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測量觸控向下硬體延遲的概觀

  • 發行項

延遲是觸控數位板系統中所經歷的時間延遲量值。 系統的固有延遲是觸控裝置最重要的參數之一，而且一律代表數個重要功能之間的取捨：雜訊等級 (SNR) 、敏感度、耗電量、抖動等等。

延遲測量的起點是定義完善的標準;這是手指或手寫筆 (器) 第一次在指定連絡人中觸碰螢幕的時間。 例如，主機作業系統 (的端點是觸控關閉硬體延遲的端點，例如，Windows 8) 會察覺來自 USB 裝置之目標觸控數位板 (的訊息，這是在觸控數位板專用 USB 控制器上偵測到大量中斷要求的時間;通常此要求會指出具有初始連絡資訊的傳入 HID 報告。) 就所有實際用途而言，此端點都相同至 WndProc 端點的端點，也就是主應用程式第一次察覺到連絡 (的時機，例如，透過原生應用程式的WM_INPUT和WM_POINTER訊息，或是透過 Microsoft Store 應用程式的 Windows：：UI：：Input：:P ointerPoint 訊息) 。

方法

此程式依賴觸控數位板的手指所產生的原音/機械波，以測量此延遲。 值得注意的是，即使是最微的觸控接觸點，也會在數位板的表面上產生大量的聲場/機械波，這可以清楚且明確地 (，也就是說，具有極高 SNR、幾乎零誤判，而且幾乎不會偵測到任何誤判，) 使用最簡單的現成麥克風來偵測。

方法依賴以手動方式觸控觸控式螢幕的測試主旨多次。 這是因為延遲本質上是機率性-因為掃描函式固有的不確定性) 。 這可讓我們建立經驗累積分配函式。 此函式的可預測預期存在，可估計整體度量的品質。 使用此資料，您可以擷取散發的基本參數。

每個測量都相當簡單：測試主旨會使用手指觸碰數位板，以建立聲場/機械波。 實際接觸點與數位板上的麥克風到達麥克風時，實際接觸點之間的小但可測量延遲。 然後，麥克風會偵測到波浪，並適當地放大和臨界值，因此它會轉換成邏輯 0 或 1 層級) 。 此邏輯值會饋送至微控制器面板 (例如 AT90USBKEY2) ，可接受此變更且延遲低， (~ns) ，並透過 USB HID 報告 (1 毫秒傳輸至受測裝置， (1 毫秒是 AT90USBKEY2) 等全速 USB 裝置的最低輪詢期間。

在主機 (也就是受測裝置) 端，預期會有兩個事件。 第一個是接收來自微控制器面板的 HID 報告，指出實際接觸發生。 第二個是觸控數位板的 HID 報告。 這兩個報表之間的時間差異代表觸控關閉延遲。

此度量有兩個不確定性;已設計方法來減少兩者。 第一個不確定因素是，實際接觸點與波段到達麥克風的時間 (或更具體的時間，在實際接觸與微控制器) 上收到時間邏輯 1 之間的時間延遲。 這可藉由將額外的步驟新增至方法 - 校正來補償。 開始延遲測量之前，測量從數位板最遠位置傳播到麥克風 (微控制器) 的波段所花費的時間。 此資訊是用來在稍後為每個個別測量提供絕對誤差估計值。 在大部分情況下，這低於 2 毫秒 (，視用於數位板表面) 的螢幕和材質大小而定。

第二個不確定性是微控制器與主機電腦之間的 USB 通道所導入的延遲， (受測裝置) 。 這可藉由將 48 位時間戳記引入微控制器的每個 HID 報告來處理。 當在微控制器 (的輸入埠上偵測到邏輯 1，且此事件與產生時間戳記值) 之間有 ~延遲時，就會設定這個時間戳記。 然後，主機上的時鐘 (要測試的電腦) ，而且目標 (微控制器) 端可以同步處理，以產生最精確的結果。

此方法可以完全自動化且可完全重複;機器人可用來引發觸控，而不是人類參與者。 相反地，建議使用更簡單且更方便的設定，依賴人類參與者和自然測量的較簡單解決方案。 觀察到的結果表示一致的精確度，這表示已達到設定複雜度與測量精確度之間的平衡。

硬體需求

本節詳細說明必要的硬體元件。 說明設備片段的目的，但此處未提供實際元件編號， (本文稍後會提供這些專案。

  • 麥克風 - 偵測觸控數位板上的聲場波。 建議使用可輕易點選到觸控式螢幕的小型和一般餅電麥克風。

  • 聲場設備 - 從麥克風放大訊號。

  • 臨界值線路 - 區分觸控音效與環境雜訊。

  • 具有 USB HID 功能的微控制器面板，並在至少兩個輸入埠上輪詢能力，且具有 ~{ss 延遲。

  • 校正線路 - 測量聲波傳播，也就是在微控制器上接收觸控與邏輯 1 之間的時間。

下一節將討論觸控延遲測量設定的實作。

詳細指示

下圖顯示要執行測量的硬體裝置。 此方塊有三個孔：麥克風輸入、校正金屬板輸入，以及微控制器微 USB 輸出。

觸控硬體延遲的線路板

下一個影像顯示麥克風、聲場噪音和閾值器的線路。 微控制器比較子可用來套用臨界值。

觸控向下硬體延遲的線路圖

下圖顯示麥克風連線。 請注意，此設定中會使用非常簡單的現成麥克風，足以可靠地且精確地區分點選和環境雜訊。

具有麥克風附件的線路板

校正板輸入會進入另一個孔，如下圖所示。

連接到電路板的校正板

使用的微控制器面板是 AT90USBKEY2。

如方法所述，此微控制器板可用來偵測臨界值線路輸出上的變更，也就是邏輯 0 和 1 (的相同，用於校正和金屬板) 。 當偵測到超出閾值的音訊訊號時，就會偵測到該變更，並針對每個這類事件傳送 HID 報告給主機。 當音效波旋轉時，閾值會超過多次;為了避免每次超過閾值時傳送變更事件，控制器邏輯必須在每次變更事件之後忽略音訊訊號一段時間。 該時間間隔應該夠長，因此最後的結果只會每指點選一個變更事件。 持續時間通常超過 500 毫秒。 或者，您也可以使用單聲道穩定多重vibrator，或是使用額外的邏輯線路，放在音訊轉換器和 MCU 輸入之後。 若要重複使用建議的設定 (韌體 + 軟體) 您必須將音訊閾值線路的輸出饋送至輸入針腳 C0，並將金屬板線路的輸出饋送至輸入 C1。 微控制器面板和閾值線路應該有共用的地面， (應該) 連接。 接腳 C0 和 C1 的位置以及地面會顯示在下列兩個影像中。

線路板的埠 c

上圖) AT90USBKEY 面板 C 的紅色矩形分隔區域 (埠 C 會顯示在下圖中放大，並適當地標示針腳 C0、C1 和地面。

針腳 c0、c1 和底板反白顯示

如需有關此面板的詳細資訊，請造訪製造商 的網站 和 面板的硬體使用者指南 。