有几个应用程序和行业依赖 HMI 来提供高分辨率图像和摄像头功能：

• 商业：家庭安全、门铃系统、多功能打印机、楼宇自动化控制面板、白色家电
• 业务：数字标牌、KIOSK/POS终端、商业显示器、条码扫描器、认证门禁系统、办公设备、手写识别
• 行业：工业标牌、CNC设备、手持终端、测量设备、检测设备、诊断面板、工业面板
• 医疗：医疗显示器、病人监护系统

使用 MPU 解决方案可以显着增强这些应用程序。例如，选择具有快速、强大的中央处理器 (CPU) 的 MPU 可以加快安全产品、患者监护系统、工业面板和 KIOSK/POS 终端的图像和/或视频处理，更不用说标牌和数字显示。 

增强图像处理能力的另一个例子包括专用图像处理和图形处理单元 (GPU) 的使用，进一步提高了检查设备、条形码扫描仪、认证控制面板、家庭安全和多功能打印机的性能和速度。 

 

为 HMI 选择嵌入式 MPU 解决方案

在为 HMI 选择嵌入式 MPU 解决方案时，应首先考虑某些关键特性： 

• CPU 性能、处理速度和内存
• 专用图像处理软件
• 可靠性
• 安全功能
• 长期软件支持
• 开发套件的可用性

 

CPU注意事项

在寻找嵌入式 MPU 解决方案时，CPU 性能至关重要，内存和处理速度在视频分辨率和 2D/3D 功能等因素中也起着重要作用。 

基于 ARM 的 CPU 是一种常见的选择，可用作单核或双核。ARM Cortex-A CPU 因其性能和低功耗而非常适合 HMI。例如，一些 64 位 Cortex-A CPU 提供高达 1.2GHz 的速度。

选择正确的处理器应该平衡性能和图像处理速度。例如，虽然双核 CPU 速度更快，因为它们允许更多处理器同时运行，但它们并不总是正确的选择。如果软件不支持多核技术，双核选项不会增加速度或处理优势。 

 

图像处理软件

专用的图像处理软件，如视频编解码器、视频引擎和图形引擎，也很重要。它可以处理图形和处理压缩/解压缩（即H.264 和H.265），而不会给一般软件带来负担。该图像处理软件可以包括 HMI 功能的特定功能，例如 3D 图形和高分辨率视频。 

 

可靠性纠错码

可靠性对于任务关键型应用程序尤其重要，包括用于内部和外部存储器的内置纠错码 (ECC) 等功能。ECC 在数据传输中发挥着重要作用，因为即使某些位被错误地翻转，它们也允许重新生成消息。

 

基于硬件的安全性

关键安全功能包括安全启动、调试，以及用于 Arm CPU 的 Arm TrustZone。Arm TrustZone 专为嵌入式硬件而创建，同时在同一内核上运行安全操作系统（操作系统）和安全性较低的操作系统以提高安全性。 

 

长期支持基础设施

在某些 HMI 应用程序中，工业和基础设施设备制造商由于设备的使用寿命而期望获得长期的软件支持。这种类型的长期支持通过具有超长期支持 (SLTS) 验证 Linux 软件包的民用基础设施平台 (CIP)在某些 MPU（例如，瑞萨电子 RZ/G 系列）中提供。 

 

There are several applications and industries that depend on HMIs to provide high-resolution image and camera functionality:

• Commercial: home security, doorbell systems, multifunction printers, building automation control panels, white goods
• Business: digital signage, KIOSK/POS terminals, business displays, barcode scanners, authentication entrance system, office equipment, handwriting recognition
• Industry: industrial signage, CNC equipment, handheld terminals, measuring equipment, inspection devices, diagnostic panels, industrial panels
• Medical: medical display, patient monitoring systems

These applications can be significantly enhanced using an MPU solution. For example, choosing an MPU with a fast, powerful central processing unit (CPU) can speed up the image and/or video processing of security products, patient monitoring systems, industrial panels, and KIOSK/POS terminals, not to mention signage and digital displays. 

Another example of enhanced image processing capabilities includes dedicated image processing and the use of a graphics processing unit (GPU), further improving performance and speed for inspection devices, barcode scanners, authentication control panels, home security, and multifunction printers. 

 

Choosing an Embedded MPU Solution for HMIs

When choosing an embedded MPU solution for an HMI, certain key characteristics should be considered first: 

• CPU performance, processing speed, and memory
• Dedicated image processing software
• Reliability
• Security functions
• Long-term software support
• Availability of development kits

 

CPU Considerations

CPU performance is critical while searching for an embedded MPU solution, with memory and processing speed also playing an important role in factors such as video resolution and 2D/3D capabilities. 

ARM-based CPUs are a common option and are available as either single or dual-core. ARM Cortex-A CPUs are well-adapted for HMIs because of their performance and low power consumption. For example, some 64-bit Cortex-A CPUs offer speeds up to 1.2GHz.

Selecting the right processor should balance performance against image processing speeds. While dual-core CPUs are faster because they allow more processors to run simultaneously, for example, they are not always the right option. If the software does not support multi-core technology, a dual-core option will not add speed or processing benefit. 

An example of an MPU with supporting software is shown in Figure 2.