車用超低成本HMI處理器的完美之選？德州儀器低成本 AM62x Sitara? MPU 系列應用處理器

作者：ZongYu 時間：2025-07-25 來源：EEPW

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一、簡介

低成本 AM62x Sitara? MPU 系列應用處理器專為 Linux? 應用開發而構建。憑借可擴展的 Arm? Cortex?-A53 性能和嵌入式功能，例如雙顯示支持和 3D 圖形加速，以及一組廣泛的外設，AM62x 器件非常適合廣泛的工業和汽車應用，同時還提供智能功能和優化的電源架構。

AM62x Sitara? 處理器的 13mm x 13mm 封裝 (ALW) 型號是工業級處理器，而 17.2mm x 17.2mm 封裝 (AMC) 型號則滿足 AEC-Q100 汽車標準。可以使用集成的 Cortex-M4F 內核和專用外設來滿足工業和汽車功能安全要求，這些內核和外設均可與 AM62x 處理器的其余部分隔離。

3 端口千兆以太網交換機具有一個內部端口和兩個外部端口，支持時間敏感網絡 (TSN)。該器件上的附加 PRU 模塊可為客戶自己的用例提供實時 I/O 功能。此外，AM62x 中包含大量外設，可實現系統級連接，例如：USB、MMC/SD、攝像頭接口、OSPI、CAN-FD 和 GPMC，用于將主機接口并行連接到外部 ASIC/FPGA。AM62x 器件還通過內置硬件安全模塊 (HSM) 支持安全啟動來實現 IP 保護，并為便攜式和功耗敏感型應用提供高級電源管理支持

二、技術文章

過去，人機界面 (HMI) 由附帶按鈕、開關和指示燈的實體控制面板組成，讓使用者能與機器通訊。隨著技術的發展，使用者可以監控制程、查看狀態信息顯示和發送命令。現在，HMI 應用無處不在，包括用于控制電視的智能手機應用程序、車輛語音命令，醫院中的患者監控或智慧工廠的觸摸屏幕控制面板。

我們在日常生活中持續見到與機器的接觸點不斷增加。HMI 的未來會是什么樣貌？除了數據收集、控制與顯示外，新一代 HMI 超越了人機界面的應用范圍，轉為提供人機互動的方法，讓機器在其中展現智慧行動，并與人通訊。例如，通過非接觸式互動、物體和手勢檢測以及面部識別功能來出入大樓建筑，如影片「?智慧出入建筑物?」中所示。

進入人機互動的新世界需要互動式智慧應用，處理器也面臨全新挑戰，才能讓 HMI 成為可能。現在來逐項探討新一代 HMI 三大考量。

第 1：利用邊緣 AI 啟用新功能

新一代 HMI 設計依賴邊緣人工智能 (AI) 啟用新功能?。例如，機器視覺可以通過面部識別功能啟用對機器的出入控制，或者通過手勢識別啟用非接觸式操作，如圖 1 中示例所示。此外，在 HMI 設計中新增機器視覺等邊緣 AI 功能，可針對目前系統狀態和預測性維護，進行更準確的分析。建立新 HMI 應用時，必須考量邊緣 AI 應用開發的相關資源付出，以及處理器功能。

圖 1 醫療專業人士使用手勢識別與智能型 HMI 系統互動

第二：平衡效能與功耗

單芯片上的高度整合會影響設備耗電量，特別是在完全啟用邊緣 AI 功能時。智能設計通常只需精巧外形尺寸，特別是在嚴苛環境下，這使得終端產品的耗電量變得更加復雜。設計人員必須克服在創建高效率設計時所面臨的挑戰，同時須銘記熱溫度限制，且不會增加整體系統成本。優化電源設計應包含超低功耗與多重低功耗模式，以延長產品壽命。

第三：整合智慧連接與獨特的顯示器支持

現場等級裝置和傳感器數量不斷增加，以及新興的即時工業通訊信協議也為新的 HMI 應用帶來了挑戰。例如，智慧工廠環境中的 HMI 需要與其他裝置和機器通訊，這意味著 HMI 設計需要連接和控制功能。顯示器是 HMI 的另一項設計考量，可提供獨特功能和方式來強化人機間的通訊。

隨著 HMI 持續演進，這些應用背后的處理器技術必須做好準備，以與時俱進。TI Sitara? AM62 處理器系列的首款裝置 AM623、AM625 和 AM625SIP 處理器專為低功耗和多種工業周邊設備而設計，可將省電的邊緣 AI 處理功能引入雙顯示器和小型應用以及新一代 HMI，全部都納入考量。

AM625SIP 是 AM6254 處理器的系統級封裝(SIP)版本，額外增加了集成式 512MB LPDDR4 SDRAM。此裝置可直接解決工程師在設計處理器時所面臨的硬件、軟件、電力及更多挑戰。SIP 處理器具有其他優點，例如可實現簡化的硬件設計、優化尺寸/系統物料清單成本，以及減少在芯片上配置 LPDDR4 所需的工程工作負擔。

此外，AM62P 處理器也通過集成式四核 Arm Cortex-A53、功能更強大的圖形處理單元(GPU)和 32 位元 LPDDR4，強化 HMI 應用的性能。內存帶寬的增加可大幅減少延遲、簡化視覺轉換，并在處理器上提供卓越的多任務處理功能，能即時響應 HMI 應用所需。此外，AM62P 的關鍵在于增強型 GPU 和視頻編碼器，能以高畫質呈現復雜的 3D 圖形、效果和視頻流。

AM62X 處理器系列包含：AM623、AM625、AM625SIP 和 AM62P，通過可擴展的單核至四核 Arm Cortex-A53 到 1.4-GHz 平臺，以及支持 TensorFlow 的 Mainline Linux 來強化邊緣 AI 功能的實現。此外，通用非同步接收器發射器、序列周邊界面和 I2C 等芯片內置資源，也支持常用工業傳感器或控制器的連接選項，可進一步簡化設計。

AM623 和 AM625 的最佳化電源設計支援多種核心功耗低至 7 mW 的電源模式、便攜式與電池供電設計。AM62P 也以專用視頻硬件加速器實現電源設計優化，可分擔 CPU 視頻處理負荷，進而提升電源效率。簡化的硬件設計可在精巧尺寸中實現具成本效益的系統解決方案。

AM623、AM625 和 AM625SIP 處理器支持各種顯示接口，其中包括具有成本效益的 RGB888，以及支持 2K 和超高畫質顯示器的低壓差分信號接口。AM62P 也包括 DSI，并支持最多三個顯示器，從而增加了顯示接口列表。多重顯示功能可實現設計靈活性與創新。

結論

HMI 的未來將在各種環境和應用中展現人機通訊的智慧與創新。想象一下，在手術室中，醫護人員用自己的語音與病人監控系統互動，而不是輕觸屏幕維持無菌環境；或是在嘈雜的工廠中，工作人員只需一個手勢就能使用控制面板。使用 AM62 處理器系列，開始進行最新世代的 HMI 設計。

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