Interfaces hombre-máquina (IHM) y puertas de enlace en el mundo conectado

En el panorama digital actual, las interfaces hombre-máquina (IHM) y las puertas de enlace se han convertido en componentes integrales que permiten la interacción fluida entre las personas y los sistemas complejos. A medida que las industrias se conectan más, no se puede sobreestimar el papel de estas tecnologías en la mejora de la productividad, la eficiencia y la experiencia del usuario. Desde la electrónica de consumo a los sistemas de automoción, pasando por la automatización industrial o los dispositivos médicos, las HMI ofrecen una interfaz intuitiva que facilita a los usuarios el control y la supervisión de sistemas sofisticados.

Al mismo tiempo, las puertas de enlace actúan como puentes entre varias redes, traduciendo protocolos y facilitando la comunicación entre dispositivos. Son esenciales para hacer posible la computación periférica, donde los datos se procesan cerca de la fuente, reduciendo la latencia y garantizando la toma de decisiones en tiempo real. Juntos, los HMI y las puertas de enlace están impulsando innovaciones en ámbitos como las ciudades inteligentes, las fábricas inteligentes y la domótica.

Sistema en módulo i.MX 93: la base de las puertas de enlace industriales y las soluciones HMI

El Sistema en módulo i.MX 93 (SoM) (Figura 1) de iWave es una solución ideal para crear puertas de enlace industriales y sistemas HMI. Ofrece una potente combinación de rendimiento informático, eficiencia energética y funciones integradas de aprendizaje automático, a la vez que permite el procesamiento de borde para aplicaciones críticas. Esto la convierte en la opción perfecta para los sectores que exigen análisis de datos en tiempo real, comunicación fluida y experiencias de usuario mejoradas.

Figura 1: Las soluciones SOM i.MX 93 de iWave están disponibles en formato SMARC, SODIMM y OSM estándar. (Fuente de la imagen: iWave)

Por qué el procesador i.MX 93 es ideal para puertas de enlace y aplicaciones HMI:

1. Capacidades de procesamiento avanzadas con IA/ML integradas:

   En el corazón del i.MX 93 se encuentra el núcleo Arm® Cortex®-A55, conocido por su excelente equilibrio entre rendimiento y eficiencia energética. Esta arquitectura de procesador escalable lo hace perfecto para aplicaciones periféricas que requieren un procesamiento de datos de alta velocidad con un consumo de energía mínimo, algo fundamental tanto para dispositivos HMI como para puertas de enlace.

   Lo que distingue al i.MX 93 es su microNPU integrada, la Ethos™-U65 de Arm, que lleva las capacidades de aprendizaje automático (ML) directamente al borde. Esto significa que el procesador i.MX 93 puede realizar tareas de IA como reconocimiento de imágenes, procesamiento de lenguaje natural y mantenimiento predictivo sin necesidad de procesamiento basado en la nube. Frameworks, como TensorFlow Lite y ONNX, son totalmente compatibles, lo que permite desarrollar aplicaciones inteligentes sin problemas.

2. Ricas interfaces multimedia y de visualización:

   Para las aplicaciones HMI, es esencial ofrecer una rica experiencia multimedia. El i.MX 93 admite varias pantallas de alta resolución, incluida una interfaz MIPI-DSI de 4 carriles para 1080p60 y LVDS de 4 carriles para 720p60. Esto garantiza una salida de gráficos fluida y de alta calidad, lo que hace que el procesador sea idóneo para pantallas utilizadas en paneles de control industriales, dispositivos médicos o salpicaderos de automóviles.

   El motor integrado de aceleración de gráficos 2D mejora la experiencia de la interfaz de usuario (UI) al permitir el redimensionamiento, la rotación y la conversión de colores de las imágenes. El resultado son interfaces de usuario fluidas y con capacidad de respuesta que mejoran tanto la funcionalidad como la estética de los sistemas HMI.

3. Amplias opciones de conectividad:

   Las puertas de enlace y los sistemas HMI requieren interfaces de comunicación resistentes para transmitir datos de forma eficiente entre distintos dispositivos y redes. El procesador i.MX 93 está equipado con múltiples interfaces de alta velocidad, entre las que se incluyen:

   • 2x interfaces CAN-FD para aplicaciones industriales y de automoción
   • 2x puertos USB 2.0 para transferencia de datos y conectividad de periféricos
   • Doble Gigabit Ethernet para una comunicación de red de alta velocidad
   • Múltiples interfaces SDIO para almacenamiento y transferencia de datos

   Esta combinación de interfaces convierte al i.MX 93 en una opción versátil para soluciones de puerta de enlace que deben soportar múltiples protocolos y transmisión de datos a alta velocidad en tiempo real.

4. Seguridad integrada con el enclave seguro EdgeLock®:

   La seguridad es una prioridad absoluta para los dispositivos conectados, especialmente en entornos industriales y de IoT, donde las brechas pueden tener graves consecuencias. El procesador i.MX 93 aborda esta cuestión con EdgeLock Secure Enclave, un completo subsistema de seguridad que permite funciones como:

• Arranque seguro para garantizar que solo se ejecuta software de confianza
• Servicios criptográficos para la transmisión segura de datos
• Gestión de claves para salvaguardar credenciales sensibles
• Autenticación en tiempo de ejecución para la supervisión en tiempo real de la integridad del sistema

Este marco de seguridad integrado convierte al i.MX 93 en una excelente opción para las puertas de enlace que gestionan datos confidenciales u operan en entornos de alto riesgo.

Sistema en módulo i.MX 93 (SoM): escalabilidad y modularidad para diseñadores

El SoM i.MX 93 de iWave está diseñado pensando en la modularidad y la escalabilidad, proporcionando una plataforma sólida para diversas aplicaciones industriales, desde puertas de enlace a sistemas HMI.

1. Factores de forma flexible:

   El SoM i.MX 93 está disponible en varios formatos, como SMARC, SODIMM y el último estándar OSM (Figura 1). Cada factor de forma está diseñado para satisfacer las necesidades específicas de cada aplicación, ya sea un tamaño compacto para dispositivos con limitaciones de espacio o una conectividad mejorada para sistemas más complejos. Esta flexibilidad permite a los diseñadores de productos seleccionar el factor de forma más adecuado a sus necesidades, lo que reduce la complejidad del diseño y el tiempo de comercialización.

2. Conectividad inalámbrica para IoT:

   La conectividad inalámbrica es imprescindible para los modernos sistemas HMI y gateway y el SoM i.MX 93 de iWave es compatible con las últimas tecnologías inalámbricas, incluidas Wi-Fi 6 y Bluetooth 5.2. Estas opciones inalámbricas permiten una comunicación fluida en redes IoT, lo que facilita la integración de dispositivos y la creación de sistemas totalmente conectados.

3. Fiabilidad y duración de calidad industrial:

   Diseñado para aplicaciones industriales, el SoM i.MX 93 admite un amplio rango de temperaturas, lo que lo hace adecuado para entornos hostiles, como plantas industriales o instalaciones al aire libre. El programa de longevidad de iWave garantiza la disponibilidad del producto durante un máximo de 15 años, asegurando la asistencia a largo plazo de los proyectos y protegiendo las inversiones.

4. Amplio soporte de software:

   iWave proporciona un sólido soporte BSP Linux para el SoM i.MX 93, garantizando que el desarrollo de software sea fluido y eficiente. Con actualizaciones periódicas del kernel, parches de seguridad y soporte de controladores, iWave garantiza que los sistemas permanezcan actualizados y seguros. Para requisitos específicos, iWave también ofrece asistencia para la integración de controladores y la personalización del software, lo que reduce aún más el tiempo de desarrollo.

Enfoque por capas del diseño de sistemas: del hardware a la HMI

El SoM i.MX 93 cuenta con una arquitectura multicapa que soporta todos los componentes críticos de los sistemas HMI y gateway:

• Capa de hardware: El potente procesador i.MX 93 y las interfaces de alta velocidad proporcionan la columna vertebral del rendimiento, garantizando un procesamiento de datos y una comunicación en tiempo real fiables.
• Capa de SO: Compatible tanto con Linux como con sistemas operativos en tiempo real (RTOS), el SoM facilita el desarrollo y la integración eficientes de las funcionalidades de HMI y puerta de enlace.
• Capa de middleware: Las capacidades avanzadas de procesamiento de medios garantizan un funcionamiento fluido, con gestión optimizada de gráficos para sistemas HMI.
• Capa HMI: Con soporte para interacciones impulsadas por IA, interfaces de pantalla de alta resolución y procesamiento multimedia, el SoM mejora las experiencias de usuario y el control en tiempo real tanto en HMI como en sistemas de puerta de enlace.

Conclusión:

El Sistema en módulo i.MX 93 de iWave es una plataforma potente y versátil para crear soluciones HMI y puertas de enlace de nueva generación. Con sus avanzadas capacidades de procesamiento, sólidas funciones de seguridad, amplias opciones de conectividad y compatibilidad con el aprendizaje automático, el SoM i.MX 93 es ideal para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones industriales. Tanto si se trata de desarrollar soluciones para fábricas inteligentes, sistemas de automoción o dispositivos médicos, el SoM i.MX 93 ofrece el rendimiento, la escalabilidad y la duración necesarios para garantizar el éxito en el mundo conectado actual.

Para más información o para hablar de requisitos personalizados, comuníquese con mktg@iwave-global.com.