MCUを 用 いた4 線 抵 抗 膜 式 用 マルチタッチコントローラ Embedded Technology 2011 2011 年 11 月 18 日 株 式 会 社 東 芝 セミコンダクター&ストレージ 社 東 芝 マイクロエレクトロニクス 株 式 会 社
アジェンダ 1. タッチパネル 市 場 の 要 求 と 東 芝 ソリューション 2. タッチセンサー 技 術 比 較 3. 東 芝 2 点 検 出 技 術 の 概 念 と 特 長 4. 製 品 ラインナップと 特 長 1 専 用 マルチタッチコントローラ チ 2 汎 用 MCU+マルチタッチ 制 御 Firm Ware 3 ASSP 展 開 5. 2 点 検 出 物 理 現 象 と 構 成 6. デモンストレーション 7. 応 用 例 8. まとめ 2
1-1. 1. タッチパネル 市 場 の 要 求 シングルタッチ マルチタッチ 3
1-2. マルチタッチ 化 への 障 害 シングルタッチ 4 線 抵 抗 膜 式 タッチセンサ マルチタッチ 静 電 容 量 式 タッチセンサ マトリックス 抵 抗 膜 式 タッチセンサ コスト ペン/ 手 袋 入 力 4
1-2. 東 芝 のソリューション シングルタッチ 4 線 抵 抗 膜 式 タッチセンサ マルチタッチ 静 電 容 量 式 タッチセンサ マトリックス 抵 抗 膜 式 タッチセンサ 4 線 式 抵 抗 膜 方 式 2 点 マルチタッチコントローラ 5
1-3. 東 芝 のソリューション 4 線 式 抵 抗 膜 方 式 2 点 マルチタッチコントローラで 出 来 ること 応 用 例 1 2 点 の 移 動 を 追 跡 できます 1 2 2 2 点 押 しの 座 標 検 出 画 像 の 拡 大 / 縮 小 / 回 転 / フリップ / 移 動 6
2-1. タッチセンサー 技 術 比 較 コスト ペン, 手 袋 入 力 等 で 優 位 4 線 式 抵 抗 膜 方 式 マトリックス 抵 抗 膜 方 式 静 電 容 量 方 式 コ ン ト ロ ー ラ ー パ ネ ル 2 点 マルチタッチ 機 能 ( 従 来 技 術 ) 4 線 式 抵 抗 膜 方 式 マトリックス 抵 抗 膜 方 式 静 電 容 量 方 式 ( 東 芝 技 術 ) コントローラ 必 要 数 1 個 1 個 3 ~ 6 (1 個 ) 6 ~ 10 (2 個 ) 11 ~16 (4 個 ) 3 ~ 8 (1 個 ) 8 ~ 15 (2 個 ) ピン 数 16~ 20~48 80~144 40~64 単 価 低 中 高 パネル 平 均 単 価 低 中 高 スタイラスペン 入 力 手 袋 爪 入 力 水 対 応 耐 久 性 ( 押 下 回 数 ) サイズ ~23inch ~23inch ~15inch その 他 待 機 時 の 低 消 費 電 力 化 が 可 能 (ペンダウンレジューム 検 出 ) コントローラICにあわせてタッチパネルの 電 極 レイアウトを 調 整 する 必 要 あり ノイズに 弱 いためコントローラICとTPを 近 傍 に 配 置 する 必 要 あり 7
3-1. 東 芝 2 点 検 出 技 術 の 概 念 と 特 長 東 芝 の 独 自 技 術 にて 開 発 オリジナルアルゴリズムで 実 現 ( 特 許 申 請 中 ) 東 芝 MCUに 実 装 可 能 なファームウエアで 実 現 製 品 ラインナップとして 下 記 3Phaseあり 1PhaseⅠ 専 用 コントローラ 2PhaseⅡ 東 芝 汎 用 MCU+マルチタッチ 制 御 ファームウエア 豊 富 な 東 芝 MCUラインナップ 上 の 製 品 にユーザーアプリ ケーションソフトウエアに 付 加 して 搭 載 が 可 能 3PhaseⅢ マルチタッチインターフェイス 内 蔵 ASSPの 開 発 も 可 能 8
3-1. 東 芝 2 点 検 出 技 術 の 概 念 と 特 長 東 芝 2 点 マルチタッチ 検 出 技 術 の 特 長 1 従 来 の4 線 式 抵 抗 膜 パネルがサイズの 限 定 なしでそのまま 使 用 可 能 であり コストメリットが 活 かせる 2 抵 抗 膜 パネルの 特 長 であるスタイラスペン 爪 手 袋 入 力 が 可 能 である 31 点 又 は2 点 の 判 別 が 可 能 である 41 点 の 座 標 値 又 は2 点 の 座 標 値 が 同 時 検 出 でき 2 点 を それぞれ 追 跡 し 出 力 できる 5 誤 動 作 防 止 のフィルタリング 機 能 を 段 階 的 に 選 択 できる 6 待 機 時 にコントローラの 低 消 費 電 力 モード 遷 移 とパネルへの バイアス 遮 断 制 御 が 可 能 である 9
4-1. 製 品 ラインナップと 特 長 マルチタッチソリューションロードマップ 開 発 中 計 画 中 TLCS-870/C1 シリーズ TX03 シリーズ TX09 シリーズ Pin # 144 100 抵 抗 膜 方 式 マルチタッチチ Phase Ⅱ A90x 汎 用 MCU+マルチタッチFW M3xxxFG+F/W (32bit) A90x Phase III M3xx M3xx 次 期 タッチ 技 術 80 89FW24FG+F/W (8bit) M3xx 64 M3xxxUG+F/W (32bit) 89FW20UG+F/W (8bit) ASSP 展 開 89FM46KDUG+F/W (8bit) 48 89FM46KDUG-xxxx 89FM43KQG-xxxx 40 Phase I 単 体 コントローラ 2011 2012 2013 10
4-2. 製 品 ラインナップと 特 長 マルチタッチソリューションロードマップ Phase I Y+ Touch Screen X- Y- X+ 4 路 外 付 け 回 専 用 マルチタッチ コントローラ I2C Host ( システム 制 御 マイコン ) Phase Ⅱ Y+ Touch Screen X- Y- X+ 4 外 付 け 回 路 汎 用 MCU + マルチタッチ チ Firm Ware Host ( システム 制 御 マイコン ) アプリ 制 御 Phase III Y+ Touch Screen X- Y- X+ 4 System Control MCU マルチタッチ I/F 11
4-3. 製 品 ラインナップと 特 長 PhaseⅠ 専 用 マルチタッチコントローラ 開 発 中 機 能 タッチスクリーン I/F 1ch 4 線 抵 抗 膜 方 式 2 点 同 時 認 識 スループット 8msec or 4msec 分 解 能 10bit or 12bit ホスト I/F I2C or USB2.0 Touch Interrupt パワーオンリセット 有 / 無 高 速 発 振 器 ( 内 蔵 5MHz / 外 部 12MHz) (OSC) POR Touch Interface INT Controller I2C/(USB) 製 品 名 分 解 能 ホストI/F 動 作 電 圧 発 振 器 Power リセット パッケージ Comment 89FM46KDUG-xxxx 10bit I2C 2.7 to 3.6V 内 蔵 5MHz 89FM43KQG-xxxx 10bit I2C 2.7 to 3.6V 内 蔵 5MHz 89FH00WGH-xxxx 10bit I2C 2.7 to 3.6V 内 蔵 5MHz M366FWFG-xxxx 12bit USB2.0 device M366FWXBG-xxxx 12bit USB2.0 device 2.7 to 3.6V 外 部 12MHz 2.7 to 3.6V 外 部 12MHz 内 蔵 内 蔵 内 蔵 LQFP 48pin 7 x 7, 0.5 mmピッチ VQON 44pin 5.3 x 5.3, 0.4mmピッチ WCSP 48pin 3.73x3.73,0.5mmピッチ - LQFP 100 pin 14mm 14mm 0.5mmピッチ - FBGA 109ball 9mm 9mm 0.65mmピッチ TS : Now TS : Now 計 画 中 計 画 中 計 画 中 12
4-4. 4. 製 品 ラインナップと 特 長 PhaseⅡ 汎 用 MCU+マルチタッチファームウエア 汎 用 MCUにマルチタッチファームウエアを 提 供 いたします お 客 様 のアプリケーションソフトと 組 み 合 わせて 使 用 が 可 能 です -TLCS-870/C1 series 開 発 中 開 発 中 計 画 中 -TX03 series 開 発 中 -TX09 series 計 画 中 マルチタッチドライバ 必 要 リソース ソフト 仕 様 対 象 マイコン TLCS-870/C1シリーズ の 場 合 開 発 中 ROMサイズ 約 17Kバイト 程 度 RAMサイズ 約 1Kバイト 周 辺 機 能 AD 入 力 4ch (タッチパネル 端 子 入 力 ) 東 芝 MCU コアロードマップと Port 6pin (スイッチ 制 御 出 力 5,ペンダウン 入 力 1) タイマー 16bit 1ch, 8bit 1ch マルチタッチファームウエア 対 応 13
4-5. 製 品 ラインナップと 特 長 PhaseⅡ TLCS-870/C1 シリーズ FLASH サイズ TLCS-870/C1シリーズ 製 品 マップ (8bit CISC) 89FW24DFG 124KB 89FW20UG QFP80pin (14x20mm) 89FW24FG LQFP64pin (10x10mm) LQFP80 (12x12mm) 60KB 89FS60FG 89FS60UG 27~55V 2.7 5.5V 動 作 89FM42AUG 89FM46ADUG A : 2.2~5.5V 発 振 内 蔵 品 K : 2.2~3.3V 発 振 内 蔵 品 32KB 89FM42KUG 89FM46KDUG 89FM43KQG 89FM40NG 89FM42UG 89FM42LUG 89FM46DUG 89FM46LDUG 89FM43LQG 16KB 89FH40NG 89FH42UG 89FH42LUG 89FH46DUG 89FH46LDUG L : 2.2~3.3V 動 作 品 SDIP42pin LQFP44pin (10x10mm) LQFP48pin (7x7mm) VQON44pin (5.3x5.3mm) QFP64pin (14x14mm) QFP80pin (14x20mm) LQFP64pin (10x10mm) LQFP80 (12x12mm) 14
4-6. 製 品 ラインナップと 特 長 TX03 シリーズ 製 品 マップ (Cortex-M3) PhaseⅡ M320 グループ TX03 シリーズ 144MHz, 1.2V( 内 部 ) USB-Host, SDカート, edram カーオディオ M330/333グループ コンシューマ 40MHz 3V 例 : TV, オーテ ィオ 他 CEC 送 受 信 回 路, リモコン 受 信 M340 グループ 54MHz 3V 高 精 度 ADC DAC コンシューマ 例 : テ シ タルカメラ, テ シ タルヒ テ オカメラ, 他 M350 グループ 車 載 向 け 例 : EPS, 車 載 制 御 他 80-88MHz 3V ヘ クトルエンシ ン PMD CAN 機 能 安 全 M360 グループ コンシューマ/OA/FA 例 : AVレシーハ, MFP, PLC, 他 64-80MHz 3V CAN/USB /EtherMAC CEC 送 受 信 回 路 シリアルチャネル モータ 制 御 M370 グループ 80MHz 5V ベクトルエンジン モータ 制 御 例 : エアコン, 洗 濯 機, 冷 蔵 庫, ヒートホ ンフ, 他 注 : 赤 文 字 は 内 蔵 RAMサイズ M380 グループ 40MHz 5V マルチファンクションタイマ 家 電 / メイン 制 御 例 : エアコン, 洗 濯 機, 冷 蔵 庫, 他 M390 グループ 20MHz 1.7V-3.6V RTC Back up バッテリ 駆 動 製 品 例 : ヘルスケア, ケ ーム 機 器, AV/OA 機 器, 他 ARMおよびCortexはARM LimitedのEUおよびその 他 の 国 における 商 標 もしくは 商 標 登 録 です 15
4-7. 製 品 ラインナップと 特 長 TX09 シリーズ 製 品 展 開 PhaseⅡ TX09 シリーズ 機 能 パ フ ォ ー マ ン ス A900グループ 廉 価 版 TMPA901CMXBG 200/150MHz FBGA177(13 x 13mm) TMPA900CMXBG USB2.0ホスト ホスト/テ ハ イス イス SD SDコントローラ ラ 200/150MHz FBGA289(15 x 15mm) TMPA910CRAXBG TMPA910CRBXBG 200/150MHz FBGA361(16 x 16mm) USB2.0 HS デバイス SDコントローラ A910グループ グ プ 廉 価 版 TMPA911CRXBG TMPA912CMXBG 高 速 大 容 量 アプリケーション 向 けプロセッサ TMPA913CHXBG 200/150MHz FBGA361(16 x 16mm) パッケージ ピン 数 16
5-1. 2 点 検 出 物 理 現 象 と 構 成 4 線 抵 抗 膜 方 式 での2 点 押 下 での 物 理 現 象 X+ X+ X- Y+ X- Y+ Y- Y- 1 点 押 下 時 の 現 象 (Y 方 向 へ 電 圧 印 加 の 場 合 ) 2 点 押 下 時 の 現 象 (Y 方 向 へ 電 圧 印 加 の 場 合 ) 17
5-2. 2 点 検 出 物 理 現 象 と 構 成 東 芝 マルチタッチコントローララインナップとシステム 構 成 Phase I X- Y+ Y- X+ 制 御 回 路 専 用 マルチタッチコントローラ AD 変 換 2 点 座 標 変 換 I2C シリアル ホスト コントローラ Phase Ⅱ Y+ Y- 制 御 回 路 X- AD X+ マイクロコントローラ AD 2 点 ユーザーアプリケーション 変 座 標 換 変 換 周 辺 機 能 東 芝 MCUでの マルチタッチ 制 御 Panel I/F ADC Flash ROM ユーザー アプリ マルチタッチ ファーム シリ アル I/F システム 構 成 RAM CPU 周 辺 機 能 18
Demonstration 19
6-1. Demonstration PhaseⅠ: Now Phase1 評 価 ボード カーソルデモ ピクチャビューデモ 1 2 拡 大 縮 小 回 転 フリップ 20
6-2. Demonstration Phase-Ⅰデモボードの 構 成 4-wire resistive type Touch panel Daughter board NOR Flash 4 Externa al Parts 4 Phase-Ⅰ Multi touch Controller I2C TMPA900 SDRAM USB 2.0 (Device) TFT Panel UART Picture data 21
応 用 例 22
7-1. 応 用 事 例 マルチタッチパネルモジュール 4-wire resistive type Touch panel モジュール Y+ Touch Screen External Pa arts Phase-Ⅰ I2C X- X+ Multi touch Reset PEN INT Y- Controller Host CPU TFT Panel Picture data シリアル EEPROM 23
7-2. 応 用 事 例 携 帯 電 話,カメラ,ナビ, 産 業 機 器 他 向 け 4-wire resistive type Touch panel メイン 基 板 Ex xternal Parts Y+ I2C Touch Phase-Ⅰ Screen X- X+ Reset Multi touch PEN INT Y- Controller メイン プロセッサ TFT Panel Picture data シリアル EEPROM 24
7-3. 応 用 事 例 プリンタ 向 け パネルモジュール メイン 基 板 4-wire resistive type Touch panel Y+ Touch Screen X- Y- X+ External Parts Phase-Ⅱ MCU + シリアル メイン エンジン Key 入 力 LED 表 示 Multi touch Firmware TFT Panel バックライト 制 御 Picture data シリアル EEPROM 25
8. まとめ 東 芝 マルチタッチコントローラの 特 長 とまとめ 1. 安 価 な4 線 式 抵 抗 膜 方 式 タッチパネルで2 点 マルチタッチが 実 現 パネル+コントローラのシステムコストが 大 幅 に 削 減 できます 2. 豊 富 な 東 芝 MCUラインナップにファームウエアの 付 加 で 実 現 可 能 です PhaseⅡ(870/C1,TX03,TX09シリーズ)へのファーム 提 供 が 可 能 です 3.コントローラ 内 蔵 のASSP(PhaseⅢ)の 提 案 も 可 能 です 4.2 点 の 位 置 を 同 時 に 検 知 し 追 跡 できます 他 方 式 ( 疑 似 マルチ *1 )とは 異 なり 2 点 の 移 動 を 追 跡 できます 2 点 押 しの 座 標 検 出 画 像 の 拡 大 / 縮 小 / 回 転 等 の 応 用 が 可 能 です 5.4 線 式 抵 抗 膜 方 式 パネルの 特 長 であるペン 入 力 手 袋 入 力 爪 入 力 が 可 能 6.4 線 式 抵 抗 膜 方 式 パネルの 特 長 である 待 機 時 の 省 電 力 化 高 ノイズ 耐 性 システムのエコ 化 設 計 の 自 由 度 向 上 システムの 堅 牢 性 向 上 *1 疑 似 マルチ 方 式 とは 押 された 瞬 間 のみ2 点 の 位 置 を 疑 似 的 に 検 出 するもので 2 点 同 時 押 しや 追 跡 が 対 応 できません 26
9. お 問 い 合 わせ 先 お 問 い 合 わせ 先 株 式 会 社 東 芝 セミコンダクター&ストレージ 社 アナログ イメージングIC 営 業 推 進 部 ミックスシグナルLSI 営 業 推 進 担 当 TEL : 044-548-2821 FAX : 044-548-8329 27
東 芝 はお 客 様 へ 最 適 なソリューションを ご 提 供 いたします 今 後 とも 宜 しくお 願 い 申 し 上 げます 28
製 品 取 り 扱 い 上 のお 願 い 本 資 料 に 掲 載 されているハードウェア ソフトウェアおよびシステム( アおよびシステム( 以 下 本 製 品 という)に 関 する 情 報 等 本 資 料 の 掲 載 内 容 は 技 術 の 進 歩 などにより 予 告 なしに 変 更 されるこ とがあります 文 書 による 当 社 の 事 前 の 承 諾 なしに 本 資 料 の 転 載 複 製 を 禁 じます また 文 書 による 当 社 の 事 前 の 承 諾 を 得 て 本 資 料 を 転 載 複 製 する 場 合 でも 記 載 内 容 に 一 切 変 更 を 加 えたり 削 除 したりしないでください 当 社 は 品 質 信 頼 性 の 向 上 に 努 めていますが 半 導 体 製 品 は 一 般 に 誤 作 動 または 故 障 する 場 合 があります 本 製 品 をご 使 用 頂 く 場 合 は 本 製 品 の 誤 作 動 や 故 障 により 生 命 身 体 財 産 が 侵 害 されることのないように お 客 様 の 責 任 において お 客 様 のハードウェア ソフトウェア システムに 必 要 な 安 全 設 計 を 行 うことをお 願 いします なお 設 計 および 使 用 に 際 しては 本 製 品 に 関 する 最 新 の 情 報 ( 本 資 料 仕 様 書 データシート アプリケーションノート シ ト 半 導 体 信 頼 性 ハンドブックなど)および 本 製 品 が 使 用 される 機 器 の 取 扱 説 明 書 操 作 説 明 書 などをご 確 認 の 上 これに 従 ってください また 上 記 資 料 などに 記 載 の 製 品 データ 図 表 などに 示 す 技 術 的 な 内 容 プログラム アルゴリズムその 他 応 用 回 路 例 など の 情 報 を 使 用 する 場 合 は お 客 様 の 製 品 単 独 およびシステム 全 体 で 十 分 に 評 価 し お 客 様 の 責 任 において 適 用 可 否 を 判 断 してください 本 製 品 は 一 般 的 電 子 機 器 (コンピュータ パーソナル 機 器 事 務 機 器 計 測 機 器 産 業 用 ロボット 家 電 機 器 など)または 本 資 料 に 個 別 に 記 載 されている 用 途 に 使 用 されることが 意 図 されています 本 製 品 は 特 別 に 高 い 品 質 信 頼 性 が 要 求 され またはその 故 障 や 誤 作 動 が 生 命 身 体 に 危 害 を 及 ぼす 恐 れ 膨 大 な 財 産 損 害 を 引 き 起 こす 恐 れ もしくは 社 会 に 深 刻 な 影 響 を 及 ぼす 恐 れのある 機 器 ( 以 下 特 定 用 途 という)に 使 用 されることは 意 図 されていませんし 保 証 もされていません 特 定 用 途 には 原 子 力 関 連 機 器 航 空 宇 宙 機 器 医 療 機 器 車 載 輸 送 機 器 列 車 船 舶 機 器 交 通 信 号 機 器 燃 焼 爆 発 制 御 機 器 各 種 安 全 関 連 機 器 昇 降 機 器 電 力 機 器 金 融 関 連 機 器 などが 含 まれます 本 資 料 に 個 別 に 記 載 されている 場 合 を 除 き 本 製 品 を 特 定 用 途 に 使 用 しないでください 本 製 品 を 分 解 解 析 リバースエンジニアリング 改 造 改 変 翻 案 複 製 等 しないでください 本 製 品 を 国 内 外 の 法 令 規 則 及 び 命 令 により 製 造 使 用 販 売 を 禁 止 されている 製 品 に 使 用 することはできません 本 資 料 に 掲 載 してある 技 術 情 報 は 製 品 の 代 表 的 動 作 応 用 を 説 明 するためのもので その 使 用 に 際 して 当 社 及 び 第 三 者 の 知 的 財 産 権 その 他 の 権 利 に 対 する 保 証 または 実 施 権 の 許 諾 を 行 うものではありません 別 途 書 面 による 契 約 またはお 客 様 と 当 社 が 合 意 した 仕 様 書 がない 限 り 当 社 は 本 製 品 および 技 術 情 報 に 関 して 明 示 的 にも 黙 示 的 にも 一 切 の 保 証 ( 機 能 動 作 の 保 証 商 品 性 の 保 証 特 定 目 的 への 合 致 の 保 証 情 報 の 正 確 性 の 保 証 第 三 者 の 権 利 の 非 侵 害 保 証 を 含 むがこれに 限 らない )をしておりません 本 製 品 または 本 資 料 に 掲 載 されている 技 術 情 報 を 大 量 破 壊 兵 器 の 開 発 等 の 目 的 軍 事 利 用 の 目 的 あるいはその 他 軍 事 用 途 の 目 的 で 使 用 しないでください また 輸 出 に 際 して は 外 国 為 替 及 び 外 国 貿 易 法 米 国 輸 出 管 理 規 則 等 適 用 ある 輸 出 関 連 法 令 を 遵 守 し それらの 定 めるところにより 必 要 な 手 続 を 行 ってください 本 製 品 のRoHS 適 合 性 など 詳 細 につきましては 製 品 個 別 に 必 ず 弊 社 営 業 窓 口 までお 問 合 せください 本 製 品 のご 使 用 に 際 しては 特 定 の 物 質 の 含 有 使 用 を 規 制 するRoHS 指 令 等 適 用 ある 環 境 関 連 法 令 を 十 分 調 査 の 上 かかる 法 令 に 適 合 するようご 使 用 ください お 客 様 がかかる 法 令 を 遵 守 しないことにより 生 じた 損 害 に 関 して 当 社 は 一 切 の 責 任 を 負 いかね ます 29