Github上超酷嵌入式项目——用FPGA把13.3inch电子墨水屏干成快刷显示器

最近看到一个很有意思的开源硬件项目:Modos Flow。一句话概括,它是一台 13.3 英寸 USB-C 触控电子墨水屏显示器,显示驱动核心不是普通显示控制芯片,而是一颗 FPGA芯片。

Github上超酷嵌入式项目——用FPGA把13.3inch电子墨水屏干成快刷显示器

项目地址:

https://github.com/Modos-Labs

众筹地址:

https://www.crowdsupply.com/modos-tech/modos-flow

上述页面有大量的演示视频。

大家对 E Ink 的第一印象通常是:省电、护眼、适合阅读,但刷新慢,刷新快了存在拖影,基本别想着当普通显示器用。

Modos Flow 做的事情就比较硬核:它把电子墨水屏的刷新控制交给 FPGA,通过自研的 Caster 控制逻辑,尽量只刷新变化区域,比如鼠标、光标、正在输入的文字,而不是每次都整屏刷一遍,这点比较有意思。

Github上超酷嵌入式项目——用FPGA把13.3inch电子墨水屏干成快刷显示器

硬件配置

Modos Flow 的核心硬件大概是这样:

  • 13.3 英寸 E Ink 屏幕

  • 分辨率 3200 x 2400,约 300 PPI

  • USB-C DisplayPort Alt Mode 输入

  • 单 USB-C 可跑到 40 Hz

  • 额外供电时最高 60 Hz

  • 支持触控

  • 黑白版与彩色版可选

  • 彩色版支持 4096 色、16 级灰阶、前光和手写笔

  • FPGA 使用 AMD Xilinx Spartan-6 LX16 FPGA,运行与前代开发套件一致的 Caster gateware

  • MCU 使用 STM32H750,负责 USB 通信、固件升级等工作

这里最值得看的不是“电子墨水屏显示器”这个概念,而是它背后的嵌入式架构。

传统电子墨水屏刷新慢,本质上和屏幕驱动波形、灰阶转换、整屏刷新机制都有关系。Modos 的 Glider/Caster 思路是把每个像素都尽可能当成独立更新单元处理,再配合早取消、区域更新、灰阶/二值混合等策略,让屏幕在交互时先快起来,静止后再慢慢补画质。

Github上超酷嵌入式项目——用FPGA把13.3inch电子墨水屏干成快刷显示器

这就不是简单 SPI 屏幕刷图了,而是完整的显示控制器问题。

开源部分很香

GitHub 上的 Modos-Labs/Glider 仓库包含 PCB、固件、结构件等内容,README 里还写了大量 E Ink 驱动原理,包括波形、灰阶、抖动、低延迟驱动等。 

官方也说明,FPGA gateware 使用 Caster,硬件设计基于 KiCad,MCU 固件可通过 STM32 工具链构建。 

对工程师或者爱好者来说,这类项目比单纯看产品参数有意思得多。因为它把几个常见但不容易串起来的方向都放到了一起:

  • USB-C DP Alt Mode 视频输入

  • FPGA 显示驱动

  • DDR 帧缓存

  • STM32H7 固件

  • E Ink 波形与灰阶驱动

  • 开源硬件生产与众筹交付

     

如果你做过普通 LCD、OLED 或 SPI 小屏,再看这个项目,会明显感受到电子墨水屏不是“换个屏幕接口”那么简单。

也别神化

当然,60 Hz 电子墨水屏不等于 LCD。电子墨水屏仍然会有残影、灰阶速度限制、颜色表现弱、价格高等问题。Modos Flow 黑白版众筹价为 619 美元,彩色版 719 美元,已经不是随便买来玩的价位。

但它的价值在于:这不是一个封闭的“护眼显示器”,而是一个能被研究、能被改、能被学习的开放硬件项目。

如果你对 FPGA、显示控制、低功耗设备或者 E Ink 生态感兴趣,这个项目很值得翻一翻。尤其是 Glider 仓库的 README,基本相当于一篇电纸屏控制器小教材。

Modos Flow 最酷的地方,不是它把电子墨水屏做成了显示器,而是它把“电子墨水屏为什么慢、怎么让它快一点”这个问题,用开源硬件方式摊开给大家看。

 原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/xZFt0EPV7nalYPA2jMqr1A

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