Interfacce uomo-macchina (HMI) e gateway nel mondo connesso

Nell'odierno panorama digitale, le interfacce uomo-macchina (HMI) e i gateway sono diventati componenti integrali per l'interazione senza soluzione di continuità tra l'uomo e i sistemi complessi. Con l'aumento della connessione industriale, il ruolo di queste tecnologie nel migliorare la produttività, l'efficienza e l'esperienza degli utenti è fondamentale. Dai prodotti elettronici consumer ai sistemi automotive, dall'automazione industriale ai dispositivi medici, le interfacce HMI forniscono un'interfaccia intuitiva che facilita agli utenti il controllo e il monitoraggio di sistemi sofisticati.

Al tempo stesso, i gateway fungono da ponte tra le varie reti, traducendo i protocolli e facilitando la comunicazione tra i dispositivi. Sono essenziali per l'edge computing, dove i dati sono elaborati vicino alla sorgente, riducendo la latenza e garantendo un processo decisionale in tempo reale. Nel complesso, gli HMI e i gateway stanno guidando le innovazioni in settori quali le città e le fabbriche intelligenti e la domotica.

System-on-Module i.MX 93: la base per i gateway industriali e le soluzioni HMI

Il System-on-Module (SoM) i.MX 93 di iWave (Figura 1) è la soluzione ideale per realizzare gateway e sistemi HMI di grado industriale. Offre una potente combinazione di prestazioni di calcolo, efficienza energetica e capacità di apprendimento automatico integrate, consentendo l'elaborazione edge per applicazioni critiche. Ciò lo rende la scelta perfetta per i settori che richiedono analisi dei dati in tempo reale, comunicazione ininterrotta ed esperienze utente migliorate.

Figura 1: Le soluzioni SoM i.MX 93 di iWave sono disponibili nei fattori di forma SMARC, SODIMM e OSM. (Immagine per gentile concessione di iWave)

Perché il processore i.MX 93 è ideale per i gateway e le applicazioni HMI:

1. Capacità di elaborazione avanzate con IA/ML integrati:

   Il nucleo i.MX 93 è il core ARM® Cortex®-A55, noto per il suo eccellente equilibrio tra prestazioni ed efficienza energetica. Questa architettura di processore scalabile lo rende perfetto per le applicazioni edge che richiedono un'elaborazione dei dati ad alta velocità con un consumo energetico minimo, fondamentale per i dispositivi HMI e gateway.

   Ciò che distingue i.MX 93 è la microNPU integrata, ARM Ethos™-U65, che porta le capacità di apprendimento automatico (ML) direttamente sull'edge. Ciò significa che il processore i.MX 93 è in grado di eseguire attività di IA come il riconoscimento delle immagini, l'elaborazione del linguaggio naturale e la manutenzione predittiva senza la necessità di elaborazione basata sul cloud. Framework come TensorFlow Lite e ONNX sono pienamente supportati e consentono lo sviluppo di applicazioni intelligenti.

2. Interfacce multimediali e di visualizzazione ricche:

   Per le applicazioni HMI, è essenziale offrire una ricca esperienza multimediale. i.MX 93 supporta diversi display ad alta risoluzione, tra cui un'interfaccia MIPI-DSI a 4 canali per 1080p60 e LVDS a 4 canali per 720p60. Ciò garantisce una resa grafica fluida e di alta qualità, rendendo il processore adatto ai display utilizzati nei pannelli di controllo industriali, nei dispositivi medici o nei cruscotti automotive.

   Il motore di accelerazione grafica 2D integrato migliora l'esperienza dell'interfaccia utente (UI) con capacità come il ridimensionamento, la rotazione e la conversione dei colori delle immagini. Il risultato è un'interfaccia utente fluida e reattiva che migliora sia la funzionalità sia l'estetica dei sistemi HMI.

3. Opzioni di connettività complete:

   I gateway e i sistemi HMI richiedono interfacce di comunicazione robuste per trasmettere i dati in modo efficiente tra vari dispositivi e reti. Il processore i.MX 93 è dotato di diverse interfacce ad alta velocità, tra cui:

   • 2 interfacce CAN FD per applicazioni automotive e industriali
   • 2 porte USB 2.0 per il trasferimento dei dati e la connettività delle periferiche
   • Dual Gigabit Ethernet per comunicazioni di rete ad alta velocità
   • Molteplici interfacce SDIO per l'archiviazione e il trasferimento dei dati

   Questa combinazione di interfacce rende i.MX 93 una scelta versatile per le soluzioni gateway che devono supportare più protocolli e la trasmissione di dati ad alta velocità in tempo reale.

4. Sicurezza incorporata con EdgeLock® Secure Enclave:

   La sicurezza è una priorità assoluta per i dispositivi connessi, soprattutto negli ambienti industriali e IoT dove le violazioni possono avere gravi conseguenze. Il processore i.MX 93 affronta questo problema con EdgeLock Secure Enclave, un sottosistema di sicurezza completo che offre funzioni quali:

• Avvio sicuro per garantire l'esecuzione solo di software fidato
• Servizi crittografici per la trasmissione sicura dei dati
• Gestione delle chiavi per salvaguardare le credenziali sensibili
• Attestazione in runtime per il monitoraggio in tempo reale dell'integrità del sistema

Questa struttura di sicurezza incorporata rende i.MX 93 una scelta eccellente per i gateway che gestiscono dati sensibili o lavorano in ambienti ad alto rischio.

System-on-Module (SoM) i.MX 93: scalabilità e modularità per i progettisti

Il SoM i.MX 93 di iWave è stato progettato all'insegna della modularità e della scalabilità, fornendo una piattaforma robusta per diverse applicazioni industriali, dai gateway ai sistemi HMI.

1. Fattori di forma flessibili:

   Il SoM i.MX 93 è disponibile in diversi fattori di forma, tra cui SMARC, SODIMM e il più recente standard OSM (Figura 1). Ciascuno è concepito per rispondere a specifiche esigenze applicative, sia che si tratti di dimensioni compatte per dispositivi con vincoli di spazio, sia che si tratti di connettività avanzata per sistemi più complessi. Questa flessibilità consente ai progettisti di selezionare il fattore di forma più adatto alle loro esigenze, riducendo la complessità di progettazione e il tempo di immissione sul mercato.

2. Connettività wireless per IoT:

   La connettività wireless è un must per i moderni sistemi HMI e gateway, e il SoM i.MX 93 di iWave supporta le più recenti tecnologie wireless, tra cui Wi-Fi 6 e Bluetooth 5.2. Queste opzioni wireless consentono una comunicazione senza soluzione di continuità nelle reti IoT, facilitando l'integrazione dei dispositivi e la creazione di sistemi completamente connessi.

3. Affidabilità e longevità di grado industriale:

   Progettato per applicazioni industriali, il SoM i.MX 93 supporta un intervallo di temperatura esteso, che lo rende adatto agli ambienti più difficili, come quelli industriali o le installazioni all'aperto. Il programma di longevità di iWave garantisce la disponibilità del prodotto fino a 15 anni, assicurando un supporto a lungo termine per i progetti e proteggendo gli investimenti.

4. Assistenza software completa:

   iWave fornisce un supporto robusto Linux BSP per il SoM i.MX 93, garantendo uno sviluppo software fluido ed efficiente. Grazie agli aggiornamenti regolari del kernel, alle patch di sicurezza e al supporto dei driver, iWave garantisce che i sistemi siano sempre aggiornati e sicuri. Per esigenze specifiche, iWave offre anche assistenza per l'integrazione dei driver e la personalizzazione software, riducendo ulteriormente i cicli di sviluppo.

Approccio stratificato alla progettazione del sistema: dall'hardware all'HMI

Il SoM i.MX 93 presenta un'architettura multistrato che supporta tutti i componenti critici dei sistemi HMI e gateway:

• Strato hardware: il potente processore i.MX 93 e le interfacce ad alta velocità sono la dorsale delle prestazioni, garantendo un'elaborazione affidabile dei dati e la comunicazione in tempo reale.
• Strato OS: con supporto sia di Linux che dei sistemi operativi in tempo reale (RTOS), il SoM facilita lo sviluppo e l'integrazione efficiente delle funzionalità di HMI e gateway.
• Strato middleware: le avanzate capacità di elaborazione garantiscono un funzionamento fluido, con una gestione grafica ottimizzata per i sistemi HMI.
• Strato HMI: grazie al supporto delle interazioni guidate dall'IA, delle interfacce di visualizzazione ad alta risoluzione e dell'elaborazione multimediale, il SoM migliora l'esperienza dell'utente e il controllo in tempo reale sia nei sistemi HMI sia nei gateway.

Conclusione

Il System-on-Module i.MX 93 di iWave è una piattaforma potente e versatile per la realizzazione di soluzioni HMI e gateway di prossima generazione. Grazie alle sue avanzate capacità di elaborazione, alle robuste funzioni di sicurezza, alle ampie opzioni di connettività e al supporto per l'apprendimento automatico, il SoM i.MX 93 è adatto a soddisfare le esigenze di varie applicazioni industriali. Che si tratti di sviluppare soluzioni per fabbriche intelligenti, sistemi automotive o dispositivi medici, il SoM i.MX 93 offre le prestazioni, la scalabilità e la longevità necessarie per garantire il successo nel mondo connesso di oggi.

Per ulteriori informazioni o per discutere di requisiti personalizzati, contattateci all'indirizzo mktg@iwave-global.com.