本文詳細介紹下一代機界面（HMI）的3個考慮因素。

過去，人機界面 (HMI) 包括一個物理控制面板，用戶可通過其中的按鈕、開關(guān)和指示燈與機器進行交流。隨著技術(shù)的進步，用戶能夠監(jiān)控過程、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，包括用于控制電視的智能手機應(yīng)用程序、汽車內(nèi)的語音命令交互、醫(yī)院內(nèi)的病人監(jiān)護或智能工廠里的觸摸屏控制面板。

在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)與機器發(fā)生交互的地方越來越多。那么，HMI的未來如何？除了數(shù)據(jù)收集、控制和顯示外，新一代HMI將拋開傳統(tǒng)的人機界面，在多個應(yīng)用場景下表現(xiàn)出更加智能和友好的交互，如圖 1 所示。

圖 1：一名專業(yè)醫(yī)療人員使用手勢識別與智能 HMI 系統(tǒng)進行交互

考慮因素 1：采用邊緣 AI 實現(xiàn)新功能

新一代 HMI 設(shè)計將依賴于邊緣人工智能 (AI) 來實現(xiàn)新功能。例如，機器視覺可通過面部識別來實現(xiàn)對機器的受控訪問或通過手勢識別來實現(xiàn)無接觸操作。此外，向 HMI 設(shè)計中添加邊緣AI功能（如機器視覺），可以對當前系統(tǒng)狀態(tài)和預(yù)測性維護進行更準確的分析。創(chuàng)建全新的HMI應(yīng)用時，需要考慮邊緣AI應(yīng)用開發(fā)的工作量以及處理器的功能。

考慮因素 2：平衡性能和功耗

在單個芯片上高度集成會影響器件功耗，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)計通常需要小巧的外形，特別是在惡劣環(huán)境中，這會使得最終產(chǎn)品的功耗設(shè)計更為復(fù)雜。設(shè)計人員必須克服挑戰(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。低功耗設(shè)計應(yīng)包括超低功耗和多個低功耗模式，以便延長產(chǎn)品壽命。

考慮因素 3：集成智能連接和差異化顯示支持

現(xiàn)場設(shè)備和傳感器以及新興的實時工業(yè)通信協(xié)議數(shù)量不斷增加，給新的HMI應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。例如，智能工廠環(huán)境中的HMI需要與其他設(shè)備和機器進行通信，這意味著HMI設(shè)計需要具備連接和控制功能。顯示是設(shè)計HMI的另一考慮因素，它能提供獨特的功能和增強人機交流的方式。

在HMI設(shè)計中使用TI的全新處理器系列

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 處理器系列采用具有多個工業(yè)外設(shè)的低功耗設(shè)計，在考慮下一代HMI設(shè)計因素的前提下，向雙顯示和小尺寸應(yīng)用添加了高能效邊緣AI 處理功能。

通過可擴展的單核至四核 Arm? Cortex?-A53（高達 1.4GHz）平臺和支持TensorFlow的主線 Linux?，AM62 處理器可促進邊緣AI功能的實現(xiàn)。軟件和開箱即用的演示例程簡化了在 AM62 處理器上評估邊緣AI應(yīng)用的過程，同時，邊緣AI開發(fā)資源和培訓學院可幫助您減少設(shè)計工作量并節(jié)省時間。

這款處理器的低功耗設(shè)計支持比上一代低 30% 以上的內(nèi)核電壓，從而降低高達50%以上的系統(tǒng)功耗并實現(xiàn)更高的性能。簡化的硬件設(shè)計可實現(xiàn)具有緊湊尺寸和性價比的系統(tǒng)解決方案。多個功耗模式（低至7mW內(nèi)核功耗）可以滿足電池供電的便攜式產(chǎn)品設(shè)計。

片上資源（包括UART、SPI和 I2C）可為常見的工業(yè)傳感器或控制器提供各種連接選項。AM62處理器還提供雙以太網(wǎng)支持，并可提供由第三方生態(tài)支持的 EtherCAT主站功能。

AM62處理器支持各種顯示接口，包括具有高性價比的RGB888接口，以及支持2K和全高清顯示的低壓差分信號（LVDS）接口。雙顯示功能可實現(xiàn)設(shè)計靈活性和創(chuàng)新。

結(jié)語

未來的HMI會為各種環(huán)境和應(yīng)用中的人機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)療人員通過聲音而非觸控屏幕即可與患者監(jiān)護系統(tǒng)交互，從而保持無菌環(huán)境；或者，在嘈雜的工廠環(huán)境中，工人僅通過一個手勢即可操作控制面板。借助AM62處理器系列，開始設(shè)計您的下一代HMI吧。

審核編輯 黃昊宇