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24 2021 Elektronik 21 IndustrIe 4 0 II o t Touchdisplays sind heute der Standard bei HMI-Systemen Human Machine Interface Für Anwender sind eine grafische Darstellung von aktuellen Zuständen und auch die interaktive Bedienung selbstverständlich Der günstige Preis von hochauflösenden Displays und die immer realistischere Darstellung lassen den Anspruch an alle Geräte mit einem HMI noch weiter steigen Zwei Entwicklungsstrategien kombinieren Umgesetzt werden HMIs mit Display und Touch heute hauptsächlich über eine der beiden folgenden Möglichkeiten ➔ ➔ Kombination einer mehr oder weniger hochintegrierten MCU mit einer Embedded-Video-Engine die neben der Displayansteuerung auch Touchund Audiounterstützung bietet Hier übernimmt die MCU die Steuerung der Applikation Die grafische Darstellung und die Interaktion mit dem Benutzer wird von einer Zusatzkomponente übernommen Applikation und Darstellung bzw Interaktion können dabei als getrennt betrachtet werden und sind meist durch einen einfachen Bus I 2 C SPI etc verbunden Diese Methode wird häufig in einfachen Geräten genutzt oder in Applikationen die erst im Rahmen einer Generationsüberarbeitung ein grafisches HMI erhalten haben ➔ ➔ Benötigt die Applikation mehr Rechenleistung und umfangreiche Schnittstellen oder wird ein höher auflösendes Display mit anspruchsvoller grafischer Darstellung gefordert müssen leistungsfähige SoCs verwendet werden Derartige ICs sind hochintegriert und benötigen meist eine komplexere Peripherie mit DDR-Speicher etc Das wiederum führt zu einem aufwendigeren und damit auch teureren Hardwaredesign Als Software werden meist auf Linux basierende Betriebssysteme verwendet die bezüglich der grafischen Oberfläche spezielles Programmier-Knowhow erfordern Die Vorteile der beiden Ansätze lassen sich kombinieren und dabei deren jeweilige Nachteile eliminieren Anforderungen an HMI-Komponenten Um Produkte aus den Bereichen Smart-Building Haushaltsgeräte intelligente Bedienterminals und Kombiinstrumente für Fahrzeuge Instrument Cluster optimal unterstützen zu können ergeben sich folgende Anforderungen an die Hardware Neben Standardschnittstellen wie GPIOs ADCs PWM I 2 C SPI UART IrDA werden auch CAN Ethernet Bluetooth und SDIO für WiFi 4 5G benötigt Als statischer Onboard-Speicher für die Software und grafische Oberflächen müssen NOR NAND-Flash unterstützt werden Als portable Speichermedien sind SD-Karten oder USB-Sticks bei den genannten Produktgruppen inzwischen obligatorisch Features wie ein Real-Time-Clock RTC Audio In Out und ein Video-Capture-Interface zur Verwendung preiswerter Kameramodule oder zur Verarbeitung eines Videostreams vervollständigen das Anforderungsprofil Da die Display Touch-Einheit ein wesentlicher Bestandteil eines jeden Produkts mit HMI ist sollten hier bereits bei der Planung alle gängigen Displayschnittstellen berücksichtigt werden Je nach gewählter Kombination aus Diagonale und Auflösung weisen marktübliche Displays mehr oder Bild 1 Der SoC IT986x unterstützt diverse Peripherieschnittstellen und enthält bis zu 1 GB embedded DDR-Speicher Bild Display Solutions Bild 2 Funktionsblöcke des IT986x Als Hauptprozessor ist ein 800 MHz-Arm-CPU integriert Bild Dis pl ay Sol ut io ns