嵌入式技術作為21世紀智能時代的核心技術，越來越多的在科技和生活領域承擔起支柱性作用，同時也引領著新時代的人們奔赴充滿想象的未來。今天嵌入式系統的應用已經滲入到社會生產、生活的各個方面，嵌入式系統相對之前的電子計算機系統有低功耗、體積小、性能強、穩定性高，以及周邊器件all in one等特點。然而對于普通用戶來說嵌入式系統最突出、最重要的特性還是良好的人機交互功能。嵌入式設備之所以能與用戶親密接觸，最重要的因素就是它可以提供友好的用戶界面、圖像界面、靈活的控制方式、對專業知識要求低，甚至不需要嵌入式的知識就能讓人們很快、很容易掌握嵌入式產品的使用方法，因此在嵌入式系統開發工作中人機交互界面的開發設計就顯得尤為重要，值得設計開發人員深入了解，認真思考。
（圖為辰漢電子android2.2下開發的應用于平板電腦的嵌入式人機交互界面） 要開發一個理想的嵌入式人機交互界面，需要考慮多重因素。其中主要因素括行業特點、嵌入式硬件、嵌入式軟件以及UI設計等四個方面，接下來將對這些因素逐一進行介紹。 行業因素 嵌入式系統已滲透入社會生活的各個領域，不同行業對于嵌入式人機交互會產生不同的理解，提出不同的訴求。因此，開發嵌入式人機交互界面時必須要充分考慮這些行業特點。現階段，嵌入式產品的行業分布大致可劃分為五類即：消費類、工業類、汽車類、軍工類和醫療類。其中消費類嵌入式人機交互界面設計更多側重于視覺效果、觸摸體驗與互動節奏；工業類嵌入式人機交互界面設計則更偏重于實時監控、直觀表達與精確控制；汽車類嵌入式人機交互界面設計對人機工程學方以及安全穩定性方面需有更多考量；軍工類嵌入式人機交互界面設計要確保可靠性、穩定性、安全性、便捷性；醫療類嵌入式人機交互界面設計必須考慮醫院環境，醫患使用場景等重要因素。 硬件因素 嵌入式人機交互界面開發，首先要基于適合的硬件平臺系統方能實現其功能，硬件平臺系統的核心是嵌入式處理器。截止07年全球嵌入式處理器體系結構超過30個，型號多達千種以上。業界一般將嵌入式處理器分為EMPU（嵌入式處理器）、MCU（嵌入式微控制器）、DSP（嵌入式數字信號處理器）和SOC（嵌入式片上系統）四大類。現階段嵌入式人機交互界面開發主要集中于EMPU中的X86和ARM架構的芯片，而ARM架構芯片越來越呈現出強勁的后來居上的姿態。在ARM芯片隊伍里根據應用主要分為消費類ARM芯片和工業、汽車類ARM芯片兩大類。其中生產消費類ARM芯片主要有蘋果公司、高通、三星、英偉達、菲利普等，生產工業、汽車類ARM芯片的公司主要包括飛思卡爾、TI等。 選擇適合的嵌入式芯片后，開發人員往往會根據需要創建一個系統功能的模型設計，模型主要是考慮軟件的數據結構、總體結構和過程性描述，在這個模型中界面設計一般只作為附屬品。接下來根據模型硬件層面必須解決系統的燒寫與啟動、驅動加載、程序調度、輸入輸出、顯示與控制等一系列基礎問題，因此嵌入式人機交互界面開發人員對于相關嵌入式硬件知識應具備足夠的理解與掌握。 軟件因素 嵌入式人機交互界面開發的另一個基本要素就是嵌入式軟件操作系統。嵌入式操作系統種類很多，不同的操作系統對于開發者的進入門檻、知識結構的要求有所不同。從實時性角度嵌入式操作系統可分為面向控制、通信等領域的實時性操作系統和面向消費類電子的非實時性操作系統；從應用角度嵌入式操作系統可分為專用型和通用型兩類。專用型嵌入式操作系統主要有IOS、Smart Phone、Pocket PC、Symbian、PalmOS等主要針對如手機、平板電腦等專用領域。通用型嵌入式操作系統主要有Linux、WinCE、Android、VxWorks、QNX等，沒有限定具體的應用方向，應用比較廣泛。 選擇開發用的操作系統時，應考慮到該操作系統的主要應用方向，IOS、Symbian、PalmOS僅針對消費電子，Android側重于消費電子，Linux、WinCE主要應用于工業領域，VxWorks、QNX在軍工方面多有建樹。需要特殊指出的是蘋果公司IOS系統屬于封閉系統，開發者僅能針對應用程序界面進行開發，無法修改系統界面。目前，嵌入式人機交互界面開發可以選擇操作系統主要分為WinCE和Linux兩大陣營，隨著2012年底微軟公司宣布Wince停止更新，越來越多的開發人員在選擇操作系統時轉而選擇Linux以及Linux衍生出的Android等操作系統。有了合適的操作系統，開發人員接著應該考慮系統響應時間、用戶求助機制、錯誤信息處理和命令方式等人機交互界面設計的典型問題，以便開發出具備更高抽象化程度和更好可交互性的界面。 UI設計因素
嵌入式人機交互界面較之以往的人機交互類設備，具備更直觀、更靈活、更生動的人機交互戶方式，因此人機交互界面的設計也應該遵循更人性化的設計原則，基于用戶的思維和工作模式，而不是移動設備的功能和特點。如果界面不吸引人、邏輯不合理，再好的應用程序也不會受到用戶的青睞，但是一個漂亮的、吸引人的人機交互UI不僅能夠增加用戶對應用程序的喜愛，還能增強應用程序的功能，從而增加用戶對應用程序的粘性。在嵌入式人機交互UI設計過程中，要以貫穿用戶為中心，充分了解人物，并遵循以用戶為中心的基本設計原則 ，順序原則，功能原則，一致性原則，頻率原則，重要性原則，面向對象原則，才能設計出好的人機界面。 隨著基于嵌入式技術的產品持續豐富，嵌入式系統軟硬件性能的不斷提升，嵌入式人機交互界面的應用必將變得越來越廣泛。將有越來越多的團隊和個人參與到嵌入式人機交互界面開發當中，因此對于嵌入式人機交互界面主要影響因素的理解與掌握，以及界面設計規律的深入挖掘顯得十分必要和有意義。 上海辰漢電子科技有限公司供稿 |
