低成本RISC-V工业HMI方案：高可靠性、可定制化

伴随着工业4.0的迅猛发展，工业HMI以方便、快捷的特点逐渐成为工业的日常应用，成为备受追捧的全新多媒体交互设备。

什么是工业HMI？工业HMI是用于工业自动化系统中的人机交互界面，通常由触摸屏、按钮、指示灯、显示器等组成，用于操作和监控工业设备和系统。工业HMI设计通常需要具备以下特征：

1. 响应性：能够快速响应用户操作及时更新显示信息与状态；
2. 可靠性：能够稳定运行并准确反映设备和系统的状态；
3. 安全性：需要考虑系统安全需求，包括用户身份验证、权限管理等等；
4. 可定制性：界面需要具备一定的可定制性，以满足不同用户和应用的需求，用户能够根据自己的工作流程与偏好进行界面的个性化设置。

工业HMI方案选型推荐

基于以上设计标准，本文提出工业HMI方案芯片选型推荐——低成本RISC-V工业级HMI芯片Model系列：Model3、Model4、Model3C\Model3A。

推荐理由：

1. 国产内核RISC-V，安全可靠
2. RTOS实时操作系统，快速响应
3. 显示分辨率高
4. 存储容量大
5. 通讯接口丰富
6. 内置安全引擎，稳定高防护
7. 成本低供货足，Model3C个位数价
8. 界面设计可定制化

一、Model3工业HMI方案

Model3应用框图

Model3主要参数：

• 平头哥玄铁E907，RISC-V架构，主频480MHz
• RTOS实时操作系统，快速响应
• 分辨率720P@60FPS，2D加速引擎，MJPEG\PNG解码，JPEG编码
• 1MB SRAM，8MB PSRAM
• 8路UART、3路I2C、4路SPI、1路CAN（支持CAN2.0A和CAN2.0B）
• 1路EMAC，支持100M RMII
• 支持 SRGB/I8080/QSPI屏接口
• 8KV ESD HBM防护
• 高精度电子脉宽调制（EPWM）控制

二、Model4工业HMI方案

Model4功能框图

Model4主要参数：

• 平头哥C906单核，RISC-V架构，主频600MHz
• RTOS实时操作系统
• 内置DDR2 16bit 64MB
• 分辨率1920*1080@60fps，2D加速，支持H.264/JPEG/PNG解码
• 通信接口：8×UART、2×CAN、1×100M RMII、1×SDIO，3×SPI，4×I2C，1×CIR，8×PWM、1×USB2.0
• 显示接口：RGB565/666/888，dual-link LVDS，QSPI，MCU，4 lane-MIPI
• 支持SPI总线在线加解密、安全启动、安全固件签名和解密、固件烧录防回滚；
• 两层板接触放电8KV，EMI CLASS B级标准

三、Model3C/Model3A工业HMI方案

Model3C功能框图

Model3A与Model3C最大的区别在于内存容量，Model3C配备4MB的PSROM，Model3A配备8MB的PSROM，两颗芯片工业级水准消费级价格，其中Model3C实现个位数价，用户可以根据内存需求进行选择。

Model3C主要参数：

• 平头哥E907内核，RISC-V架构，主频400MHz
• RTOS实时操作系统
• 32KB SRAM,4MB PSRAM
• 分辨率720P@60FPS，2D加速，JPEG\PNG解码
• 两路SPI、四路UART、两路I2C、两路CAN，一组CIR、五组GPIO
• 支持 SRGB/I8080/QSPI屏接口
• 在线SPI加解密的版权保护，Tj -40℃~85℃、HBM ±4KV、CDM ±700V

结语

工业HMI在现代智能化的工业产线管控系统中扮演着非常重要角色，相对于传统的计算机操作方式更加灵活，由于工业现场环境的复杂性，对产品的精度和可靠性都着有更高的要求。启明智显坚持国产高性能低成本的产品优势，为客户与市场提供一站式产品解决方案与支持。