CPLD で実現する I/Fおよびコントローラ
～ マルチ・タッチ・パネルの制御 ～

数年前から存在しているタッチパネルの技術ですが、ラップトップ PC やスマート・フォンなどの急速な普及により、各分野において脚光を浴びるようになりました。

タッチパネルの技術も数年前のシングル・タッチ （例：駅の券売機） から、ダブル・タッチ （例：スマート・フォン） やマルチ・タッチ （例：大型インフォメーション・ボード） までに発展しています。また、信号の検知手段の観点からは、主に抵抗膜タイプと静電容量タイプの 2 種類のタッチパネルがあります。これらのタッチパネルを実現するソリューションの特徴と比較を表にまとめました。

表 1. タッチパネルのソリューション比較

家電、医療、産業機器などに、HMI （Human Machine Interface） としてタッチパネルの使用も増加しています。特にマルチ・タッチ対応の要求が増加する中、効率の良い実現方法を求められています。

タッチパネルのソリューションはセンサー部とセンサーのデータを解読する機能 （アプリケーション・プロセッサ） が含まれます。センサー部はタッチパネル以外に、デジタル信号に変換する CDC (Capacitance-to-Digital Converter) デバイスが必要です。しかし、CDC の信号チャネルに限りがあるため、単独でのマルチ・タッチの対応は困難です。

下の図のように、CPLD を追加することで、CDC のチャネルを利用しつつ、2D 方式 (X軸、Y軸) でセンサーポイントを増やし、マルチ・タッチのソリューションを簡単に実現できます。

図 1. アルテラの CPLD を活用したマルチ・タッチ・ソリューションのブロック図

タッチパネル Y軸の各センサー・ラインを CDC デバイスのチャネルと接続し、X軸の各センサー・ラインを CPLD の I/O とつながります。CPLD が X軸のセンサー・ラインを順番にスキャンした結果は CDC のレジスタ・ファイルに記録され、プロセッサはレジスタ・ファイルを順番にアクセスすることで全てのポイント・データ （X軸とY軸のラインが交差しているポイント） を取得できます。プロセッサはこれらのデータから瞬時にタッチされているポイントの座標を割り出して、それに応じた機能を実行させることができます。

CPLD は既存の CDC との連携で、より複雑、より広範のタッチパネルの対応も可能にしています。

アルテラの MAX® V/ MAX II CPLD は低コストと低消費電力の利点に加えて、非常に小さいパッケージ (4.5x4.5mm) のデバイスも提供しているため、既存のシステム （特にポータブル製品） へのインパクトを最小限に抑えつつ、タッチパネル機能の拡張を簡単に、確実に実現できます。

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