述工业类应用的技术门槛。

该技术的一个重要特点是，其给双屏异像应用
开发者提供的软件接口与原生的Android 应用开发接口无缝兼容，应用开发者使用Android SDK 中原有的类、API 即可在次屏上输出显示内容，并且像普通Android 应用开发一样，可以使用Java 语言开发双屏异像的应用程序，开发者在很短时间内即可熟练运用，
开发非常方便。

毫无疑问，在当前和未来的很长一段时间内，CPU 和OS 的战争中，ARM 和Android 从移动设备出发，凭借着巨大的移动性优势，一定会不断蚕食Wintel 联盟的传统工业嵌入式阵地。

一个新的工业互联网时代终究会呈现在人类的眼前。

高性能双屏异像技术的实现为拓展各种细分的应用领域提供了全新的想象空间。

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图7 基于iMX536的异步双显系统框图。