ממשקי אדם-מכונה (HMIs‏) ושערים בעולם המחובר

בנוף הדיגיטלי של ימינו, ממשקי אדם-מכונה (HMIs‏) ושערים הפכו למרכיבים אינטגרליים, המאפשרים אינטראקציה חלקה בין בני אדם ומערכות מורכבות. ככל שתעשיות הופכות יותר מחוברות, לא ניתן להפריז בתפקידן של טכנולוגיות אלו בשיפור הפרודוקטיביות, היעילות וחווית המשתמש. מאלקטרוניקה לצרכנים ועד מערכות רכב, מאוטומציה תעשייתית ועד להתקנים רפואיים, HMIs מספקים ממשק אינטואיטיבי, המקל על המשתמשים לבקר ולנטר מערכות מתוחכמות.

במקביל, השערים פועלים כגשרים בין רשתות שונות, מתרגמים פרוטוקולים ומקלים על תקשורת בין התקנים. הם חיוניים לאפשור מחשוב קצה, שבו הנתונים מעובדים קרוב למקור, מפחיתים את השיהוי (Latency‏) ומבטיחים קבלת החלטות בזמן-אמת. ביחד, HMIs ושערים מניעים חידושים בתחומים כמו ערים חכמות, מפעלים חכמים ואוטומציה ביתית.

מערכת על מודול i.MX 93‏: הבסיס לשערים ופתרונות HMI תעשייתיים

המערכת-על-מודול (SoM‏) i.MX 93‏ (איור 1‏) של iWave‏ היא פתרון אידיאלי עבור בניית שערים ומערכות HMI‏ תעשייתיים. היא מציעה שילוב רב עוצמה של ביצועי מחשוב, יעילות אנרגטית ויכולות למידת מכונה משולבות, וכל זאת תוך מתן אפשרות לעיבוד קצה עבור יישומים קריטיים. זה הופך אותה לבחירה המושלמת עבור תעשיות הדורשות ניתוח נתונים בזמן-אמת, תקשורת חלקה וחוויות משתמש משופרות.

איור 1: פתרונות i.MX 93 SOM של iWave זמינים בגורמי הצורה הסטנדרטיים SMARC, SODIMM ו-OSM. (מקור התמונה: iWave)

מדוע מעבד i.MX 93 הוא אידיאלי עבור שערים ויישומי HMI:

1. יכולות עיבוד מתקדמות עם AI/ML משולב:

   בלב ה-i.MX 93 נמצאת ליבת Arm® Cortex®-A55, הידועה באיזון המצוין שלה בין הביצועים לבין נצילות הספקת-הכוח. ארכיטקטורת מעבד מידרגית זו הופכת אותו למושלם עבור יישומי קצה הדורשים עיבוד נתונים במהירות גבוהה עם צריכת הספק מינימלית - קריטי הן עבור התקני HMI והן עבור התקני שער.

   מה שמייחד את ה-i.MX 93 הוא ה-microNPU‏ המשולב שלו, ה-Arm Ethos™-U65‏ המביא את יכולות למידת המכונה (ML) ישירות לקצה. המשמעות היא שמעבד i.MX 93 יכול לבצע משימות AI‏ כמו זיהוי תמונות, עיבוד שפה טבעית ותחזוקה חזויה ללא צורך בעיבוד מבוסס-ענן. מסגרות-עבודה כמו TensorFlow Lite‏ ו-ONNX‏ נתמכות במלואן ומאפשרות פיתוח חלק של יישומים חכמים.

2. ממשקי מולטימדיה ותצוגה עשירים:

   עבור יישומי HMI, הענקת חווית מולטימדיה עשירה היא חיונית. ה-i.MX 93 תומך בתצוגות שונות ברזולוציה גבוהה, כולל ממשק MIPI-DSI‏ 4‏-נתיבים עבור 1080p60 ו-LVDS‏ 4‏-נתיבים עבור 720p60‏. זה מבטיח יציאת גרפיקה חלקה באיכות גבוהה ההופכת את המעבד למתאים היטב עבור צגים המשמשים בלוחות בקרה תעשייתיים, התקנים רפואיים או לוחות מחוונים ברכב.

   מנוע האצת הגרפיקה 2D‏ המשולב משפר את חווית ממשק המשתמש (UI) הודות לאפשור שינוי גודל, סיבוב והמרת הצבעים של התמונות. התוצאה היא ממשקי משתמש זורמים ומגיבים המשפרים הן את הפונקציונליות והן את האסתטיקה במערכות HMI.

3. אפשרויות חיבוריות מקיפות:

   שערים ומערכות HMI דורשים ממשקי תקשורת חסונים כדי להעביר נתונים ביעילות בין רשתות והתקנים שונים. מעבד i.MX 93 מצויד במספר ממשקים במהירות גבוהה, כולל:

   • 2x‏ ממשקי CAN-FD‏ עבור יישומים תעשייתיים ורכב
   • 2x‏ נקודות-חיבור USB 2.0‏ עבור העברת נתונים וחיבוריות התקנים היקפיים
   • Ethernet Gigabit‏ כפול עבור תקשורת רשתות במהירות גבוהה
   • מספר ממשקי SDIO‏ עבור אחסון והעברת נתונים

   שילוב זה של ממשקים הופך את ה-i.MX 93 לבחירה ורסאטילית עבור פתרונות שערים החייבים לתמוך במספר פרוטוקולים והעברת נתונים במהירות גבוהה בזמן-אמת.

4. אבטחה מובנית עם מובלעת מאובטחת ®EdgeLock‏:

   האבטחה היא בראש סדר העדיפויות עבור התקנים מחוברים, במיוחד בסביבות תעשייתיות ו-IoT שבהן לפריצות אבטחה יכולות להיות השלכות חמורות. מעבד i.MX 93 מטפל בזה באמצעות EdgeLock Secure Enclave‏, תת-מערכת אבטחה מקיפה המאפשרת תכונות כגון:

• אתחול מאובטח כדי להבטיח שרק תוכנה מהימנה מופעלת
• שירותי קריפטוגרפיה עבור העברת נתונים מאובטחת
• ניהול מפתחות עבור שמירה על הרשאות רגישות
• אישורים בזמן-ריצה עבור ניטור בזמן-אמת של תקינות המערכת

מסגרת אבטחה מובנית זו הופכת את ה-i.MX 93 לבחירה מצוינת עבור שערים המנהלים נתונים רגישים או פועלים בסביבות בסיכון גבוה.

מערכת-על-מודול (SoM‏) i.MX 93‏: מידרגיות ומודולריות עבור המתכננים

ה-i.MX 93 SoM של iWave תוכנן מתוך מחשבה על מודולריות ומידרגיות, ומספק פלטפורמה חסונה עבור יישומים תעשייתיים מגוונים, החל משערים ועד למערכות HMI.

1. גורמי צורה גמישים:

   ה-i.MX 93 SoM זמין במגוון של גורמי צורה, כולל SMARC, SODIMM ותקן OSM העדכני ביותר (איור 1). כל גורם צורה מתוכנן לתת מענה לצורכי יישום ספציפיים, בין אם מדובר בגודל קומפקטי עבור התקנים מוגבלי-מקום או חיבוריות משופרת עבור מערכות מורכבות יותר. גמישות זו מאפשרת למתכנני מוצרים לבחור את גורם הצורה המתאים ביותר לדרישותיהם, תוך הפחתת מורכבות התכן וקיצור זמן היציאה לשוק.

2. חיבוריות אלחוטית עבור IoT‏:

   חיבוריות אלחוטית היא הכרחית עבור מערכות HMI ושערים מודרניים, וה-i.MX 93 SoM של iWave תומך בטכנולוגיות האלחוט העדכניות ביותר, כולל Wi-Fi 6 ו-Bluetooth 5.2. אפשרויות אלחוט אלו מאפשרות תקשורת חלקה ברשתות IoT, ומקלות על שילוב התקנים ויצירת מערכות מחוברות במלואן.

3. אמינות ואריכות ימים ברמה תעשייתית:

   תוכנן עבור יישומים תעשייתיים, i.MX 93 SoM תומך בתחום טמפרטורות מורחב ההופך אותו למתאים עבור סביבות קשות כגון רצפות מפעל או התקנות חוץ. תוכנית אריכות החיים של iWave מבטיחה זמינות של מוצרים עד 15 שנים, ומבטיחה תמיכה ארוכת טווח בפרויקטים והגנה על ההשקעות.

4. תמיכה מקיפה בתוכנה:

   iWave מספקת תמיכת Linux BSP חסונה עבור ה-i.MX 93 SoM, המבטיחה פיתוח תוכנה חלק ויעיל. עם עדכוני Kernel‏ סדירים, תיקוני אבטחה ותמיכה במנהלי התקנים, iWave מבטיח שהמערכות יישארו מעודכנות ומאובטחות. עבור דרישות ספציפיות, iWave מציעה גם סיוע באינטגרציה של מנהלי התקנים והתאמות-מיוחדות של תוכנה, ומקצרת עוד יותר את זמן הפיתוח.

גישה שכבתית לתכנון מערכת: מחומרה ועד HMI

ה-i.MX 93 SoM כולל ארכיטקטורה רב-שכבתית התומכת בכל הרכיבים הקריטיים של מערכות HMI ושערים:

• שכבת החומרה: מעבד i.MX 93 רב-עוצמה והממשקים במהירות גבוהה מספקים את עמוד השדרה של הביצועים, ומבטיחים עיבוד נתונים אמין ותקשורת בזמן-אמת.
• שכבת מערכת ההפעלה (OS‏: ה-SoM תומך הן ב-Linux והן במערכות הפעלה בזמן-אמת (RTOS), ומאפשר פיתוח יעיל ואינטגרציה של פונקציונליות HMI ושערים.
• שכבת תוכנת-ביניים (Middleware‏): יכולות עיבוד מדיה מתקדמות מבטיחות פעולה חלקה, עם ניהול גרפיקה ממוטב עבור מערכות HMI‏.
• שכבת HMI: עם תמיכה באינטראקציות מונעות-AI‏, ממשקי תצוגה ברזולוציה גבוהה ועיבוד מולטימדיה, ה-SoM משפר את חוויות המשתמש ואת הבקרה בזמן-אמת הן במערכות HMI והן במערכות שערים.

מסקנות

מערכת-על-מודול i.MX 93‏ של iWave‏ היא פלטפורמה רבת-עוצמה וורסאטילית עבור בניית הדור-הבא של פתרונות HMI‏ ושערים. עם יכולות העיבוד המתקדמות שלו, תכונות אבטחה חסונות, אפשרויות חיבוריות נרחבות ותמיכה בלמידת מכונה, ה-i.MX 93 SoM מתאים היטב לעמידה בצרכים של יישומים תעשייתיים שונים. בין אם מפתחים פתרונות מפעל חכם, מערכות רכב או התקנים רפואיים, ה-i.MX 93 SoM מציע את הביצועים, המידרגיות ואורך החיים הנדרשים כדי להבטיח הצלחה בעולם המחובר של היום.

לפרטים נוספים או לדיון בדרישות התאמה-מיוחדת, אנא פנו אלינו ב-mktg@iwave-global.com‏.