IPHONE 3GS 显示和触摸模组小亮相

虽然有tooold嫌疑，还是要总结一下。

先来看看显示屏和驱动IC，显示屏是3.5英寸，480X320分辨率的 16M LTPS TFT LCD。这回供应商据说是 TOSHIBA，isuppli估价19.25$， 显示驱动IC的提供者是三星，上一代Iphone 3G用的是日本某公司的，似乎是瑞萨，这让DDI市场占有率第一的三星很没面子，这回三星终于抢得了这杯羹，据说是靠低价策略，这块片子才卖1$不 到，DDI的利润是越来越低了啊。。。



这次触摸屏和显示屏一起都是用的TOSHIBA的，回想起上一代iPhone的触摸屏先是由SHARP供货，结果由于触摸屏和玻璃面保护罩之间的机械连接很难处理，导致夏普的产品淘汰率居高不下，触摸屏产量无法提高引发供应问题，苹果不得已把订单转给了很低调的德国公 司Balda AG，导致其名声鹊起，不过Balda实际也是通过中国制造厂TPK来代工的。夏普当年肯定也是很痛心的，煮熟的鸭子飞走了，看来任何一个细节都不能忽视 啊。触摸屏模组也是很贵的，isuppli估价16$，不过比起一代3G的20$还是便宜了不少，看来经济危机，物价普遍大跌啊。





再来看看触控IC，tear donw只show了TI 的一个触控芯片F761586C，遥想一代Iphone 2G的时候，触控芯片还都集成在一个单独的mini PCB上，那时候TI提供的芯片CD3238主要做Driving驱动用，同时集成的还有博通（broadcom）给苹果订制的Sensing IC,NXP 的MCU，Hosonic的晶振和Atmel 的EEPROM。二代3G的时候mini PCB已经没有了，晶振，EEPROM,MCU和Sensing IC合成了一个Broadcom的BCM5974，TI 的Driving IC CD3238也升级成了CD3239,集成度已大大提高。如今的3Gs似乎已经把所有IC集成在了一个TI的芯片里头，由于手头没有最新的解剖资料，只是乱猜，不过总的看来，芯片的集成度是越来越高，相信不久后的某一天，Display Driver IC和Touch Controller IC也会合二为一，这也应该是大势所趋。



二代IPHONE 3G触控IC

android 2.0可能支持多点触摸？

最近有流言称google即将推出的android 2.0操作系统，即大家认为的donut（名字好怪，叫油炸焦圈）会支持多点触摸功能，类似zoom in/out的图片缩放手势今后可能在2.0实现。但是马上一个来自罗马尼亚的google职员跳出来说这不是真的，Donut并不支持多点触摸，而且Donut并不是android 2.0，这让人有点晕，那么android 2.0可不可能支持多点触摸？ 有人认为，和Cupcake（纸杯蛋糕）与Android 1.5的关系一样，Donut只是隶属于Android 2.0的一个子项目，所以说即使Donut不支持，最后Android 2.0也是有可能支持的？

我觉得android 2.0支持多点触摸一点问题没有，android 1.0其实就已经可以支持了，有人早就在G1 Phone上搞出了多点触摸，只是google把该功能屏蔽了，出于什么考虑不详，有说是功能不完善，有说是google怕侵权所以应apple要求没有使用这一功能。不过随着Palm Pre使用了多点触摸功能以后，只和apple打了几次口水仗以外，似乎没出什么大事儿，想必google如果真的是出于侵权考虑没用这招的话，一定暗自后悔自己太老实了。

不过也许google还有另一个原因一直迟迟没有支持时下最炫的多点触摸功能，那就是通用性的问题，在G1 phone一种手机上实现多点触摸不难，但是android是一个通用平台，要做到放之四海皆可用就不太容易了，触摸屏的解决方案现在很多，要实现多点触摸，互感式电容屏自不必说，可实现真正意义上的multitouch, 自感式电容屏可以实现两个点的pseudo-multitouch（G1就是自感式电容屏），digital type的电阻屏现在也可以了,不同类型的触摸屏驱动方式不同，需要分别考虑。况且即使是同一类型的触摸屏，不同厂商的解决方案也没有个统一的规范，就互感式电容屏解决方案来说，synaptic有clear pad, cypress有true touch, atmel,pixcir等等这些厂商的解决方案都有自己的特点和要求，要把他们都做到兼容并蓄有点困难。

一种解决方法是将软件平台和硬件解决方案捆绑起来，提供给手机制造商，选择几个长期合作伙伴，不过这样通用性就差了，也不利于终端厂商降低成本。另外一种终极解决方案就是业界制定统一的驱动标准和规范，让硬件厂商都按这个走，这更需要各方长时间的磨合和博弈。总之兼容性是android最难解决的问题，也是很多人不看好这个平台的原因，究竟android 2.0会不会支持多点触摸，如何解决这一问题还是让我们拭目以待吧。

电阻式触摸屏如何实现多点触摸（ALTERA解决方案）

在电容屏大行其道的今天，电阻式触摸屏解决方案以其固有的简单，低成本，支持多种输入介质（导体，非导体）的优点仍然占据市场的一席之地，和电容式触摸屏解决方案相比，耐久性和多点触摸是电阻屏的两大软肋，但是目前其中的一个技术难题-多点触摸，已经有所突破，这里介绍一下ALTERA的电阻屏多点触摸解决方案。

首先需要说明的是，电阻屏也分为两大类，一种是传统的4/5/8线电阻屏，这种电阻屏通过检测接触点由ITO电阻分压产生的输出电压大小，来分别判别X和Y坐标的位置，这类电阻屏是无法实现多点触摸的，因为多个触点造成的电阻分压情况很复杂，使得触点位置与输出电压之间无法形成统一的规律，所以无法判定。

而另一类的电阻屏的驱动模式被称为digital switch方式，它采用两层ITO分别作为水平的sensing line和垂直的driving line，driving line和sensing line之间的触点就相当于一个开关，在未接触时，它们之间是绝缘的，而接触发生后，两者发生短路，相当于开关闭合。驱动的时候，其中sensing line通常由一个上拉电阻施加高电平，同时在driving line上以一定频率依次在各列中施加负脉冲电压，这样当扫描到触点所在的那一列时，由于触点开关闭合，形成直流通路，使得触点所在行的电压被拉低，形成一个负脉冲，这样就检测到了触点的位置。 由于driving line是顺序扫描的，则可以检测到多个触点的位置



但是当多个触点同时存在的时候，在一些情况下会产生误判的情况，也被称作“伪点”（aliase)。如下图，在三个触点中，其中触点1和触点2在同行，触点2和触点3在同列，当扫描C0时，由于触点1的存在，R1的电压被拉低，但是由于触点2的开关也处于闭合状态，就造成了C0和C5的短路，使得C5的电压也被拉低，即使这时还没有扫描到C5；同时，与触点所在同一列的触点3使得R5和C5短路，也使得R5电压被拉低，这样电路就在扫描C0的区间检测到两个触点，而其中C0-R5的触点实际是不存在的，即伪点。



消除或减少伪点产生的方法主要是提高读出sensing line电压的反应速度，由于各触点之间存在ITO电阻，信号的传输需要一定时间，比如上面的例子中的R1电压拉低后，并不会立刻造成C5电压下降到0，而要经过一定的RC延迟，同样，C5到R5之间的作用也需要一些时间，这时如果能抢在R5开始下降之前就结束这一周期对sensing line的采样，伪点就不会发生。

因此提高时钟频率显然会降低伪点的发生概率，可把频率提高10到100倍，从100KHz -> 5MHz，可基本消除伪点，但是频率太快也会造成发生在面板右上侧的触点感应不到，因为右上侧的触点到driving line输入端和sensing line输出端的电阻都最大，传输延迟也最大，这是扫描频率太快会造成“失点”。这就成了一个trade-off问题。

解决方案也很简单，增加分别控制driving line和sensing line时序的信号SFT和SEN，当SEN和SFT的延迟减小时，可消除伪点，当SEN SFT延迟增大时，可避免失点， 用软件设置的方法可以在扫描屏幕左侧的driving line时，调整减小延迟，而在扫描到右侧时，增大延迟，这样即可两全其美。更详细的说明可以参考这里。




目前致力于电阻式多点触摸解决方案的公司除了atmel，还有Stantum，Touchco，samsung等，成本低是它的最大优势，如果能在精确度和可靠性更进一步，相信电阻式触摸屏会更受青睐。

新思推出了基于mutual cap sensing方式的多点触控解决方案

新思(synaptics)又出手了，推出了支持真正多点触摸的触控解决方案ClearPad 3000，可最多感应10个触点，说这回支持的是真正的多点触摸是因为它的上一代产品ClearPad 2000采用的是self cap sensing方式，这种感应方式实际只能检测到两个触点，但是用于手机产品是足够了。

这一次新思采用了和苹果类似的mutual cap sensing方式，可谓全面升级，十个手指头都能检测到了，而之前苹果的Iphone可最多支持5点，但是根据专利来看，苹果有可能限制了其部分应用，毕竟在这么小'的3.5'屏幕支持再多的点也没什么意义。那么对于一定尺寸的触摸屏，能够识别多少触点才是最合适的应用呢？这里提供一个经验公式，即触摸屏应支持的触点数约等于触摸屏对角线尺寸的一半（去整）。我们平时所说的屏幕尺寸就是对角线尺寸，那么比如微软的touch surface 是30''，所需要支持的触点数即为15个，而iphone的3.5''屏所需支持的触点数即为2个 。这个公式的意思是说，可识别的触点数并不是越多越好，而是要和屏幕的物理尺寸配合，才可以物尽其用，不会浪费。

那么看看ClearPad 3000的spec：

1. 最大支持8''的触摸屏
-按照上面介绍的经验公式计算，最少需要4个触点的识别能力。 可以用于ebook,GPS,PMP,UMPC等，这些产品

2. 最多支持48个感应通道
- iphone是10个

3. 精度 正负1mm
- 一般人手指的接触面积在50平方毫米左右

4. 触摸屏厚度 0.3mm
-算是相当薄了，苹果的方案厚度大概在0.6mm左右，这主要是由于苹果采用的触摸屏是两侧ITO结构（图1），sensing line和driving line之间隔着一层玻璃，而据说新思的方案是单层ITO（图2），采用的是”花形“图案来增加sensing line和driving line之间的耦合电容。

图1：


图2：


笔者认为单层ITO结构固然更薄，制造成本可能更低，但是sensing line也更易受到来自触控面板下方的显示模块的噪声影响，特别是来自液晶驱动VCOM电压的干扰，使得需要对触控IC的设计进行特别的考虑，而双层ITO的天然优势是driving line可作为一个屏障将sensing line和下层隔离开来，这方面的具体原因今后有时间再写一篇另作解释。

5 功耗: 动态功耗5mA 休眠模式12uA


已有十几年技术积累的新思，近几年在触控市场一直领跑，从06年推出的LG prada触控手机到后来的G-phone, RIM这些耳熟能详的产品，新思占领了电容触控的大部分中高端市场，不过Cypress, Samsung这些公司也已经或准备推出自己的新产品，看来今后mutual cap方式的触摸屏市场要红火起来了。