长期以来，我们一直沉浸在传统的人机界面 (HMI) 方法中，以至于添加人工智能 (AI) 和边缘计算需要调整我们的知识库。过去，HMI 由带有按钮、开关、轨迹球和指示灯的物理控制面板组成，使用户能够与机器进行通信。但暗示这些正在迅速退出现场并不是亵渎神明。
取而代之的是，边缘计算将计算能力带到了收集数据的地方。与其他形式的数据处理相比，Edge AI 更加灵活和敏捷，后者将数据发送到远程数据中心或云端进行处理。与传统形式的云计算相比，它提供更快的本地化处理，延迟更少。
随着人工智能和机器学习 (ML) 的普及，下一代 HMI 有望带来与机器和设备交互的全新方式。将机器视觉、分析和预测性维护等边缘 AI 功能与 HMI 应用程序相结合，正在改变我们与机器交互的方式。示例包括嘈杂工厂环境中的手势和/或面部识别，或允许通过数字语音助手（例如 Alexa 和 Siri）和无线连接控制机器。
将 HMI 提升到新的水平
随着 HMI 的不断发展，这些应用程序背后的处理器技术必须准备好实现这种发展。最近，德州仪器发布了针对 HMI 应用的新边缘 AI 处理器。TI Sitara AM62 处理器系列中的首批器件 AM625 和 AM623 专为低功耗而设计，可为双显示器和小型应用带来高能效的边缘 AI 处理。它们包括一个 AI 加速器，可实现高深度学习 AI 推理性能。推理涉及人工智能分析从传感器收集的数据，然后基于它实时或近实时地做出决策的过程。
TI 投入大量精力开发 AM62x 系列（图 1）。这些处理器由一个四核 64 位 Arm Cortex-A53 微处理器、单核 Cortex-R5F 微控制器 (MCU) 和一个 Cortex-M4F MCU 组成。虽然 AM623 以基于 Arm Cortex-A53 的对象和手势识别的物联网和网关 SoC 为目标，但 AM625 专门针对与基于 Arm Cortex-A53 的边缘 AI 和全高清双显示功能的人机交互.
最好的部分可能是这些设备的低功耗。AM62x 处理器以 1 GHz 运行的单个 A53 内核的功耗低于 500 mW。这几乎是前几代类似低功耗和低成本处理器的一半。当四核 A53 内核在所有四个内核上以 1.4 GHz 运行压力应用程序时，AM62x 处理器功率可能低于 1 W。
为了在低功耗（包括低至 7 mW 的挂起状态）下为边缘设备提供分析，而无需考虑散热问题，TI 的工程师采用了一些巧妙的技术。
低功耗设计
低功耗是通过简化的电源架构实现的——该器件仅具有两个专用电源轨和五种电源模式。该器件的模块化架构提供性能，支持多种低功耗模式，而不会牺牲关键系统资源，例如连接性、电源、安全性、安全性和成本。
<5 mW 的深度睡眠模式可延长电池寿命，而 0.75 V 的核心电压可实现 <1.5 W 的有功功率。因此，AM62 处理器可将工业应用中的功耗降低多达 50 % 与竞争设备相比，使由 AA 电池供电的应用程序能够保持开启超过 1,000 小时。
新型 TPS65219 是一款专为满足 AM62x 处理器电源要求而设计的配套电源管理 IC (PMIC)，进一步简化了实现最佳电源性能的过程。该器件的特点是在 –40 至 +105°C 的环境温度范围内，使其适用于各种工业应用。它包括三个同步、降压 DC-DC 转换器和四个线性稳压器。
附加的功能
AM62x 处理器包括片上资源，例如通用异步接收器/发送器、多通道 SPI 和 I 2 C，以及用于流行工业传感器或控制器的各种连接选项。这些处理器还通过第三方生态系统提供双以太网支持和 EtherCAT 主站支持。
这些器件还支持多种显示接口，包括颜色格式 RGB888，其中 8 位用于红色、绿色和蓝色的每种颜色分量，以及支持 2K 和全高电平的低压差分信号接口。定义显示。处理器支持双显示器，这为工程师提供了设计灵活性，因为两个屏幕有效地扩展了视觉空间并有助于使工作流程更加顺畅。
此外，AM62x 处理器支持多种操作系统，包括主流 Linux 和 Android 操作系统。
AM62x 中包含的一组外设支持系统级连接，例如 USB、MMC/SD 卡、相机接口、CAN-FD 和 GPMC（通用内存控制器），用于与外部 ASIC/FPGA 的并行主机接口。AM62x 器件还通过内置硬件安全模块 (HSM) 支持 IP 保护的安全启动，并为便携式和功耗敏感型应用提供高级电源管理支持。
AM625 和 AM623 处理器采用 13 x 13 毫米、425 引脚 ALW 封装，千片批购价低于 5 美元。这些处理器可以在 17.2- × 17.2-mm 封装 (AMC) 中满足 AEC-Q100 汽车标准。使用集成的 Cortex-M4F 内核和专用外设可以满足工业和汽车功能安全要求，所有这些都可以与 AM62x 处理器的其余部分隔离。