简介

下面我们就开始今天的一个重点章节 就是Sitara处理器系列的应用 人机交互的新趋势 在这里呢，我想分两大块跟大家进行介绍 第一部分，我还是希望立足于人机交互应用的本身 给大家做一些深入的讲解 在这个过程之中 希望大家对我们在跟大家分享一下我们在现在支持的客户之中 发现这个趋势上的一些变化和对人机交互上面一个性能的需求 然后第二个部分 我会重点介绍基于我们TI的Sitara处理器系列的一些解决方案 还有一些明星产品 以及怎么样更好的去制作一些人机交互产品 第一部分 什么是HMI？ 我想HMI应该是一个非常广泛 大家在生活中也时时刻刻都能接受到的一个概念了 那么，像现在大家看到的这个PPT中 这个是我们车载的主控 右上角的是我们车载的仪表盘 还有很多这种叫移动便携类 的设备 比如说 PAD、手机本身的显示或者是一些导航仪之类的 再有就是像下面这种在工厂自动化体系之中看到的工业的HMI 或者是CNC控制机床的一些显示主控 这底下都不不同程度高中低端的HMI 有单个按键的，也有多彩屏显示的 有一些是带有触摸屏的，都一些是没有的 对HMI来说 根据应用领域的不同 我们事实上对于它处理器的特性和关注的重点 都是略有差异的 所以这里，我们把它大致分为了三大类 一类，是立足于消费类市场 这个应该也是我们现在接触到最多的市场了 基本上所有的便携类设备大家都离不开人机界面这样一个东西 那么我相信在这类的体系之中 大家特别注重的一个就是用户的感知度 应该说HMI就是一个产品的颜值吧，颜值代表 在这样一个颜值代表之中 它最为重要的就是本身的显示、分辨率 此外的话，还有一个非常重要的，就是流畅度 保证流畅度很重要的一个因素就是处理器的性能 此外它还会对一些增值性的服务 比如说语音识别 或者是对于一些能够接入云端的外设接口的需求 它都会有类似的需求 所以在消费类市场上面 我们看到的大部分需求都是源自于显示性能本身 以及对于这个类似于增值业务类型的需求 在这里呢 先跟大家提纲挈领的介绍几个差异 在后面的过程之中我会集中的跟大家介绍 比如说TI能够提供出来的额一些语音识别的方案 对HMI的一个影响 以及语音识别方案的一些平台选择对HMI的影响 除了消费类电子之外 第二个领域就是这里面提到的医疗 比如说我们现在在医院里面能够看到那种监测心跳 监测你的血氧的这种病人监护仪 或者是那种能随身携带的便人的随时监控 它可能会及时的监测你的心跳 还会去汇报你的位置 就是类似于这种医疗类型的设备 在医疗类型的设备之中 跟消费类设备的最大差异点 就在于医疗设备它有非常强的一种稳定性的需求 它可以说对这个数据通信的丢包率 和这个本身的产品稳定性都是有法律上的一个严格限制 所以这对处理器本身上稳定性的需求 以及它 的生命周期都是有严格控制的 所以医疗类的HMI产品还是有别于消费的 最后的一部分想谈一谈工业类的HMI 通过今天前面的提问 我发现也有不少朋友应该是做工业的 因为大家会对PRU这类的工业通讯接口感兴趣 事实上工业的HMI是我们目前看到的对处理器性能要求最为广泛的体系 因为工业的HMI 它不光承担了人对机器的一个指定的下发 以及机器对人的一个反馈这样一个基本功能 它更多的还包括了在工业场景下 这个HMI体系本身如何去跟下层的PLC的controller 就是控制器端 甚至是它本身可能也带有控制器的功能 那怎么去在这样一个工业体系之中 跟我们的工业设备去进行互联通信的一个需求 多以这对本身处理器的性能 甚至是它会有算法的运算性能的要求 这就是为什么我们在这里会主推一些ARM加上DSP的方案 拿除了刚才提到的性能方面需求之外 对于这个温度的等级 特别是宽温度等级从-40°到105°的这种温度等级需求 以及对于产品的稳定性 以及供货周期 比如说十年以上的供货周期的需求都是很高的 因为工业这个场合 对于产品的稳定性、安全性都会有非常大的一个区别 以上这三类就是我们大概划分出的三类 当然，有人可能会问 这个有一些东西的分布并不会是那么明确的 就比如说我们现在提到一个很火的概念“机器人” 那么大家想想看在这个服务型机器人的话 这边我们大致把它放在了消费类的环节上 那对于工业的机器人，一般来说就把它放在工业上 所以，例如在刚才我说的这三类不同的应用上 我们处理器也是会有不同的推荐的 那么下面我们以工业的HMI作为举例 看一下现在工业HMI都有什么样的一个形态 这边最右上方可以看到 右上方这个，很简单，估计也是三五年的产品了 就是一些单独的按键 再加上一个单色屏 做一些简单的文字显示 它可以说实现的就是一个基本的人机交互功能 下面这个部分 它就除了在原始的按键基础上 还增加了触屏功能 另外，画面本身也变成了现在经常看到的TFT彩屏 这样子对工业自动化的现场也会有一个良好的感知 再往下面 就是一个更加炫酷的 有可能带有3D控制效果的 并且可能带有一些实施算法控制能力的一个人机交互界面 所以 可以说在根据性能的不同 以及对外设接口不同的这两个层次上 我们是可以把HMI分为高中低端不同等级的 因为之前有人问过 在TI的Sitara处理器产品线这边 因为都是Cortex A8、A9、A15的产品 那么做HMI是不是有点过于富余了？ 如果我们这边看到的都是非常简单化的HMI 那毋庸置疑，肯定是M3、M4会更加合适一点 但是到下面这种彩屏 或者是实时处理性能要求比较高 流畅度也是有一定要求 接口、通信外设也是有一定要求的情况下 那么我们的处理器就能很好的发挥自己的性能 那，刚才提到的处理处理性能之外 在外设接口上 人机交互根据自己不同的应用领域 它对于外设接口的需求也是不同的 这里就列出了很多典型的运用 比如说工业上需要的232串口、485串口 I2C算是一个比较通用的接口 我们现在看到的比如说电容式触摸屏 还有一些电源管理芯片 做低功耗方案的配搭的都是用I2C的通信接口 然后CAN通信，这个是在工业上用的非常广泛的 再有就是USB，这也是非常广泛去运用的 Ethernet和Wireless这些通信接口 目前可以说或多或少的HMI的体系之中 都会有对这种通信的需求能力 最后一个部分 这个工业现场总线的支持 这个也是我们Sitara系列产品的一个特色 目前在这个HMI体系中 特别是在工业控制方面 比如说在CNC的人机交互上 在一体机的人机显示界面上 我们的HMI体系中 都不同程度上的去支持额EtherCAT的Master 或者是profi bus的Master 从而让它去拥有了跟底下整个公共系统通信的能力 这个我会在后面的industrial HMI的章节中，也会进一步跟大家去详述 OK 下面让我们介绍了这个应用的领域和这个高中低端 让我们总结一下 目前HMI，我们看到了一些需求和一些的挑战 首先毋庸置疑的是刚才有提到的 对于高中低端不同的额产品 我们对处理器性能的要求是会有差异的 所以，这里的话 能不能使用一个扩展性良好的一个MCU平台 或者MPU平台 去保证一个系统化的设计能够切入到高中低端的需求 对一个客户设计而言是非常重要的 比如说在我们的Stara产线 目前使用的是这个从基于300M的A8 到1G的A8 甚至到双核1.5G的A15 基本上都是采用类似的SOC架构 并且采用的是相同的软件的架构去支持 给大家提供一个相对来说比较灵活、完善的、整体化解决方案 所以，第一个挑战是来自CPU的性能层面 那第二个挑战 基本上就来自于显示层面 除了显示这边来说 除了我们现在看到的很标准的单屏显示之外 我们目前也发现不少的客户 有提到过我要有多屏一元显示 就是那我这边控制的可能是两个体系 一个是具象化的 就是把目前的这个工作状态做一个显示 另一个是抽象化的 就是系统流程的一个显示 所以在这种多屏显示的需求下 我们对于显示本身的需求也在不断提升着 从Q-AJ 320x240分辨率到1080P 甚至是1920x1080的这种分辨率的需求 不同的产品对于这方面的定义也是略有差异的 所以第二个层面来自于LCD的显示部分 第三个层面 就是来自于外设的，比如说视频接口方面了 因为现在更多的是智能化的设备 所以会追求一些视频的解析能力 比如说我们刚才提到的有朋友问到 在这个DSP加上APJ架构中 去做这样一套视频的归一化解决方案 以及以ARM+DSP的这样一套架构去做视频化的解决方案 这里我要说的是在ARM+DSP上 我们看到的是更低的功耗 更好的系统完整性 以及更佳的实时性 在这个层面上来说 我们的AM57在这个高端的HMI平台上还是有一席之地的 第四点的话 就是对我们目前的HMI用户体验来说在不断提升着 对于2D、3D加速的需求也在不断提升 比如说 还有就是图形的叠加alpha blending的效果 或者是做画中画的显示 这种东西的需求同时需要我们的产品 具有2D或者是3D这种加速能力 最后一个部分 也是我们刚才提到的 在工业领域上，或者是其他的外设接口领域上 我们对于很多特殊的工业现场总线 或者是对于其它基于Ethernet 或者是基于串行接口上的工业通信信的接口需求 这种工业通信的接口需求 往往也成为了你的人机交互界面有别于其它品牌的一个关键 所以第五点 就是一个工业通信接口或者多样化接口的一个需求 总的来说，根据这五点不同的需求 我们大致把它分为高、中、低、入门和基础四个等级 那么在这里 给大家列出了这个表 自下而上的就是我们根据它的LCD显示不同 和外设接口不同 和人机交互界面上的差异 从这几个层面上做了一个诠释 比如说 入门级的话 一般来说可能是就是320x240 QVJA的一个显示 而且可能是单色屏 它只会有一些简单的显示 我们一般来说会推荐AM335系列 特别是基于AM3351、Cortex A8这样一个体系的 这个可以说是目前在我们这个Sitara产品线中 最为靠近经济实惠、性价比最高的一款产品 基础级相较于入门级来说 最重要的改善是在它的一个显示分辨率上 可能需要1024x768 再有就是你可能会跑一些操作系统 可能作为一个普通的Linux，或者是简单的μcos 或者是其他的实时操作系统 那么对于接口上面来说 它的需求也略多于入门级的 那我们这边对应的产品 比如说AM335X，Cortex 8的产品 或者是AM437，Cortex A9的产品 再往上，在中端这块 中端这块的话可能显示分辨率的需求不是很多 但是对于2D、3D加速 以及对于音视频的处理 可能在这个层面上就会变多了 甚至是在高端体系之中 我们还会出现一些诸如 语音识别、视频识别之类的这种需求 所以这里根据实际的需求不同 我们可以选择纯ARM架构的A8、A9系列 或者是以ARM+DSP架构为基础的Cortex A15的系列 而在高端上面 基本上显示分辨率画面都会达到1080P或者是1080P以上 那2D、3D加速以及外部的一些视频的视觉处理 或者是视频处理 这种需求都会比较高 另外一方面就是对于一些高速的通信接口 比如说工业通信接口 比如说USB3.0 比如说PCI-E 这种通信接口的需求也会渐渐在中高端上体现出来 这里的话，我们往往主推的就是 以AM57、LARM、A15加上一个DSP架构为基础的产品 回到我们客户的应用端来 这里大家可以大致的根据这个表格 去看一下自己做的产品大概在哪一类 具体的应用需求我会在后面的产品介绍中仔细的跟大家去过 这样让大家明确A8、A9、A15哪一款产品更加适用于自己的应用选择 OK 接下来这一章就是对我们的一个HMI体系简单的介绍 很典型的需求 就像我刚才提到的 第一个 就是对屏幕显示分辨率的一个提升 第二个 就是对外设接口丰富性的一个需求 第三个 就是对于操作系统的需求 想起来刚才有人问到 就是在这样一个体系之中 我们能支持什么样的操作系统？ 目前TI 的Sitara系列 都能够支持到Linux、RTLinux 还有TI的RTOS，就是我们的system browse 这三个，这三个都是开源免费的 此外的话，我们还支持有第三方的方案 去支持诸如wince、Android 还有一些QNext、vxworks等等这种μcos 在后续的章节中 我会有一张专门的PPT 去展示出相关的支持方式和联系信息 再往下 这个典型的一些设备 比如说带有3D加速器的 就是08系列 有A8的AM3358、A9的AM4378、A15的AM5708 如果是不带有3D加速的系列基本上是主推 AM3352、AM4376和AM5706 这个后续的料号 大家可以在我们TI 的wiki上去输入进去 那相关的软件和硬件设计资源都可以一目了然 而且，TI的资源基本上都是开源的 大家都可以拿到所有的软件源码和原理图PCD的源文件 这样子方便大家进一步的开发 再往下就是通信接口的一些特点了 那这里我不想跟大家仔细的过每一个了 因为等一下在产品介绍环节的之中 我会跟大家去过一下 这里我想提一下它们对外设的联通性 除了本身的外设联通性之外 我发现有很多人 在这个拿我们A8的产品中 跟FPGA对接上是有需求的 所以这里的话 我们AM335或者是437、57上都会有一个GPMC总线接口 这个并口总线接口 基本上都可以跟外部的CPLD，或者是LPGA之类的设备去进行定口的通信 它的外设联通性的灵活性上来说 还是比较高的 再往下 就是我们关于HMI系统化的一个解决框图 这里 我们在这个部分 就是关于我们的LCD部分的涉及 基本上在Sitara系列的产品中 都囊括了除了RGB888这种并口显示之外 还囊括了我们的电阻式触摸屏 就Touch Sceen这个东西的支持 那么在Audio这块 基本上我们支持的是MicroSP 就是我们的I2S接口 然后电源解决方案这边 TI这边大多的数情况下都会提供一个 对应的可以控制做这种低功耗控制的电源管理芯片 那么有邪朋友问从节约成本的考虑 我们是不是可以用独立的电源解决方案？ TI从AM437之后 也提供了相应的独立解决方案 这样更方便大家进一步的去做规划 而在外设通信接口方面的额支持 诸如这个以太网的通讯 或者是这种wireless，就是无线的通讯 这边，TI都提供了相应的解决方案 并且在各个产品线之间都做了相关的配合 比如说我们现在推的wire link8 WiFi和蓝牙方面的解决方案 那么在我们Sitara系列的产品线中 你都可以直接获取到 他相关的原理图设计 以及硬件已经调试好的一个完整的开发包 这样子对于大家有这种蓝牙或者无线需求的 可以直接去采样我们的系统化解决方案 而避免了二次开发的这样一个痛苦过程 再往后的话就是一些ePOS的一些安全性能的接口 再有就是视频的接口、红外的接口 还有一些对于并行的flash nand flash、nor flash等这些flash的接口 在这里多说两句 因为最近有不少朋友问我说 nand flash跟nor flash还有SPI 还有EMMC现在都是一个什么情况 那么从目前我个人的推荐来说 我看到的是在消费类上 我们的nand flash需求会比较多一点 因为它是属于容量大、成本低 但是往往稳定性方面会略有欠缺 nor flash跟SPI flash在工业上使用还是比较多的 因为它本身的稳定性还是有保障的 但问题是成本相对来说会变高一点 EMMC可以说是新兴的 我目前在医疗领域类看到是已经被广泛使用的接口了 在这个我们Sitara系列的处理器上 都能支持到EMMC卡 EMMC目前我个人还是比较推荐的 当然了 大家还可以对EMMC的这个稳定性 和它的价格方面做深入的研究再去做一个选择 还有就是在DDR的支持方面 大多数的产品都是支持到DDR3和DDR3低功率的 那么DDR2和LPDDR的支持我们在不同的产品上回提供不同的支持 待会儿再产品介绍环节我会详细描述 下面一张 就是关于我们AM33 拿AM3358X、Cortex A8作为体系做的一张系统框图 这个系统框图事实上跟刚才那张只是把它具象化了而已 我这里想提的一点是 大家可以看到摆在我面前的这些开发板 那么AM335X系统框图就比较类似于我们这种叫GPEVM这种开发板 这个开发套件基本上可以很好的给客户一个平台 因为它本身就有大屏的显示 还有很多丰富的外设接口 基本上这上面囊括出来的外设接口 在这块板子上都提供出来了 大家可以直接拿这一块板子去做进一步的评估 相信这也对大家对产品的研发和预研等操作 都会比较有帮助 关于开发板和这些软件的资源 待会儿再产品介绍环节中仔细的跟大家介绍 以上就是关于HMI部分的简单介绍