作者：Tawfeeq Ahmad

在當(dāng)今的數(shù)字化環(huán)境中，人機(jī)界面 (HMI) 和網(wǎng)關(guān)已成為不可或缺的組成部分，實(shí)現(xiàn)了人與復(fù)雜系統(tǒng)之間的無(wú)縫互動(dòng)。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(yàn)方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。從消費(fèi)電子產(chǎn)品到汽車系統(tǒng)，從工業(yè)自動(dòng)化到醫(yī)療設(shè)備，人機(jī)界面提供了直觀的界面，使用戶更容易控制、監(jiān)控復(fù)雜的系統(tǒng)。

同時(shí)，網(wǎng)關(guān)還充當(dāng)各種網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，翻譯協(xié)議并促進(jìn)設(shè)備之間的通信。網(wǎng)關(guān)對(duì)實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算至關(guān)重要，且在邊緣計(jì)算中，數(shù)據(jù)的處理靠近源頭，這樣可減少延遲并確保實(shí)時(shí)決策。人機(jī)界面和網(wǎng)關(guān)共同推動(dòng)著智慧城市、智慧工廠和家庭自動(dòng)化等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

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

[iWave]的 i.MX 93 系統(tǒng)級(jí)模塊(SoM)（圖 1）是構(gòu)建工業(yè)級(jí)網(wǎng)關(guān)和人機(jī)界面系統(tǒng)的理想解決方案。這種模塊是計(jì)算性能、能效和集成機(jī)器學(xué)習(xí)功能的強(qiáng)大組合，同時(shí)還能為關(guān)鍵應(yīng)用實(shí)現(xiàn)邊緣處理功能，使其成為需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、無(wú)縫通信和增強(qiáng)用戶體驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)外形尺寸。（圖片來源：iWave）

為什么 i.MX 93 處理器是網(wǎng)關(guān)和人機(jī)界面應(yīng)用的理想之選？

1. 采用集成 AI/ML 的高級(jí)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(kuò)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(yīng)用，這對(duì)人機(jī)界面和網(wǎng)關(guān)設(shè)備都至關(guān)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(jī)器學(xué)習(xí) (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(shí)別、自然語(yǔ)言處理和預(yù)測(cè)性維護(hù)等人工智能任務(wù)，而無(wú)需進(jìn)行基于云的處理。完全支持 TensorFlow Lite 和 ONNX 等框架，實(shí)現(xiàn)了智能應(yīng)用的無(wú)縫開發(fā)。

1. 豐富的多媒體和顯示界面： 對(duì)于人機(jī)界面應(yīng)用而言，提供豐富的多媒體體驗(yàn)至關(guān)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(shè)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(yàn)。 這使得用戶界面流暢、靈敏，增強(qiáng)了人機(jī)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(guān)和人機(jī)界面系統(tǒng)需要強(qiáng)大的通信接口，以便在各種設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間高效傳輸數(shù)據(jù)。i.MX 93 處理器配備多個(gè)高速接口，包括：

   • 2 個(gè) CAN-FD 接口，用于汽車和工業(yè)應(yīng)用
   • 2 個(gè) USB 2.0 端口，用于數(shù)據(jù)傳輸和外設(shè)連接
   • 雙千兆以太網(wǎng)，用于高速網(wǎng)絡(luò)通信
   • 多個(gè) SDIO 接口，用于存儲(chǔ)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(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)關(guān)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(shè)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(huì)造成嚴(yán)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(gè)全面的安全子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

   • 安全啟動(dòng)，確保只執(zhí)行受信任的軟件
   • 數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)募用芊?wù)
   • 保護(hù)敏感憑證的密鑰管理
   • 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)完整性的運(yùn)行時(shí)間驗(yàn)證

對(duì)于管理敏感數(shù)據(jù)或在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中運(yùn)行的網(wǎng)關(guān)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(jí)模塊 (SoM)：為設(shè)計(jì)人員提供可擴(kuò)展性和模塊化功能

iWave 的 i.MX 93 SoM 在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了模塊化和可擴(kuò)展性，為從網(wǎng)關(guān)到人機(jī)界面系統(tǒng)的各種工業(yè)應(yīng)用提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)。

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(biāo)準(zhǔn)（圖 1）。每種外形設(shè)計(jì)都能滿足特定的應(yīng)用需求，無(wú)論是用于空間有限設(shè)備的緊湊型尺寸，還是用于更復(fù)雜系統(tǒng)的更強(qiáng)的連接性。這種靈活性使產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)復(fù)雜性，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
2. 用于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線連接無(wú)線連接是現(xiàn)代人機(jī)界面和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的必備功能，iWave 的 i.MX 93 SoM 支持最新的無(wú)線技術(shù)，包括 Wi-Fi 6 和藍(lán)牙 5.2。這些無(wú)線技術(shù)都能在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信，從而輕松集成設(shè)備并創(chuàng)建完全互聯(lián)的系統(tǒng)。
3. 工業(yè)級(jí)的可靠性和使用壽命： i.MX 93 SoM 專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，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(zhǎng)使用壽命計(jì)劃保證產(chǎn)品的使用期限長(zhǎng)達(dá) 15 年，確保為項(xiàng)目提供長(zhǎng)期支持并保護(hù)投資。
4. 全面的軟件支持： iWave 為 i.MX 93 SoM 提供強(qiáng)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(bǔ)丁和驅(qū)動(dòng)程序支持，iWave 可確保系統(tǒng)保持最新、安全可靠。對(duì)于特殊要求，iWave 還可協(xié)助進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序集成和軟件定制，從而進(jìn)一步縮短開發(fā)時(shí)間。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分層方法：從硬件到人機(jī)界面

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

• 硬件層： 功能強(qiáng)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(shí)時(shí)通信。
• 操作系統(tǒng)層： SoM 支持 Linux 和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) (RTOS)，有助于高效開發(fā)和集成人機(jī)界面與網(wǎng)關(guān)功能。
• 中間件層： 先進(jìn)的媒體處理能力可確保運(yùn)行流暢，并為人機(jī)界面系統(tǒng)提供經(jīng)過優(yōu)化的圖形管理功能。
• 人機(jī)界面層： SoM 支持人工智能驅(qū)動(dòng)型交互、高分辨率顯示界面和多媒體處理，可增強(qiáng)人機(jī)界面和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)和實(shí)時(shí)控制。

結(jié)語(yǔ)

iWave 的 i.MX 93 模塊化系統(tǒng)提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、用途廣泛的平臺(tái)，可用于構(gòu)建下一代人機(jī)界面和網(wǎng)關(guān)解決方案。憑借先進(jìn)的處理能力、強(qiáng)大的安全特性、廣泛的連接選項(xiàng)以及對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的支持，i.MX 93 SoM 能夠很好地滿足各種工業(yè)應(yīng)用的需求。無(wú)論是開發(fā)智慧工廠解決方案、汽車系統(tǒng)還是醫(yī)療設(shè)備，i.MX 93 SoM 都能提供所需的性能、可擴(kuò)展性和使用壽命，確保在當(dāng)今的互聯(lián)世界中取得成功。

審核編輯 黃宇