自從有了汽車和摩托車，其儀表主要依靠機械結(jié)構(gòu)的刻度盤（用于速度表，轉(zhuǎn)速計，電量表等）。在過去的幾十年中，雖然有一些小的改變（例如小型LCD顯示器或指示燈LED），但儀表板仍然傾向基于相同的風格。直到最近才發(fā)生真正的轉(zhuǎn)變。

　　大約五年前開始產(chǎn)生技術(shù)進步，而這些進步使車輛的信息顯示方式和控制功能的執(zhí)行方式發(fā)生了巨大變化。因此產(chǎn)生新一代的人機界面（HMI），它們更具吸引力并能提供更好的用戶體驗。由于市場壓力需要更大的差異化，因此特別是在快速增長的電動汽車（EV）領(lǐng)域有很多與此相關(guān)的設(shè)計活動。

　　圖1：傳統(tǒng)汽車儀表板的布局

　　車輛人機界面的演變

　　在早期的變革是提供GPS導航技術(shù)等功能。這免除了駕駛員對紙張地圖參考的需要，紙張地圖通常難以閱讀（也無法提供自動更新），因此GPS導航技術(shù)帶來更大的便利。通過GPS導航，在顯示器上可以清楚地標示轉(zhuǎn)彎的位置與方向。這樣就非常容易地按照指定路線并估計到達目的地的時間。

　　當通勤者需要在車內(nèi)停留時間較長時，娛樂和通訊的價值也將因此提升。在這方面，乘客希望獲得更廣泛的功能（例如與朋友和家人的即時消息，流媒體音樂等） -并希望獲得與消費類物件（智能手機，平板計算機等）相同的直觀操作。

　　車輛到車輛（V2V）和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）技術(shù)的出現(xiàn)后，使得道路上“聯(lián)網(wǎng)汽車”得以導入，將對未來車輛人機界面的布局以及它們將具備的功能產(chǎn)生重大影響。這將可以實時提供駕駛員有關(guān)交通擁堵，未來可能發(fā)生事故的地點，以及天氣狀況等信息。它還將提供與附近充電站相關(guān)的位置信息（對于EV駕駛者至關(guān)重要，因為電池充電或更換設(shè)施仍然非常稀少）。此外，也可以在同一群組中顯示其他車輛的位置（無論是用于商業(yè)或娛樂目的）- 從而可以確保同行車盡輛都不會丟失或延遲。其他關(guān)鍵因素包括遠程協(xié)助服務(wù) - 駕駛員可以按下按鈕以聯(lián)系道路緊急服務(wù)人員，以及實時遠程車輛診斷功能。

　　但是，由于駕駛時需要的信息與功能是如此眾多，因此工程師面臨著將所有需要的內(nèi)容都安裝到儀表板上這個巨大挑戰(zhàn) - 特別是在需要考慮空間限制時。 通常，這些導航信息和娛樂的信息將顯示在中央控制面板上，但是與速度表和轉(zhuǎn)速表分開。然而，在摩托車/ EV踏板車上，由于只有一個主顯示器可用，因此這些數(shù)據(jù)必須與關(guān)鍵操作數(shù)字共享屏幕。在這種情況下，需要在不同信息之間作切換。

　　這特性不僅只是關(guān)于可用空間。值得注意的是，同時太多渲染的信息可能會讓駕駛員分心 - 可能會分散他們的注意力而未能專注于道路上，從而增加發(fā)生事故的風險。對于摩托車手和EV踏板車用戶來說尤其如此，他們需要盡可能的關(guān)注周圍的環(huán)境（如其他道路使用者，路面狀況等）。

　　數(shù)位儀表的演進

　　雖然到目前為止我們只提到這一優(yōu)點，但可以清楚知道數(shù)字化不僅有利駕駛員，車輛制造商也希望朝這個目標推進。首先，從系統(tǒng)中移除機械儀表代表需要機械的組件較少–因機械組件可能會停止并且需要由維修工程師定期更換（通常也比顯示器昂貴）。所以將來可以更輕松地升級系統(tǒng)，以便添加新功能或改善外觀。

　　因此，液晶顯示器可用于傳遞準確的信息，如簡單的數(shù)字，而不需最尖端的圖形處理蕊片。為了大幅改善顯示器的外觀并增強用戶體驗，通常需要高性能的圖形加速裝置，但這帶來了一系列工程問題。

　　高度詳細復雜的顯示，需要強大的功能（如圖2所示），并使傳統(tǒng)技術(shù)需要不斷刷新，也需要昂貴的硬件、大量功耗、并且電路板也越來越大。主要原因是因為每個像素都是單獨顯示，也因需要強大的處理能力和海量存儲器。

　　圖2：現(xiàn)代EV儀表板提供重要參數(shù)在液晶顯示屏

　　寶吉特（Bridgetek）的嵌入式視頻引擎（EVE）采用獨特的面向?qū)ο螅╫bject-oriented），而避免上述眾多缺點。人機界面中的所有元素（刻度盤，儀表，圖形等）都被配置獨特的“速記”指標，因此可以很容易地從顯示列表中取得，而不需重繪。這使得現(xiàn)在市場所期望的面向人機界面的構(gòu)建成為可能，同時將相關(guān)的BOM成本保持在最低水平，同時不需要大量的時間或?qū)I(yè)工程知識。

　　EVE圖形控制器可以連接到低功耗，低成本的微控制器。由此減輕了對微控制器效能的需求，因為微控制器可以執(zhí)行其主要任務(wù)而沒有其他的延遲。在圖2的示例中，儀表板使用FT813 EVE設(shè)備進行演示，運行速度低于100MHz，不需連接外部內(nèi)存。使用相對便宜的32位微控制器（STMicroelectronics的STM32F4）以及800x480像素液晶顯示器。以每秒60幀速率平穩(wěn)的運行，只需要64kB的內(nèi)存。也只需要75％的EVE圖形資源就能獲得這種質(zhì)量的呈現(xiàn)。

　　圖3：儀表板功能的更詳細描述

　　現(xiàn)在讓我們看一下EV儀表板一些特定的區(qū)域。圖3上標有幾個項目。任何車輛儀表板最重要的功能就是車速表（第1項）。盡管想要使用數(shù)字顯示，但駕駛員仍然喜歡圓形的儀表以及指針的格式來表示速度（或轉(zhuǎn)速表），因為他們已經(jīng)熟悉了數(shù)十年傳統(tǒng)車輛的顯示方式。

　　指針必需在車速表正確的位置，因此需要高分辨率圖形內(nèi)容以提供足夠的精準度。車速表也必須能夠快速的刷新，當車輛加速時確保車速顯示不會延遲。EVE的dial小部件簡化了這些功能，大大減少軟件開發(fā)的負擔。EVE圖形控制器將圖形呈現(xiàn)在顯示器上，因此微控制器不必再處理這部份工作。由于EVE基于面向?qū)ο蟮募軜?gòu)和使用模板的方式，只需要更新相關(guān)部分（而不必不斷刷新整個屏幕）。這簡化了系統(tǒng)，因此可以減少所需要的硬件組件。

　　對于位于中央車速表周邊的各種指示器（例如燈，駕駛模式等），以產(chǎn)生引人注目的效果（如圖3的項目2所示）。通過使用硬件alpha混合（alpha-blending）功能實現(xiàn)。每個指示器都以L8灰階位格式保存。加上位圖變換（用于旋轉(zhuǎn)，縮放和用特殊顏色位圖混合）來呈現(xiàn)。得此效果的程序代碼如下。

　　//Specify different drawing colors depending on the user control

　　if (color_switch_timer > 128)

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, COLOR_RGB(0x35, 0xEA, 0x19));

　　else

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, COLOR_RGB(0x05, 0x15, 0x22));

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, BEGIN(BITMAPS));

　　//Specify the way to blend source color with destination color, see OpenGL API glBlendFunc for details.

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, BLEND_FUNC(SRC_ALPHA, ONE));

　　//Draw  icon image “ABS”

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, VERTEX2II(64, 190, ABS_ICON_HANDLE, 0));

　　//Draw  glow image “A”

　　App_WrCoCmd_Buffer(phost, VERTEX2II(392, 116, GLOWIMAGE_HANDLE, 0));

　　同樣在該示例中，車速圖和功率圖（圖3中的項目3）給人非常復雜的印象，但實際上并不難達成 - 這只是將幾個不同小部件組合在一起。L4格式位圖用于形成網(wǎng)格背景。然后將車速直方圖與漸層顏色（從頂部的紅色到底部的藍色）的alpha混合完成效果。

　　另一個開始流行的人機界面功能是動畫內(nèi)容。這不僅適用于車輛，也包含零售（銷售點），酒店（酒店電梯等）和工業(yè)自動化也有這樣的趨勢（可以幫助使用者通過播放的教學動畫來替換零件）。在示例的中央底部是電子羅盤，3D自行車對著前進方向（參見圖3中的第4項），以指示實際車輛的方向。這是通過匯總多個圖像所建立，涵蓋了自行車的每個角度。它們保存在一個大的位圖文件中，而不是各個角度存于不同文件，因為這樣會占用更多內(nèi)存空間。

　　隨著電動汽車的不斷增加，令用戶滿意體驗的需求也將越來越明顯。工程師需要在不增加系統(tǒng)成本或功率考慮下完成此任務(wù)。不僅只是將處理資源投入其中，而是需要一種更復雜且經(jīng)過深思熟慮的策略，一個全盤考慮以及符合各種限制的策略。