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作者：德州儀器 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、開關和指示燈與機器進行交流。隨著技術的進步，用戶能夠監控過程、查看狀態信息顯示和發送命令。如今，HMI 應用隨處可見，包括用于控制電視的智能手機應用程序、在車內發出語音命令、醫院內的患者監護或智能工廠里的觸摸屏控制面板。 在日常生活中，我們發現機器的觸點越來越多。那么，HMI的未來如何？除了數據收集、控制和顯示外，新一代HMI將拋開傳統的人機界面，在各種應用中提供人機交互，使機器可以智能地作業并與人類交流。 步入人機交互的新世界，將需要交互式的智能應用，同時，用于支持實現HMI的處理器也面臨一系列新的挑戰。下面，我們來詳細了解下一代 HMI的3個考慮因素。 考慮因素 1：采用邊緣 AI 實現新功能 新一代 HMI 設計將依賴于邊緣人工智能 (AI) 來實現新功能。例如，機器視覺可通過面部識別來實現對機器的受控訪問或通過手勢識別來實現無接觸操作，如圖 1 所示。此外，向 HMI 設計中添加邊緣AI功能（如機器視覺），可以對當前系統狀態和預測性維護進行更準確的分析。創建全新的HMI應用時，需要考慮邊緣AI應用開發的工作量以及處理器的功能。 
圖 1：一名專業醫療人員使用手勢識別與智能 HMI 系統進行交互 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。小型設計通常需要小巧的外形，特別是在惡劣環境中，這會使得最終產品的功耗設計更為復雜。設計人員必須克服挑戰，在既考慮熱限制又不增加整體系統成本的情況下，創建高功效的設計。低功耗設計應包括超低功耗和多個低功耗模式，以便延長產品壽命。 考慮因素 3：集成智能連接和差異化顯示支持 現場設備和傳感器以及新興的實時工業通信協議數量不斷增加，給新的HMI應用帶來了挑戰。例如，智能工廠環境中的HMI需要與其他設備和機器進行通信，這意味著HMI設計需要具備連接和控制功能。顯示不僅是設計HMI的另一考慮因素，還能提供獨特的功能和增強人機交流的方法。 在HMI設計中使用TI的全新處理器系列 隨著HMI不斷發展，支撐此類應用的處理器技術必須能夠滿足發展要求。TI的Sitara AM62 處理器系列采用具有多個工業外設的低功耗設計，在考慮下一代HMI設計因素的前提下，向雙顯示和小尺寸應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。軟件和開箱即用演示簡化了在 AM62 處理器上評估邊緣AI應用的過程，同時，邊緣AI開發資源和培訓學院可幫助您減少設計工作量并節省時間。 這款處理器的低功耗設計支持比上一代高 30% 以上的內核電壓，從而將功耗降低 30% 以上并實現更高的性能。簡化的硬件設計可實現具有緊湊尺寸和成本效益的系統解決方案。多個功耗模式（低至5mW）可實現便攜式的電池供電設計。 片上資源（包括通用異步接收器/發送器、串行外設接口和 I2C）可為常見的工業傳感器或控制器提供各種連接選項。借助第三方生態系統，AM62處理器還提供雙以太網支持和 EtherCAT主站支持。 AM62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接口。雙顯示功能可實現設計靈活性和創新。 結語 未來的HMI會為各種環境和應用中的人機交流注入更多智能和創新元素：比如，手術室里的專業醫療人員通過聲音而非觸控屏幕即可與患者監護系統交互，從而保持無菌環境；或者，在嘈雜的工廠環境中，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，開始設計您的下一代HMI吧。 |
