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淺談下一代HMI的三個(gè)考慮因素

時(shí)間:2024-04-22 10:16:01來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?步入人機(jī)交互的新世界,將需要交互式的智能應(yīng)用,同時(shí),用于支持實(shí)現(xiàn) HMI 的處理器也面臨一系列新的挑戰(zhàn)。下面,我們來(lái)詳細(xì)了解下一代 HMI 的三個(gè)考慮因素。

  過(guò)去,人機(jī)界面 (HMI) 包括一個(gè)物理控制面板,用戶可通過(guò)其中的按鈕、開(kāi)關(guān)和指示燈與機(jī)器進(jìn)行交流。隨著技術(shù)的進(jìn)步,用戶能夠監(jiān)控過(guò)程、查看狀態(tài)信息顯示和發(fā)送命令。如今,HMI 應(yīng)用隨處可見(jiàn),包括用于控制電視的智能手機(jī)應(yīng)用程序、在車內(nèi)發(fā)出語(yǔ)音命令、醫(yī)院內(nèi)的患者監(jiān)護(hù)或智能工廠里的觸摸屏控制面板。

  在日常生活中,我們不斷發(fā)現(xiàn)與機(jī)器相關(guān)的接觸點(diǎn)越來(lái)越多。那么,HMI 的未來(lái)如何?除了數(shù)據(jù)收集、控制和顯示外,新一代 HMI 將拋開(kāi)傳統(tǒng)的人機(jī)界面,在各種應(yīng)用中提供人機(jī)交互,使機(jī)器可以智能地作業(yè)并與人類交流。例如,通過(guò)無(wú)接觸交互、物體和手勢(shì)檢測(cè)以及面部識(shí)別來(lái)進(jìn)入樓宇。

  步入人機(jī)交互的新世界,將需要交互式的智能應(yīng)用,同時(shí),用于支持實(shí)現(xiàn) HMI 的處理器也面臨一系列新的挑戰(zhàn)。下面,我們來(lái)詳細(xì)了解下一代 HMI 的三個(gè)考慮因素。

  第一個(gè)因素:采用邊緣AI實(shí)現(xiàn)新功能

  新一代 HMI 設(shè)計(jì)將依賴于邊緣人工智能 (AI) 來(lái)實(shí)現(xiàn)新功能。例如,機(jī)器視覺(jué)可通過(guò)面部識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的受控訪問(wèn)或通過(guò)手勢(shì)識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸操作。此外,向 HMI 設(shè)計(jì)中添加邊緣 AI 功能(如機(jī)器視覺(jué)),可以對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和預(yù)測(cè)性維護(hù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。創(chuàng)建全新的 HMI 應(yīng)用時(shí),需要考慮邊緣 AI 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的工作量以及處理器的功能。

  第二個(gè)因素:平衡性能和功耗

  在單個(gè)芯片上高度集成會(huì)影響器件功耗,尤其是在邊緣 AI 功能完全啟用的情況下更是如此。小型設(shè)計(jì)通常需要小巧的外形,特別是在惡劣環(huán)境中,這會(huì)使得最終產(chǎn)品的功耗設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員必須克服挑戰(zhàn),在既考慮熱限制又不增加整體系統(tǒng)成本的情況下,創(chuàng)建高功效的設(shè)計(jì)。低功耗設(shè)計(jì)應(yīng)包括超低功耗和多個(gè)低功耗模式,以便延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。

  第三個(gè)因素:集成智能連接和差異化顯示支持

  不斷增加的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和傳感器以及新興的實(shí)時(shí)工業(yè)通信協(xié)議,給新的 HMI 應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。例如,智能工廠環(huán)境中的 HMI 需要與其他設(shè)備和機(jī)器進(jìn)行通信,這意味著 HMI 設(shè)計(jì)需要具備連接和控制功能。顯示不僅是設(shè)計(jì) HMI 的另一考慮因素,還能提供獨(dú)特的功能和增強(qiáng)人機(jī)交流的方法。

  隨著 HMI 不斷發(fā)展,支撐此類應(yīng)用的處理器技術(shù)必須能夠滿足發(fā)展要求。TI 的 Sitara AM62 處理器系列中的首批設(shè)備,包括 AM623、AM625 和 AM625SIP 處理器,采用具有多個(gè)工業(yè)外設(shè)的低功耗設(shè)計(jì),在考慮下一代 HMI 設(shè)計(jì)因素的前提下,向雙顯示和小尺寸應(yīng)用添加了高能效邊緣 AI 處理功能。

  AM625SIP 是 AM6254 處理器的系統(tǒng)級(jí)封裝 (SIP) 版本,并添加了一個(gè)集成式 512MB LPDDR4 SDRAM。該器件可直接解決工程師在設(shè)計(jì)處理器時(shí)面臨的硬件、軟件、功耗以及許多其他挑戰(zhàn)。SIP 處理器還具有其他優(yōu)勢(shì),例如簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)、優(yōu)化大小/系統(tǒng)物料清單成本以及減少在芯片上布置 LPDDR4 所需的工程工作量。

  此外,AM62P 處理器還通過(guò)集成的四核 Arm Cortex-A53、更強(qiáng)大的圖形處理單元 (GPU) 和 32 位 LPDDR4 增強(qiáng)了 HMI 應(yīng)用的性能。增加的內(nèi)存帶寬可顯著降低延遲,使視覺(jué)轉(zhuǎn)換更流暢,并且在處理器上實(shí)現(xiàn)了卓越的多任務(wù)功能,從而實(shí)現(xiàn)對(duì) HMI 應(yīng)用至關(guān)重要的即時(shí)響應(yīng)。此外,AM62P 的關(guān)鍵在于其增強(qiáng)的 GPU 和視頻編解碼器,能夠以高保真度渲染復(fù)雜的 3D 圖形、效果和視頻流。

  AM62X 系列處理器包括:通過(guò)可擴(kuò)展的單核至四核 Arm Cortex-A53(高達(dá) 1.4GHz)平臺(tái)和支持 TensorFlow 的主線 Linux,AM623、AM625、AM625SIP 和 AM62P 可促進(jìn)邊緣 AI 功能的實(shí)現(xiàn)。另外,片上資源(包括通用異步接收器/發(fā)送器、串行外設(shè)接口和 I2C)支持常見(jiàn)工業(yè)傳感器或控制器的各種連接選項(xiàng),從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

  AM623 和 AM625 的優(yōu)化型電源設(shè)計(jì)支持核心功耗低至 7mW 的多種功耗模式,可實(shí)現(xiàn)便攜式的電池供電設(shè)計(jì)。 AM62P 還通過(guò)其專用視頻硬件加速器優(yōu)化了電源設(shè)計(jì),提高了功耗效率,因?yàn)樗鼫p輕了 CPU 的視頻處理負(fù)擔(dān)。簡(jiǎn)化的硬件設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)具有緊湊尺寸和成本效益的系統(tǒng)解決方案。

  AM623、AM625 和 AM625SIP 處理器支持各種顯示接口,包括具有成本效益的 RGB888 接口,以及支持 2K 和全高清顯示的低壓差分信號(hào)接口。AM62P 還包括 DSI,并支持最多三個(gè)顯示器,從而增加了顯示接口列表。多顯示功能可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)新。

  結(jié)語(yǔ)

  未來(lái)的 HMI 會(huì)為各種環(huán)境和應(yīng)用中的人機(jī)交流注入更多智能和創(chuàng)新元素:比如,手術(shù)室里的專業(yè)醫(yī)療人員通過(guò)聲音而非觸控屏幕即可與患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)交互,從而保持無(wú)菌環(huán)境;或者,在嘈雜的工廠環(huán)境中,工人僅通過(guò)一個(gè)手勢(shì)即可操作控制面板。借助 AM62 處理器系列,開(kāi)始設(shè)計(jì)您的下一代 HMI 吧。

標(biāo)簽: 人機(jī)界面HMI

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