上海高通半導(dǎo)體GT60L16M2K4矢量漢字庫芯片：嵌入式應(yīng)用的理想之選

在嵌入式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，高質(zhì)量的漢字顯示和處理是一個(gè)重要需求。上海高通半導(dǎo)體有限公司的GT60L16M2K4矢量漢字庫芯片，為這一需求提供了出色的解決方案。下面我們就來詳細(xì)了解這款芯片。

文件下載：GT60L16M2K4.pdf

一、芯片概述

GT60L16M2K4是以二次余弦曲線函數(shù)算法來描述漢字和字符的字型筆劃輪廓。它具有字形壓縮比高的特點(diǎn)，能夠任意縮放（從16點(diǎn)到192點(diǎn)），還能實(shí)現(xiàn)加粗、傾斜、反白、鉤邊、灰度等變形效果，字體平滑且不失真，可產(chǎn)生多種高質(zhì)量的漢字輸出。適用于各種嵌入式電子產(chǎn)品，特別是需要高分辨率顯示或打印的設(shè)備。

（一）芯片特點(diǎn)

1. 接口與時(shí)鐘：采用SPI串行總線接口，數(shù)據(jù)傳輸方便。時(shí)鐘頻率可達(dá)60MHz @3.3V，能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。
2. 電壓與電流：工作電壓范圍為2.7V - 3.6V，工作電流為12mA，待機(jī)電流僅10uA，具有良好的低功耗特性。
3. 溫度與封裝：工作溫度范圍為 -40℃ - 85℃，適應(yīng)多種惡劣環(huán)境。封裝類型為SOP8 - B，便于安裝和集成。
4. 字符集與字號：包含宋體、黑體、仿宋、楷體等GBK漢字字符集，16點(diǎn)陣宋體GB18030漢字字符集，以及ASCII字符集、全角漢字字符集等。字號范圍從16點(diǎn)到192點(diǎn)陣，能滿足不同的顯示需求。

（二）芯片內(nèi)容

芯片內(nèi)包含豐富的字符集和字庫，不同字符集有多種字號和字體可供選擇。例如，ASCII字符集有8X16點(diǎn)陣、12X24點(diǎn)陣等多種規(guī)格，每種規(guī)格又有粗體、標(biāo)準(zhǔn)等不同字體；數(shù)字字符集也有多種點(diǎn)陣和字體；還有可穿戴圖標(biāo)等特殊字符。此外，還包含BIG5 to GBK轉(zhuǎn)碼表和UNICODE to GB18030轉(zhuǎn)碼表，方便不同編碼之間的轉(zhuǎn)換。

（三）字形樣張

文檔中展示了不同點(diǎn)陣（16點(diǎn)、32點(diǎn)、48點(diǎn)等）和不同字體（宋體、楷體、仿宋等）的字形樣張，讓我們直觀地看到芯片輸出的漢字和字符效果。從樣張可以看出，不同點(diǎn)陣和字體的字符顯示清晰、美觀，充分體現(xiàn)了芯片的高質(zhì)量輸出能力。

二、操作指令

（一）指令參數(shù)

芯片提供了多種操作指令，包括讀取數(shù)據(jù)、快速讀取點(diǎn)陣數(shù)據(jù)、寫使能、寫禁止、頁編程、扇區(qū)擦除、塊擦除和芯片擦除等。每個(gè)指令都有對應(yīng)的指令碼、偽字節(jié)數(shù)、地址字節(jié)數(shù)和數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。例如，Read Data Bytes指令碼為03h，需要3個(gè)地址字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)從1到無窮大。

（二）讀取操作

1. 一般讀?。≧ead Data Bytes）：操作時(shí)先將片選信號（CS#）變?yōu)榈?，接著輸?個(gè)字節(jié)的命令字（03h）和3個(gè)字節(jié)的地址，數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)輸入引腳（SI）在串行時(shí)鐘（SCLK）上升沿鎖存。然后該地址的字節(jié)數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)輸出引腳（SO）在串行時(shí)鐘（SCLK）下降沿移出。讀取完成后，將片選信號（CS#）變?yōu)楦呓Y(jié)束操作。如果片選信號繼續(xù)保持為低，則可繼續(xù)讀取下一個(gè)地址的數(shù)據(jù)。
2. 快速讀取點(diǎn)陣數(shù)據(jù)（Read Data Bytes at Higher Speed）：與一般讀取類似，但在輸入命令字（0Bh）和3個(gè)字節(jié)的地址后，還需要輸入一個(gè)字節(jié)的Dummy Byte。同樣，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿鎖存，下降沿移出。例如，讀取一個(gè)15x16點(diǎn)陣漢字需要32Byte，連續(xù)讀取32個(gè)字節(jié)后結(jié)束一個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)讀取操作。

（三）讀芯片狀態(tài)

通過發(fā)送命令05H，然后讀取芯片狀態(tài)寄存器的B7 - B0位，可判斷WIP位的狀態(tài)來確定芯片是否處于忙狀態(tài)。

三、高通矢量字庫LIB文件使用說明

（一）需構(gòu)造的函數(shù)

1. unsigned char r_dat(unsigned long int address)：從字庫的指定地址address讀取一個(gè)字符并返回該字符。
2. void r_dat_bat(unsigned long int address,unsigned char byte_long,unsigned char *p_arr)：從字庫的指定地址address讀取byte_long個(gè)字符到p_arr的緩沖區(qū)里。

（二）主要功能函數(shù)

1. void get_font(unsigned char *bits,unsigned char sty,unsigned char Ms,unsigned char lsb,unsigned char len,unsigned char wth,unsigned char thick)：用于得到矢量字符的數(shù)據(jù)，可通過不同的參數(shù)設(shè)置讀取不同字體、字號和風(fēng)格的字符。
2. void hzbmp16X16( unsigned int code, unsigned int codeex, unsigned char size,unsigned char *buf)：得到16點(diǎn)陣漢字字符的數(shù)據(jù)。
3. unsigned char ASCII_GetData_AT(unsigned char ASCIICode,unsigned long BaseAdd,unsigned char*DZ_Data)：得到不等寬的ASCCI碼字符。
4. unsigned int U2GB18030(unsigned int UN_CODE)：將unicode編碼轉(zhuǎn)換為GB18030編碼。
5. unsigned int BIG52GBK( unsigned char h,unsigned char l)：將BIG5編碼轉(zhuǎn)換為漢字GBK編碼。
6. void Gray_Process(unsigned char *OutPutData ,int width,int High,unsigned char Grade)：對點(diǎn)陣字庫進(jìn)行灰度處理。
7. void get_cr_zf(unsigned char Sequence,unsigned long BaseAdd,unsigned char*DZ_Data)：得到可穿戴設(shè)備符號。

（三）字符緩沖區(qū)

芯片內(nèi)建了一個(gè)字符緩沖區(qū)unsigned char pBits[192*192/8]，該緩沖區(qū)不可刪除和更改。

（四）軟件開銷

軟件開銷方面，ROM為36K，RAM為28K。

四、引腳描述與電路連接

（一）引腳配置

芯片采用SOP8 - B封裝，引腳包括片選輸入（CS#）、串行數(shù)據(jù)輸出（SO）、懸空（NC）、地（GND）、串行數(shù)據(jù)輸入（SI）、串行時(shí)鐘輸入（SCLK）、總線掛起（HOLD#）和電源（VCC）。

（二）引腳描述

1. 串行數(shù)據(jù)輸出（SO）：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的下降沿移出。
2. 串行數(shù)據(jù)輸入（SI）：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿移入。
3. 串行時(shí)鐘輸入（SCLK）：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入，下降沿移出。
4. 片選輸入（CS#）：所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于CS#下降沿，傳輸期間必須保持為低電平，兩條指令之間保持為高電平。
5. 總線掛起輸入（HOLD#）：用于片選信號有效期間暫停數(shù)據(jù)傳輸，掛起期間串行數(shù)據(jù)輸出信號處于高阻態(tài)，芯片不對串行數(shù)據(jù)輸入信號和串行時(shí)鐘信號進(jìn)行響應(yīng)。

（三）SPI接口與主機(jī)接口參考電路

SPI與主機(jī)接口電路連接可參考文檔中的示意圖，#HOLD管腳建議接2K電阻3.3V拉高。

五、電氣特性

（一）絕對最大額定值

包括工作溫度范圍（ -40℃ - 85℃）、存儲溫度范圍（ -65℃ - 150℃）、電源電壓范圍（ -0.3V - 3.6V）、輸入電壓范圍（ -0.3V - VCC + 0.3V）和電源地范圍（ -0.3V - 0.3V）。

（二）DC特性

在特定條件下（(T_{OP}=-20^{circ} C) 到 70℃，GND = 0V），規(guī)定了電源電流、待機(jī)電流、輸入輸出電壓等參數(shù)。

（三）AC特性

包括時(shí)鐘頻率、時(shí)鐘高低時(shí)間、時(shí)鐘上升下降時(shí)間、數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間等參數(shù)。

六、封裝尺寸

芯片封裝類型為SOP8 - B，封裝尺寸為5.28mmX7.90mm（208milX311mil），文檔中還給出了詳細(xì)的尺寸參數(shù)。

GT60L16M2K4矢量漢字庫芯片憑借其豐富的字符集、靈活的操作指令、合理的引腳設(shè)計(jì)和良好的電氣特性，為嵌入式電子產(chǎn)品的漢字顯示和處理提供了強(qiáng)大的支持。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可以充分考慮這款芯片的優(yōu)勢，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的漢字顯示效果。大家在使用這款芯片的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。