産業用HMIにおいて、なぜ少ないコンピューティングがより良い選択となり得るのか

SOM-SMARC-MX93で、よりスマートでコスト効果の高いHMIを構築しましょう。NXP i.MX 93を搭載し、エッジでのAIを実現し、低消費電力とスケーラブルなパフォーマンスを提供します。産業オートメーション、スマートディスプレイ、音声制御インターフェースに最適です。

AI駆動のヒューマンマシンインターフェース(HMI)は、あらゆる種類の産業オートメーションに広がり、古いボタンやスイッチ駆動のインターフェースを急速に置き換えています。その理由は明らかです。インタラクティブディスプレイはオペレーターが効率的に作業するのを助け、ハンズフリーボイスコマンドやオペレーターの存在確認といったAI機能がその利点をさらに拡大します。

ただし、1つの問題があります。従来のHMIソリューションは、これらの新しいアプリケーションには過剰であることが多く、不要なコスト、電力消費、システムの複雑さを追加します。

今日では、最適なソリューションがあります。NXP i.MX 93プロセッサを中心に構築されたSOM-SMARC-MX93は、低消費電力プラットフォームで、ちょうど良いレベルのパフォーマンスを提供します。スケーラブルでコスト効果の高いHMIの構築をこれまで以上に簡単にし、必要な場所に効率的なAI機能を直接組み込むように設計されています。

明確な機能を持つ中型ディスプレイ

産業用途では、目標は明確で即時のコミュニケーションであり、映画的な体験ではありません。基本的な制御タスクには、720pまたは1080pの解像度を持つシンプルな7〜10インチのディスプレイで、機械の状態、警告、ユーザーインターフェースなどの重要なデータを表示するのに十分です。このアプローチは、システム要件とコストを膨らませることなくオペレーターに情報を提供し、NXP i.MX 93のようなアプリケーションプロセッサは、この「適切なサイズ」のアプローチのために正確に設計されています。

効率的なプロセッサを使用することには、コスト以外にも利点があります。多くのHMIはファンレスのエンクロージャーで動作する必要があり、熱管理が主要な懸念事項となりますが、低消費電力プラットフォームはこれらの冷却要件を最小限に抑えます。ここでもi.MX 93は多くのことを提供します。効率的なArm Cortex-A55コアを使用するポートフォリオの最初の製品として、i.MX 93はシステムレベルでの電力使用を最小限に抑えるように特別に設計されています。

効率的なデータ評価のためのシンプルなAIモデル

比較的エントリーレベルのHMIでも、いくつかのAI機能をサポートすることが期待されています。一見すると、AIはHMI自体またはクラウド内で高性能なハードウェアを必要とするように見えるかもしれません。実際には、多くのAIタスクは、フィールドレベルで低消費電力のハードウェアによって処理できます。典型的なHMIの使用例には以下が含まれます:

  • 物理的な接触が禁止されている環境(例:食品生産やクリーンルーム)での音声制御
  • オペレーターが端末にいるかどうかを検出するための存在検知や基本的な視覚通知
  • センサーデータを上位のPLCやクラウドプラットフォームに送信する前のローカルな前処理

i.MX 93はこれらのアプリケーションに最適です。統合されたArm Ethos-U65マイクロNPUを備えており、低消費電力の機械学習(ML)モデルに特化して最適化されています。このNPUでデバイス上で直接AIタスクを処理することで、遅延を減らし、機密データを保護し、帯域幅を節約します。これらすべてが高価で電力を大量に消費するハードウェアを必要とせずに実現されます。

エントリーレベルからハイエンドまで

SOM-SMARC-MX93は、i.MX 93プロセッサを標準ベースのSMARCコンピュートモジュールに組み込むことで、これらの利点を設計者が活用できるようにします。このモジュールにはメモリ、ストレージ、その他のコアシステムコンポーネントが含まれており、HMI設計に簡単に統合できます。

SOM-SMARC-MX93のオンボードi.MX 93アプリケーションプロセッサが含まないものは、多くの点で、低消費電力のスマートホーム、小売、再生可能エネルギーアプリケーションにとって、含まれるものと同じくらい有益です。NXPの慎重な市場分析とポートフォリオ計画により、異種エネルギーフレックスアーキテクチャに基づくSoCが生まれました。これには以下が含まれます:

  • i.MX 9xラインの高性能SKUに比べて1〜2つのArm Cortex-AクラスCPU
  • リアルタイムで低消費電力のセンシングタスクに最適な超効率的なArm Cortex-M33
  • 超効率的なMLワークロード処理のためのArm Ethos U-65 NPU

このチップは、比較的電力を消費しコストのかかる集中的なグラフィックスユニットを省略し、代わりにブレンディング/コンポジション、リサイズ、色空間変換などの機能を持つシンプルなハードウェアコンポジタを実装しています。

電力効率が高くコスト効果の高いNXP i.MX 93は、SOM-SMARC-MX93のようなハードウェアプラットフォームを活用した「良い-より良い-最高」の製品ラインの基盤を提供します。それでも、SOM-SMARC-MX93は、MIPI-DSIまたはLVDSビデオでのHD 1080p60または720p60をサポートし、デュアルギガビットイーサネット、クアッドUSB 2.0、Wi-FiおよびBluetooth接続を備えており、SECO SMARC SOMはエントリーレベルのHMI設計に最適です。

製品の階層に関係なく、OEMまたはシステムインテグレーターは常にSECOハードウェアプラットフォームをClea OS YoctoベースのLinuxディストリビューションと統合できます。これにより、以前は「ダム」だったエッジ端末やディスプレイにインテリジェンス、接続性、管理性、アップグレード性が追加されます。Clea OSは、EUの更新された無線機器指令(RED)に基づくサイバーセキュリティコンプライアンスを容易にするように設計されています。

包括的なソフトウェアサポート

Clea OSは、SECOのCleaソフトウェアフレームワークの一部であり、SECOはデバイス管理、データ分析と通信、ソフトウェア配布、接続性などのIoT機能を備えたHMIおよびその他のエッジデバイスソリューションを拡張するプラットフォームを提供しています。高度にスケーラブルな集中管理と更新機能のおかげで、大規模なHMIデバイスのフリートでも、最小限の手動作業で信頼性高く運用できます。Cleaはまた、セキュリティパッチ、新機能、AIモデルの更新が定期的に展開されることを保証します。

さらに、CleaはNXPのEdgeLock 2Go技術をサポートしており、セキュリティ証明書やキーのリモートインストールを容易にするエッジデバイスのプロビジョニングと管理のためのサービスです。

結論

産業オートメーションの世界では、現代のHMIやディスプレイにおいて、最大の計算能力が常に必要というわけではありません。多くの場合、成功はエネルギー効率、信頼性、スケーラビリティ、統合の容易さの適切なバランスを見つけることにあります。NXPセミコンダクターズが提供するようなエネルギー効率の高いプロセッサに基づくシンプルなHMIプラットフォームは、まさにそれを提供します。スケーラブルでコスト効果が高く、スマートな産業アプリケーションの新しい機会を開きます。

SECOの専門家に相談して、産業オートメーション用のHMIオプションについて話しましょう!