時(shí)間:2024-05-10 11:04:43來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)
自從標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)由燈、表盤和手動(dòng)開關(guān)組成的面板以來,HMI已經(jīng)有了顯著的發(fā)展。隨著這種演變,需要具有高級(jí)顯示和/或相機(jī)功能的HMI,包括2D/3D成像和圖像識(shí)別,其中許多涉及HD(高清)要求,如圖1所示。nbsp;
圖1
.許多HMI現(xiàn)在涉及相機(jī),圖像和視頻技術(shù),例如概述的高性能系統(tǒng)。通過選擇MPU可以支持必要的功能。圖片提供 瑞薩
實(shí)現(xiàn)高性能、可靠性和高效性,同時(shí)沿著上市時(shí)間,對(duì)于此類應(yīng)用在此類市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。因此,負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)HMI的工程師可能會(huì)考慮使用嵌入式MPU來處理顯示和相機(jī)相關(guān)功能。
在本文中,通過瑞薩的示例,了解MPU如何使常見的HMI應(yīng)用受益。
HMI應(yīng)用
有幾個(gè)應(yīng)用和行業(yè)依賴HMI提供高分辨率圖像和相機(jī)功能:
商業(yè):家庭安全,門鈴系統(tǒng),多功能打印機(jī),樓宇自動(dòng)化控制面板,白色商品
業(yè)務(wù):數(shù)字標(biāo)牌,KIOSK/POS終端,商業(yè)顯示器,條形碼掃描儀,認(rèn)證入口系統(tǒng),辦公設(shè)備,手寫識(shí)別
所屬行業(yè):工業(yè)標(biāo)牌、數(shù)控設(shè)備、手持終端、測(cè)量儀器、檢驗(yàn)儀器、診斷面板、工業(yè)面板
醫(yī)療:醫(yī)療顯示器、病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)
使用MPU解決方案可以顯著增強(qiáng)這些應(yīng)用。例如,選擇具有快速、強(qiáng)大的中央處理器(CPU)的MPU可以加快安全產(chǎn)品、患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、工業(yè)面板和KIOSK/POS終端的圖像和/或視頻處理,更不用說標(biāo)牌和數(shù)字顯示器了。nbsp;
增強(qiáng)的圖像處理能力的另一個(gè)示例包括專用圖像處理和圖形處理單元(GPU)的使用,進(jìn)一步提高檢查設(shè)備、條形碼掃描儀、認(rèn)證控制面板、家庭安全和多功能打印機(jī)的性能和速度。
為HMI選擇嵌入式MPU解決方案
在為HMI選擇嵌入式MPU解決方案時(shí),應(yīng)首先考慮某些關(guān)鍵特性:
CPU性能、處理速度和內(nèi)存
專用圖像處理軟件
可靠性
安全功能
長期軟件支持
開發(fā)工具包的可用性
CPU注意事項(xiàng)
在尋找嵌入式MPU解決方案時(shí),CPU性能至關(guān)重要,內(nèi)存和處理速度也在視頻分辨率和2D/3D功能等因素中發(fā)揮重要作用。nbsp;
基于ARM的CPU是一種常見的選擇,可以是單核或雙核。ARM Cortex—A CPU因其性能和低功耗而非常適合HMI。例如,一些64位Cortex—A CPU提供高達(dá)1.2GHz的速度。
選擇合適的處理器應(yīng)在性能和圖像處理速度之間取得平衡。雖然雙核CPU更快,因?yàn)樗鼈冊(cè)试S更多處理器同時(shí)運(yùn)行,但它們并不總是正確的選擇。如果軟件不支持多核技術(shù),雙核選項(xiàng)將不會(huì)增加速度或處理優(yōu)勢(shì)。nbsp;
圖2顯示了一個(gè)MPU和支持軟件的示例。
圖2
. RZ/G2 L MPU的框圖。圖片來源:Courtesy of 瑞薩
圖像處理軟件
專用的圖像處理軟件,如視頻編解碼器,視頻引擎和圖形引擎,也很重要。它可以處理圖形并處理壓縮/解壓縮(即,H.264和H.265),而不對(duì)通用軟件施加負(fù)載。該圖像處理軟件可以包括高級(jí)HMI功能的特定功能,例如3D圖形和高分辨率視頻。nbsp;
可靠性糾錯(cuò)碼
可靠性對(duì)于任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用尤其重要,包括內(nèi)置內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器糾錯(cuò)碼(ECC)等功能。ECC在數(shù)據(jù)傳輸中起著重要的作用,因?yàn)榧词鼓承┪槐诲e(cuò)誤地翻轉(zhuǎn),ECC也允許消息重新創(chuàng)建。
基于硬件的安全
關(guān)鍵的安全功能包括安全靴子、調(diào)試以及Arm CPU的Arm TrustZone。Arm TrustZone是專門為嵌入式硬件創(chuàng)建的,在同一個(gè)核心上同時(shí)運(yùn)行安全的操作系統(tǒng)(操作系統(tǒng))和不太安全的操作系統(tǒng),以提高安全性。nbsp;
長期支持基礎(chǔ)設(shè)施
在一些HMI應(yīng)用中,工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備制造商由于設(shè)備的使用壽命而期望長期的軟件支持。這種類型的長期支持在一些MPU中提供(例如,Renesas RZ/G系列)通過民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)(CIP)與超長期支持(SLTS)驗(yàn)證的Linux軟件包。nbsp;
圖3
. RZ/G2參考板的框圖概述,突出顯示CIP SLTS內(nèi)核。圖片提供禮貌 瑞薩
CIP是工業(yè)級(jí)軟件的開源基礎(chǔ)層,專為基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的長期管理而設(shè)計(jì)。特別是SLTS Linux內(nèi)核,確保了10年以上的支持。
瑞薩RZ/A和RZ/G系列工業(yè)HMI
瑞薩RZ產(chǎn)品系列的64位和32位ARM MPU包括兩個(gè)系列,可用于工業(yè)HMI:RZ/A和RZ/G系列。nbsp;
RZ/G2L、RZ/G2LC和RZ/A1H適用于與顯示器相關(guān)的HMI應(yīng)用,而RZ/A2M則推薦用于與攝像頭相關(guān)的HMI應(yīng)用。nbsp;
RZ/A2 M嵌入了DRP(動(dòng)態(tài)可重構(gòu)處理器)技術(shù),通過嵌入式人工智能加速圖像處理,適用于物體識(shí)別應(yīng)用。
除了Cortex-A CPU和可用內(nèi)存外,這兩個(gè)MPU產(chǎn)品線還提供專用圖像處理軟件、可靠性、安全功能和長期軟件支持,如前所述,在為HMI應(yīng)用選擇MPU時(shí),這些都是重要的考慮因素。
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