連網世界中的人機介面 (HMI) 和閘道器

在當今的數位環境中，人機介面 (HMI) 和閘道器已成為不可或缺的元件，能讓人員與複雜的系統之間達成流暢的互動。隨著產業間聯繫越來越緊密，這些技術在提高生產力、效率和使用者體驗方面的作用越顯重要。從消費電子產品到汽車系統，從工業自動化到醫療裝置，HMI 可提供直覺式介面，能讓使用者能輕易控制和監測複雜的系統。

同時，閘道器可當作各種網路之間的橋樑，轉換通訊協定並促進裝置之間的通訊。更是達成邊緣運算的必備要件，可在靠近來源的位置處理資料、降低延遲並確保即時決策。HMI 和閘道器能共同推動智慧城市、智慧工廠和家庭自動化等領域的創新。

i.MX 93 系統模組：工業閘道器和 HMI 解決方案的基礎

iWave 的 i.MX 93 系統級模組 (SoM) (圖 1) 是建構工業級閘道器與 HMI 系統的理想解決方案。可提供運算效能、能源效率和整合式機器學習功能的強大組合，同時可針對關鍵應用達到邊緣處理。對於需要即時資料分析、流暢通訊和增強式使用者體驗的產業來說，是完美的選擇。

圖 1：iWave 的 i.MX 93 SOM 解決方案提供 SMARC、SODIMM 和 OSM 標準外形尺寸。(圖片來源：iWave)

i.MX 93 處理器是閘道器與 HMI 應用的理想選擇原因所在：

1. 具有整合式 AI/ML 的進階處理功能：

   i.MX 93 具有 Arm® Cortex-A55® 核心，以其效能和電源效率間達到優異平衡而聞名。這個可擴充的處理器架構非常適合需要以最小功耗進行高速資料處理的邊緣應用，因為這對 HMI 和閘道器裝置來說至關重要。

   i.MX 93 的與眾不同之處在於具有整合式 microNPU：Arm Ethos-U65™，可將機器學習 (ML) 功能直接帶到邊緣端。這表示 i.MX 93 處理器可以執行像是影像辨識、自然語言處理和預測性維護等 AI 任務，且無需雲端處理。完全支援 TensorFlow Lite 和 ONNX 等框架，因此可順利開發智慧型應用。

2. 豐富的多媒體和顯示介面：

   對 HMI 應用來說，提供豐富的多媒體體驗相當重要。i.MX 93 可支援多種高解析度顯示器，包括用於 1080p60 的 4 通道 MIPI-DSI 介面，以及用於 720p60 的 4 通道 LVDS。此處理器可確保流暢、高品質的圖形輸出，因此非常適合用於工業控制面板、醫療裝置或汽車儀表板的顯示器。

   整合式 2D 圖形加速引擎可透過圖像大小調整、旋轉和顏色轉換的支援來增進使用者介面 (UI) 體驗。如此一來，就可達到流暢、回應快速的 UI，可增強 HMI 系統的功能和美觀性。

3. 完備的連接選項：

   閘道器和 HMI 系統需要完備的通訊介面，以便在各種裝置和網路之間達到有效率的數據傳輸。i.MX 93 處理器配備多種高速介面，包括：

   • 2 個 CAN-FD 介面，可用於汽車和工業應用
   • 2 個 USB 2.0 連接埠，可用於數據傳輸和週邊裝置連接
   • 雙 Gigabit 乙太網路，可達到高速網路通訊
   • 多個 SDIO 介面，可用於儲存和資料傳輸

   i.MX 93 具有介面組合，對於必須支援多種通訊協定和即時高速數據傳輸的閘道器解決方案來說，是多功能的選擇。

4. 採用 EdgeLock® 安全隔離區的內建安全機制：

   安全性是連網裝置的首要需求，尤其是在工業和 IoT 環境中，若有侵入事件，可能會導致嚴重後果。i.MX 93 處理器採用 EdgeLock 安全隔離區來克服此問題，這個完善的安全子系統，可達到眾多功能，例如：

• 安全啟動，可確保只有受信任的軟體才可執行
• 加密服務可保障資料的傳輸無虞
• 金鑰管理可保護敏感的憑證
• 運作時間驗證可即時監測系統的完整性

i.MX 93 採用內建式安全框架，對於要管理敏感性資料或在高風險環境中運作的閘道器來說，是絕佳的選擇。

i.MX 93 系統模組 (SoM)：讓設計人員享有可擴充性和模組化能力

iWave 的 i.MX 93 SoM 兼具模組化能力與可擴充性，可針對不同的工業應用，包括從閘道器到 HMI 系統，都可提供完備的平台。

1. 靈活的外形尺寸：

   i.MX 93 SoM 提供多種外形尺寸，包括 SMARC、SODIMM 和最新的 OSM 標準 (圖 1)。每種外形尺寸的設計都切中特定的應用需求，無論是用於空間受限裝置的緊湊尺寸，還是用於更複雜系統的增強式連接都有。靈活性能讓產品設計人員依據自身要求挑選最合適的外形尺寸，進而降低設計的複雜性並縮短上市時間。

2. IoT 無線連線：

   無線連線是現代化 HMI 和閘道器系統的必備功能，iWave 的 i.MX 93 SoM 可支援最新的無線技術，包括 Wi-Fi 6 和藍牙 5.2。這些無線選項可在 IoT 網路中達到流暢通訊，因此能輕鬆整合裝置並打造全連網的系統。

3. 工業級可靠度和耐久性：

   i.MX 93 SoM 專為工業應用而設計，可支援延伸溫度範圍，因此適用於惡劣環境，如廠房或戶外架設。iWave 的長期供貨計畫保證產品供貨長達 15 年，可確保對專案提供長期支援並保障投資。

4. 完善的軟體支援：

   iWave 為 i.MX 93 SoM 提供完備的 Linux BSP 支援，確保軟體開發順利且有效率。透過定期的核心更新、安全修補和驅動程式支援，iWave 可確保系統保持最新狀態和安全性。iWave 也針對特定要求，提供驅動程式整合與軟體客製化方面的協助，可進一步縮短開發時間。

分層的系統設計作法：從硬體到 HMI

i.MX 93 SoM 採用多層架構，可支援 HMI 和閘道器系統的所有關鍵元件：

• 硬體層：強大的 i.MX 93 處理器和高速介面提供效能骨幹，可確保可靠的數據處理和即時通訊。
• 作業系統層：此 SoM 支援 Linux 和即時作業系統 (RTOS)，有助於順利開發與整合 HMI 和閘道器功能。
• 中介軟體層：進階媒體處理能力可確保順利運作，並針對 HMI 系統提供最佳化圖形管理。
• HMI 層：此 SoM 更支援 AI 驅動型互動、高解析度顯示介面和多媒體處理，因此可在 HMI 與閘道器系統中增進使用者體驗和即時控制能力。

結論

iWave 的 i.MX 93 系統模組是功能強大的多功能平台，可用來打造新一代的 HMI 和閘道器解決方案。透過先進的處理能力、強大的安全功能、廣泛的連接選項以及對機器學習的支援，i.MX 93 SoM 非常適合滿足各種工業應用的需求。無論是開發智慧工廠解決方案、汽車系統還是醫療裝置，i.MX 93 SoM 都能提供要在當今連網世界中成功所需的效能、可擴充性和耐久性。

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