作者：Tawfeeq Ahmad

在當今的數(shù)字化環(huán)境中，人機界面 (HMI) 和網(wǎng)關已成為不可或缺的組成部分，實現(xiàn)了人與復雜系統(tǒng)之間的無縫互動。隨著各行各業(yè)之間的聯(lián)系越來越緊密，這些技術(shù)在提高生產(chǎn)力、效率和用戶體驗方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。從消費電子產(chǎn)品到汽車系統(tǒng)，從工業(yè)自動化到醫(yī)療設備，人機界面提供了直觀的界面，使用戶更容易控制、監(jiān)控復雜的系統(tǒng)。

同時，網(wǎng)關還充當各種網(wǎng)絡之間的橋梁，翻譯協(xié)議并促進設備之間的通信。網(wǎng)關對實現(xiàn)邊緣計算至關重要，且在邊緣計算中，數(shù)據(jù)的處理靠近源頭，這樣可減少延遲并確保實時決策。人機界面和網(wǎng)關共同推動著智慧城市、智慧工廠和家庭自動化等領域的創(chuàng)新。

i.MX 93 模塊化系統(tǒng)：工業(yè)網(wǎng)關和人機界面解決方案的基礎

[iWave]的 i.MX 93 系統(tǒng)級模塊(SoM)（圖 1）是構(gòu)建工業(yè)級網(wǎng)關和人機界面系統(tǒng)的理想解決方案。這種模塊是計算性能、能效和集成機器學習功能的強大組合，同時還能為關鍵應用實現(xiàn)邊緣處理功能，使其成為需要實時數(shù)據(jù)分析、無縫通信和增強用戶體驗的行業(yè)最佳選擇。

圖 1：iWave 的 i.MX 93 SOM 解決方案采用 SMARC、SODIMM 和 OSM 標準外形尺寸。（圖片來源：iWave）

為什么 i.MX 93 處理器是網(wǎng)關和人機界面應用的理想之選？

1. 采用集成 AI/ML 的高級處理能力： i.MX 93 的核心是 Arm? Cortex?-A55 內(nèi)核，以其在性能和能效之間出色的平衡而著稱。這種可擴展的處理器架構(gòu)使其非常適合需要高速數(shù)據(jù)處理且功耗極低的邊緣應用，這對人機界面和網(wǎng)關設備都至關重要。

i.MX 93 的與眾不同之處在于其集成的 microNPU（Arm Ethos?-U65），它直接將機器學習 (ML) 功能帶到了邊緣。這意味著 i.MX 93 處理器可直接執(zhí)行圖像識別、自然語言處理和預測性維護等人工智能任務，而無需進行基于云的處理。完全支持 TensorFlow Lite 和 ONNX 等框架，實現(xiàn)了智能應用的無縫開發(fā)。

1. 豐富的多媒體和顯示界面： 對于人機界面應用而言，提供豐富的多媒體體驗至關重要。i.MX 93 支持各種高分辨率顯示器，包括用于 1080p60 的 4 通道 MIPI-DSI 接口和用于 720p60 的 4 通道 LVDS 接口。這確保了流暢的高品質(zhì)圖形輸出，使該處理器非常適合用于工業(yè)控制面板、醫(yī)療設備或汽車儀表板中的顯示器。

集成的 2D 圖形加速引擎可使用戶調(diào)整圖像大小、旋轉(zhuǎn)和色彩轉(zhuǎn)換，從而提升了用戶界面 (UI) 體驗。 這使得用戶界面流暢、靈敏，增強了人機界面系統(tǒng)的功能性和美觀性。

1. 豐富全面的連接選擇： 網(wǎng)關和人機界面系統(tǒng)需要強大的通信接口，以便在各種設備和網(wǎng)絡之間高效傳輸數(shù)據(jù)。i.MX 93 處理器配備多個高速接口，包括：

   • 2 個 CAN-FD 接口，用于汽車和工業(yè)應用
   • 2 個 USB 2.0 端口，用于數(shù)據(jù)傳輸和外設連接
   • 雙千兆以太網(wǎng)，用于高速網(wǎng)絡通信
   • 多個 SDIO 接口，用于存儲和數(shù)據(jù)傳輸

   這種接口組合使 i.MX 93 成為必須支持多種協(xié)議和實時高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)關解決方案的多樣化選擇。

2. 內(nèi)置安全 EdgeLock? 安全飛地： 安全是聯(lián)網(wǎng)設備的重中之重，尤其是在工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，安全漏洞可能會造成嚴重后果。i.MX 93 處理器通過 EdgeLock 安全飛地解決了這一問題。這是一個全面的安全子系統(tǒng)，可實現(xiàn)以下功能：

   • 安全啟動，確保只執(zhí)行受信任的軟件
   • 數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)募用芊?/li>
   • 保護敏感憑證的密鑰管理
   • 實時監(jiān)控系統(tǒng)完整性的運行時間驗證

對于管理敏感數(shù)據(jù)或在高風險環(huán)境中運行的網(wǎng)關來說，這種內(nèi)置安全框架使 i.MX 93 成為絕佳選擇。

i.MX 93 系統(tǒng)級模塊 (SoM)：為設計人員提供可擴展性和模塊化功能

iWave 的 i.MX 93 SoM 在設計時充分考慮了模塊化和可擴展性，為從網(wǎng)關到人機界面系統(tǒng)的各種工業(yè)應用提供了一個強大的平臺。

1. 外形尺寸靈活i.MX 93 SoM 有多種外形尺寸，包括 SMARC、SODIMM 和最新的 OSM 標準（圖 1）。每種外形設計都能滿足特定的應用需求，無論是用于空間有限設備的緊湊型尺寸，還是用于更復雜系統(tǒng)的更強的連接性。這種靈活性使產(chǎn)品設計人員能夠根據(jù)自己的要求選擇最合適的外形尺寸，從而降低設計復雜性，縮短產(chǎn)品上市時間。
2. 用于物聯(lián)網(wǎng)的無線連接無線連接是現(xiàn)代人機界面和網(wǎng)關系統(tǒng)的必備功能，iWave 的 i.MX 93 SoM 支持最新的無線技術(shù)，包括 Wi-Fi 6 和藍牙 5.2。這些無線技術(shù)都能在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中實現(xiàn)無縫通信，從而輕松集成設備并創(chuàng)建完全互聯(lián)的系統(tǒng)。
3. 工業(yè)級的可靠性和使用壽命： i.MX 93 SoM 專為工業(yè)應用而設計，支持更寬的溫度范圍，適合工廠車間或室外安裝等惡劣環(huán)境。iWave 的長使用壽命計劃保證產(chǎn)品的使用期限長達 15 年，確保為項目提供長期支持并保護投資。
4. 全面的軟件支持： iWave 為 i.MX 93 SoM 提供強大的 Linux BSP 支持，確保軟件開發(fā)順利高效。通過內(nèi)核定期更新、安全補丁和驅(qū)動程序支持，iWave 可確保系統(tǒng)保持最新、安全可靠。對于特殊要求，iWave 還可協(xié)助進行驅(qū)動程序集成和軟件定制，從而進一步縮短開發(fā)時間。

系統(tǒng)設計的分層方法：從硬件到人機界面

i.MX 93 SoM 采用多層架構(gòu)，支持人機界面和網(wǎng)關系統(tǒng)的所有關鍵組件：

• 硬件層： 功能強大的 i.MX 93 處理器和高速接口提供了性能支撐，可確?？煽康臄?shù)據(jù)處理和實時通信。
• 操作系統(tǒng)層： SoM 支持 Linux 和實時操作系統(tǒng) (RTOS)，有助于高效開發(fā)和集成人機界面與網(wǎng)關功能。
• 中間件層： 先進的媒體處理能力可確保運行流暢，并為人機界面系統(tǒng)提供經(jīng)過優(yōu)化的圖形管理功能。
• 人機界面層： SoM 支持人工智能驅(qū)動型交互、高分辨率顯示界面和多媒體處理，可增強人機界面和網(wǎng)關系統(tǒng)的用戶體驗和實時控制。

結(jié)語

iWave 的 i.MX 93 模塊化系統(tǒng)提供了一個功能強大、用途廣泛的平臺，可用于構(gòu)建下一代人機界面和網(wǎng)關解決方案。憑借先進的處理能力、強大的安全特性、廣泛的連接選項以及對機器學習的支持，i.MX 93 SoM 能夠很好地滿足各種工業(yè)應用的需求。無論是開發(fā)智慧工廠解決方案、汽車系統(tǒng)還是醫(yī)療設備，i.MX 93 SoM 都能提供所需的性能、可擴展性和使用壽命，確保在當今的互聯(lián)世界中取得成功。

審核編輯 黃宇