MCUを用いた４線抵抗膜式用 マルチタッチコントロ ラ マルチタッチコントローラ Embedded Technology gy 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 © 2011 Toshiba Corporation 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 専用マルチタッチコントローラ チタ 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 6. デモンストレーション ション 7. 応用例 8 まとめ 8. 2 © 2011 Toshiba Corporation 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 © 2011 Toshiba Corporation 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 © 2011 Toshiba Corporation 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 線式抵抗膜方式２点 ２点マルチタッチコントローラ マルチタッチコントローラ 5 © 2011 Toshiba Corporation 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 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 で出来ること 応用例 ① ２点の移動を追跡できます 1 2 画像の拡大 / 縮小 / 回転 / フリップ / 移動 ② ２点押しの座標検出 6 © 2011 Toshiba Corporation 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 4線式抵抗膜方式 コントローラー 2点マルチタッチ機能 ｺﾝﾄﾛｰﾗ必要数 ピン数 マトリックス抵抗膜方式 静電容量方式 マトリックス抵抗膜方式 静電容量方式 × （従来技術） ◎ （東芝技術） ◎ ◎ 1個 1個 3” ～ 6” (1個) 6” ～ 10” (2個) 11” ～ 16 11 16” (4個) 3” ～ 8” (1個) 8” ～ 15” (2個) 16～ 20～48 80～144 40～64 パネル 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） ○ ○ ◎ ～23inch ～23inch ～15inch サイズ その他 待機時の低消費電力化が可能 ･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。 (ペンダウンレジューム検出） ・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 © 2011 Toshiba Corporation 3-1. 1.東芝２点検出技術の概念と特長 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 Ｃ ラ 豊富な東芝ＭＣＵラインナップ上の製品にユーザーアプリ ナ 製品 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 © 2011 Toshiba Corporation 3-1. 1.東芝２点検出技術の概念と特長 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。 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 © 2011 Toshiba Corporation 4-1. 1.製品ラインナップと特長 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 TLCS-870/C1 シリーズ 計画中 TX03 シリーズ 抵抗膜方式マルチタ チ 抵抗膜方式マルチタッチ Pin # 次期タ チ技術 次期タッチ技術 Phase Ⅱ Phase III A90x 144 A90x M3xx 汎用MCU+マルチタッチFW 100 M3xx 89FW24FG+F/W (8bit) M3xxxUG+F/W (32bit) 64 ASSP展開 89FW20UG+F/W (8bit) 89FM46KDUG+F/W (8bit) 48 40 M3xx M3xxxFG+F/W (32bit) 80 TX09 シリーズ Ph Phase I 89FM46KDUG-xxxx 89FM43KQG-xxxx Q 単体コントローラ 2011 2012 2013 10 © 2011 Toshiba Corporation 4-2. 2.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 Phase I Y+ Touch Screen X- 外付け回路 マルチタッチソリューションロードマップ 4 X+ Phase Ⅱ Y+ Touch Screen S X- 4 X+ 外付け回 回路 Y- 専用 マルチタッチ コントローラ I2C H Host ( ｼｽﾃﾑ制御ﾏｲｺﾝ ) 汎用MCU + マルチタッチ チタ チ Firm Ware Host ( ｼｽﾃﾑ制御ﾏｲｺﾝ ) Y- アプリ制御 System Control MCU Phase III Y+ Touch Screen XY- 4 X+ マルチタッチ I/F 11 © 2011 Toshiba Corporation 4-3. 3.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 開発中 PhaseⅠ専用マルチタッチコントローラ PhaseⅠ専用マルチタッチコントローラ 専 ● 機能 (OSC) POR • 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) ) INT Controller Touch Interface 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 内蔵 LQFP 48pin 7 x 7 , 0.5 mmピッチ TS : Now 89FM43KQG-xxxx 10bit I2C 2.7 to 3.6V 内蔵 5MHz 内蔵 VQON 44pin 5.3 x 5.3, 0.4mmピッチ TS : Now 89FH00WGH-xxxx 10bit I2C 2.7 to 3.6V 内蔵 5MHz 内蔵 WCSP 48pin 3.73x3.73,0.5mmピッチ 計画中 M366FWFG-xxxx 12bit USB2.0 device 2.7 to 3.6V 外部 12MHz － LQFP 100 pin 14mm×14mm、0.5mmピッチ 計画中 M366FWXBG-xxxx 12bit USB2.0 device 2.7 to 3.6V 外部 12MHz － FBGA 109ball 9mm×9mm、0.65mmピッチ 計画中 12 © 2011 Toshiba Corporation 4-4. 4.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 PhaseⅡ 汎用MCU 汎用MCU＋マルチタッチファームウエア ＋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 TLCS 870/C1 series 開発中 -TX03 series 開発中 -TX09 series 計画中 開発中 計画中 マルチタッチドライバ必要リソース ルチタッチドライ 必要リソ ス ●ソフト仕様 開発中 対象マイコン TLCS-870/C1シリーズ の場合 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） ・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 東芝MCU コアロードマップと マルチタッチファームウエア対応 マルチタッチファ ムウエア対応 13 © 2011 Toshiba Corporation 4-5. 5.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 TLCS 870/C1シリ ズ TLCS-870/C1シリーズ PhaseⅡ TLCS-870/C1 シリーズ 製品マップ (8bit CISC) FLASH サイズ 89FW24DFG QFP80 i (14x20mm) QFP80pin (14 20 ) 124KB 89FW20UG 89FW24FG LQFP64pin (10x10mm) LQFP80 (12x12mm) 89FS60FG 60KB 89FS60UG 2 7~5 2.7 5.5V動作 5V動作 32KB 89FM40NG 16KB 89FH40NG SDIP42pin 89FM42AUG 89FM46ADUG 89FM42KUG 89FM46KDUG 89FM42UG 89FM46DUG 89FM42LUG 89FM46LDUG 89FH42UG 89FH46DUG 89FH42LUG 89FH46LDUG LQFP44pin (10x10mm) LQFP48pin (7x7mm) A ： 2.2~5.5V、 発振内蔵品 K ： 2.2~3.3V、 発振内蔵品 89FM43KQG 89FM43LQG L ： 2.2~3.3V動作品 VQON44pin (5.3x5.3mm) QFP64pin (14x14mm) QFP80pin (14x20mm) LQFP64pin (10x10mm) LQFP80 (12x12mm) 14 © 2011 Toshiba Corporation 4-6. 6.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 PhaseⅡ TX03 シリーズ製品マップ シリ ズ製品マップ (Cortex-M3) (Cortex M3) TX03 シリーズ M320 カーオディオ グループ 144MHz, 1.2V(内部) USB-Host, SDｶｰﾄﾞ, eDRAM M330/333グループ コンシューマ ンシ 例: TV, ｵｰﾃﾞｨｵ、他 40MHz、3V CEC送受信回路 , ﾘﾓｺﾝ受信 M340 コンシューマ グループ 例: ﾃﾞｼﾞﾀﾙｶﾒﾗ, ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾋﾞﾃﾞｵｶﾒﾗ,他 54MHz、3V 54MHz 3V 高精度ADC、DAC M350 グループ 車載向け 例: EPS,車載制御、他 80-88MHz、3V ﾍﾞｸﾄﾙｴﾝｼﾞﾝ、PMD、CAN、機能安全 機 M360 グループ 64-80MHz、3V ｺﾝｼｭｰﾏ/OA/FA 例: AVﾚｼｰﾊﾞ, MFP, PLC,他 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 モータ制御 例: ｴｱｺﾝ, 洗濯機, 冷 蔵庫, ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ, 他 ベクトルエンジン M380 注：赤文字は内蔵RAMサイズ グループ 40MHz、5V 家電 / ﾒｲﾝ制御 例: ｴｱｺﾝ, 洗濯機, 冷 蔵庫, 他 マルチファンクションタイマ M390 グループ 20MHz、1.7V-3.6V RTC Back up ※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。 バッテリ駆動製品 例: ﾍﾙｽｹｱ, ﾙｽｹｱ, ｹ ｹﾞｰﾑ機 ﾑ機 器, AV/OA機器, 他 15 © 2011 Toshiba Corporation 4-7. 7.製品ラインナップと特長 製品ラインナップと特長 PhaseⅡ TX09 シリーズ TX09 シリーズ製品展開 シリ ズ製品展開 機能・パフォーマンス TMPA900CMXBG USB2 USB2.0 USB2.0ﾎｽﾄ 0ﾎｽﾄ 0ﾎｽﾄ//ﾃ ﾃﾞﾊﾞｲｽ ﾊ ｲｽ、SD ｲｽ、SD SDｺﾝﾄﾛ SDｺﾝﾄﾛｰﾗ ｺﾝﾄﾛｰﾗ ｺﾝﾄﾛ ﾗ 200/150MHz FBGA289(15 x 15mm) TMPA910CRAXBG A900グループ廉価版 TMPA901CMXBG TMPA910CRBXBG 200/150MHz FBGA361(16 x 16mm) USB2.0 HS デバイス、 デバイス、SD SDｺﾝﾄﾛｰﾗ ｺﾝﾄﾛｰﾗ 200/150MHz FBGA177(13 x 13mm) A910グループ廉価版 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 © 2011 Toshiba Corporation 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 1点押下時の現象 （Y方向へ電圧印加の場合） X+ X+ X- X- Y+ Y+ Y- Y- ２点押下時の現象 （Y方向へ電圧印加の場合） 17 © 2011 Toshiba Corporation 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 ララインナップとシステム構成 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 専用マルチタッチコントローラ Y+ X- X+ 制 御 回 路 AD 変 換 Y- 2点 座標 変換 Phase Ⅱ シリアル ホスト コントローラ I2C マイクロコントローラ Y+ X- X+ Y- 東芝MCUでの マルチタッチ制御 システム構成 制 御 回 路 AD 変 換 Panel I/F 2点 座標 変換 ADC ユーザーアプリケーション ザ プ ケ シ 周辺機能 Flash ROM ユーザー アプリ マルチタッチ ファーム RAM シリ アル I/F / CPU 周辺機能 18 © 2011 Toshiba Corporation Demonstration 19 © 2011 Toshiba Corporation 6-1. Demonstration PhaseⅠ: Now Phase1評価ボード カーソルデモ カ ソルデモ 1 ピクチャビューデモ 2 拡大、縮小、回転、フリップ 20 © 2011 Toshiba Corporation 6-2. Demonstration Phase--Ⅰデモボードの構成 Phase 4-wire resistive type Touch panel NOR Flash 4 Externaal Parts Daughter board 4 Phase-Ⅰ TMPA900 SDRAM I2C Multi touch Controller USB 2.0 (Device) TFT Panel UART Picture data 21 © 2011 Toshiba Corporation 応用例 22 © 2011 Toshiba Corporation 7-1. 応用事例 マルチタッチパネルモジュール モジュール Y+ Y Touch Screen XY- X+ External Pa arts 4-wire 4 i resistive i ti type t Touch panel Phase-Ⅰ Multi touch Controller I2C Reset Host CPU PEN INT TFT Panel Picture data シリアル EEPROM 23 © 2011 Toshiba Corporation 7-2. 応用事例 携帯電話,,カメラ, 携帯電話 カメラ,ナビ ナビ,,産業機器他向け メイン基板 Y+ Touch Screen XY- X+ Ex xternal Parts s 4-wire resistive type Touch panel Phase-Ⅰ Multi touch Controller I2C Reset PEN INT メイン プロセッサ TFT Panel Picture data シリアル EEPROM 24 © 2011 Toshiba Corporation 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 Y+ Touch Screen X- External P Parts 4-wire resistive type Touch panel X+ Y- Phase-Ⅱ MCU + シリアル エンジン Multi touch Key入力 Firmware LED表示 TFT Panel メイン バックライト制御 Picture data シリアル EEPROM 25 © 2011 Toshiba Corporation 8. まとめ 東芝マルチタッチコントロ ラの特長とまとめ 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 ラのシステムコストが大幅に削減できます 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 PhaseⅡ(870/C1,TX03,TX09シリーズ)へのファーム提供が可能です。 ズ)へのファ 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 ⇒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 © 2011 Toshiba Corporation 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 セミコンダクター＆ストレージ社 ＆ストレ 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 © 2011 Toshiba Corporation 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 © 2011 Toshiba Corporation 製品取り扱い上のお願い 本資料に掲載されている 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（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 ドウ ア、ソフトウ 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 タシ ト アプリケ シ ンノ ト 半導体信頼性ハンドブ クなど）および本製品が使用される機器の取扱説明書 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、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 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。 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R 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、 HS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R HS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 © 2011 Toshiba Corporation