自從標準是一個由燈、表盤和手動開關(guān)組成的面板以來，HMI已經(jīng)有了顯著的發(fā)展。隨著這種演變，需要具有高級顯示和/或相機功能的HMI，包括2D/3D成像和圖像識別，其中許多涉及HD(高清)要求，如圖1所示。nbsp;

　　圖1

　　.許多HMI現(xiàn)在涉及相機，圖像和視頻技術(shù)，例如概述的高性能系統(tǒng)。通過選擇MPU可以支持必要的功能。圖片提供 瑞薩

　　實現(xiàn)高性能、可靠性和高效性，同時沿著上市時間，對于此類應(yīng)用在此類市場中保持競爭力至關(guān)重要。因此，負責設(shè)計HMI的工程師可能會考慮使用嵌入式MPU來處理顯示和相機相關(guān)功能。

　　在本文中，通過瑞薩的示例，了解MPU如何使常見的HMI應(yīng)用受益。

　　HMI應(yīng)用

　　有幾個應(yīng)用和行業(yè)依賴HMI提供高分辨率圖像和相機功能：

　　商業(yè)：家庭安全，門鈴系統(tǒng)，多功能打印機，樓宇自動化控制面板，白色商品

　　業(yè)務(wù)：數(shù)字標牌，KIOSK/POS終端，商業(yè)顯示器，條形碼掃描儀，認證入口系統(tǒng)，辦公設(shè)備，手寫識別

　　所屬行業(yè)：工業(yè)標牌、數(shù)控設(shè)備、手持終端、測量儀器、檢驗儀器、診斷面板、工業(yè)面板

　　醫(yī)療：醫(yī)療顯示器、病人監(jiān)護系統(tǒng)

　　使用MPU解決方案可以顯著增強這些應(yīng)用。例如，選擇具有快速、強大的中央處理器(CPU)的MPU可以加快安全產(chǎn)品、患者監(jiān)護系統(tǒng)、工業(yè)面板和KIOSK/POS終端的圖像和/或視頻處理，更不用說標牌和數(shù)字顯示器了。nbsp;

　　增強的圖像處理能力的另一個示例包括專用圖像處理和圖形處理單元(GPU)的使用，進一步提高檢查設(shè)備、條形碼掃描儀、認證控制面板、家庭安全和多功能打印機的性能和速度。

　　為HMI選擇嵌入式MPU解決方案

　　在為HMI選擇嵌入式MPU解決方案時，應(yīng)首先考慮某些關(guān)鍵特性：

　　CPU性能、處理速度和內(nèi)存

　　專用圖像處理軟件

　　可靠性

　　安全功能

　　長期軟件支持

　　開發(fā)工具包的可用性

　　CPU注意事項

　　在尋找嵌入式MPU解決方案時，CPU性能至關(guān)重要，內(nèi)存和處理速度也在視頻分辨率和2D/3D功能等因素中發(fā)揮重要作用。nbsp;

　　基于ARM的CPU是一種常見的選擇，可以是單核或雙核。ARM Cortex—A CPU因其性能和低功耗而非常適合HMI。例如，一些64位Cortex—A CPU提供高達1.2GHz的速度。

　　選擇合適的處理器應(yīng)在性能和圖像處理速度之間取得平衡。雖然雙核CPU更快，因為它們允許更多處理器同時運行，但它們并不總是正確的選擇。如果軟件不支持多核技術(shù)，雙核選項將不會增加速度或處理優(yōu)勢。nbsp;

　　圖2顯示了一個MPU和支持軟件的示例。

　　圖2

　　. RZ/G2 L MPU的框圖。圖片來源：Courtesy of 瑞薩

　　圖像處理軟件

　　專用的圖像處理軟件，如視頻編解碼器，視頻引擎和圖形引擎，也很重要。它可以處理圖形并處理壓縮/解壓縮(即，H.264和H.265)，而不對通用軟件施加負載。該圖像處理軟件可以包括高級HMI功能的特定功能，例如3D圖形和高分辨率視頻。nbsp;

　　可靠性糾錯碼

　　可靠性對于任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用尤其重要，包括內(nèi)置內(nèi)部和外部存儲器糾錯碼(ECC)等功能。ECC在數(shù)據(jù)傳輸中起著重要的作用，因為即使某些位被錯誤地翻轉(zhuǎn)，ECC也允許消息重新創(chuàng)建。

　　基于硬件的安全

　　關(guān)鍵的安全功能包括安全靴子、調(diào)試以及Arm CPU的Arm TrustZone。Arm TrustZone是專門為嵌入式硬件創(chuàng)建的，在同一個核心上同時運行安全的操作系統(tǒng)(操作系統(tǒng))和不太安全的操作系統(tǒng)，以提高安全性。nbsp;

　　長期支持基礎(chǔ)設(shè)施

　　在一些HMI應(yīng)用中，工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備制造商由于設(shè)備的使用壽命而期望長期的軟件支持。這種類型的長期支持在一些MPU中提供(例如，Renesas RZ/G系列)通過民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺(CIP)與超長期支持(SLTS)驗證的Linux軟件包。nbsp;

　　圖3

　　. RZ/G2參考板的框圖概述，突出顯示CIP SLTS內(nèi)核。圖片提供禮貌 瑞薩

　　CIP是工業(yè)級軟件的開源基礎(chǔ)層，專為基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的長期管理而設(shè)計。特別是SLTS Linux內(nèi)核，確保了10年以上的支持。

　　瑞薩RZ/A和RZ/G系列工業(yè)HMI

　　瑞薩RZ產(chǎn)品系列的64位和32位ARM MPU包括兩個系列，可用于工業(yè)HMI：RZ/A和RZ/G系列。nbsp;

　　RZ/G2L、RZ/G2LC和RZ/A1H適用于與顯示器相關(guān)的HMI應(yīng)用，而RZ/A2M則推薦用于與攝像頭相關(guān)的HMI應(yīng)用。nbsp;

　　RZ/A2 M嵌入了DRP(動態(tài)可重構(gòu)處理器)技術(shù)，通過嵌入式人工智能加速圖像處理，適用于物體識別應(yīng)用。

　　除了Cortex-A CPU和可用內(nèi)存外，這兩個MPU產(chǎn)品線還提供專用圖像處理軟件、可靠性、安全功能和長期軟件支持，如前所述，在為HMI應(yīng)用選擇MPU時，這些都是重要的考慮因素。