maXTouch触摸技术看点：低功耗和PCB安装

maXTouch触摸技术的中心议题：
    * 革除触摸屏功耗顽疾
    * 不惧干扰 直接贴装PCB
    * 摈弃模组化 设计选择更灵活

触摸屏鼻祖iPhone独步智能手机的时代已成为历史，各手机品牌频频叫板iPhone手机，多点触摸不再是iPhone的秘密武器。近日，摩托罗拉发布的Droid又成为了iPhone新一任劲敌，它不仅拥有谷歌的Android操作系统也拥有iPhone的杀手锏——多点触摸。Droid能否成为iPhone杀手尚不可知，但是围绕iPhone神秘的光环在一次次手机厂商的挑战中褪去已成定局。

“众所周知，触摸屏风潮由iPhone带动，但是iPhone已经推出2年，技术略显陈旧。”Atmel亚太区及日本销售副总裁余养佳表示iPhone只揭开了触摸控制的冰山一角，触摸技术的潜力还有待发掘，“触摸技术的演进将令触摸屏的应用比iPhone更炫、更酷。”

Atmel副总裁余养佳

2009年中，Atmel发布了基于Atmel XMEGA AVR微控制器的完全整合的电容性触摸屏技术maXTouch。余养佳透露，Atmel已经送样给前五大手机制造商的其中四家。而市场研究机构FBR分析，Motorola发布的Droid便采用Atmel的产品支持其触摸屏幕。

iPhone的触摸芯片为Apple独家设计，但iPhone的触摸屏已经成为衡量其他触摸技术高下的公认标杆。与iPhone相比，新推出的maXTouch支持多点触摸达10个点，触摸反应速度约为10ms，比iPhone提高了近10倍。此外，maXTouch触摸探测点达224点，相比之下，与之接近的竞争触摸屏成品解决方案的节点只有maXTouch的一半。余养佳指出高分辨率可以为触摸屏设计带来两个好处：首先可以支持大面积触摸屏；其次在多点触摸时，高分辨率能让两个操控手指之间的距离可以更接近，分辨率的提高使触摸屏变得更为灵敏。据了解，maXTouch可辨别的最小距离可达10mm。

革除触摸屏功耗顽疾

触摸式按键革新了人机交互的界面，但触摸屏的工作原理必须依赖监测电路的微小变化量来感知手指的操作意图。相比传统机械式按键，触摸屏“额外”的电路感测、运算逻辑控制增加了系统负担，其功耗的问题始终困扰系统设计，尤其是对功耗敏感的便携式产品。maXTouch的出现有助于消除设计者对触摸屏功耗的顾虑，maXTouch在闲置模式时其功耗低至2mW，即使在工作状态，该芯片的功耗也只有4mW。

余养佳指出，Atmel以前的触摸解决方案采用MEGA AVR微处理器，而今选用以XMEGA AVR为核心的微处理器，所带来的主要差别在于系统事件（Event System）。通常，IO数据交换必须通过CPU实现，而XMEGA AVR微处理器的事件系统 (Event System) 和外设DMA控制器可从CPU卸载所有与外设之间 (Inter-peripheral)的通信和数据传送操作，释放其能力用于处理传感器图像的后处理。事件系统可以在主CPU闲置时侦测到周围IO处理系统事件，在CPU睡眠状态进行IO交换，如此一来功耗便可降低很多。XMEGA AVR微处理器能把简单的触发性中断转化成硬件的逻辑模块，除非有复杂的中断上报，基本的逻辑判断功能全部由CPU之下的硬件模组完成，从而，maXTouch的功耗表现出色。

不惧干扰 直接贴装PCB

PCB的布局在整个触摸屏方案中尤为重要，它关系着最终触摸屏触控反应灵敏与否。通常，为了防止PCB板上各种器件对触摸控制芯片的噪声干扰问题，触摸控制芯片并不直接焊接在PCB母板上，而是焊接在柔性线路板（FPC，Flexible Printed Circuit）上连接至LCD模组和PCB母板。“LCD模组和FPC搭配的利用率很低，一般为70～80%，导致触摸屏的成品率很低。”余养佳介绍Atmel推出的maXTouch可以直接焊接至母板的触摸控制芯片，而在母板上焊接IC可以将成品率提高到99%以上，显著节省了系统成本。

同样是触摸控制芯片，为什么其它厂商的产品只能安装在FPC以避免干扰而Atmel的芯片可以直接焊接在PCB板上？余养佳揭晓了Amtel的奥秘在于信噪比（Signal Noise Ratio）。高信噪比对于准确报告邻近或微弱的信号是至关重要的，这有令产品即使处于嘈杂的环境中，例如是带有来自无线收发器、LCD显示器和电池充电器的耦合噪声，仍然能够达到高精度识别率。maXTouch系列首款器件mXT224的信噪比达到80：1，此外再辅以噪声抑制算法，最终凭借高抗耦合噪声能力可以突破传统直接安装在PCB母板上。

摈弃模组化 设计选择更灵活

据了解，目前Atmel只提供触摸控制芯片，尚未有模组化的计划。“在触摸屏发展的早期，的确是集成方案容易获得客户青睐，但随着整机厂商慢慢了解、掌握触摸技术之后，他们需要更多的ITO供应商，避免单一进货而引发断料的风险。”余养佳表示，Atmel未来也不会走向模块化发展之路，而专注于研发IC类产品，以留给客户更多选择ITO（氧化铟锡，用于触摸板的导电玻璃）供应商的空间。余养佳进一步解释，电容值和每个导体的材料、厚度宽度都有关系，所以ITO的Layout和膜的厚度、宽度都有关，这些因素都会影响电容值。为了配合客户的不同ITO厂家，Atmel不仅和客户合作，帮助客户设计整个方案，包括ITO的Layout，还与上游ITO厂家合作，共同设计ITO。“由于不同厂家的ITO制程存在差异，MCU需要配合参数各不相同，而目前只有少数MCU厂商可以提供手牵手的技术支持。”余养佳补充道，未来触摸屏的整合模式将转换成以LCD模组厂商加ITO的组合，因为LCD和ITO制程很相似。随着ITO和LCD模组厂联手推出整合的标准模块，未来MCU导入设计的要求将有所降低。

对于触摸的前景，余养佳用微软发布Windows 7时的一个细节作答。Windows 7首先亮相于世人面前的功能是触摸控制。微软如此高调倡导触摸控制，让触摸屏相关企业笑逐颜开，他相信，除了手机以外，触摸控制将进入上网本、游戏机、GPS导航、数码相框等领域大展拳脚。