AM62X +FPGA+AD/DA 的TSN工业网关解决方案
德州仪器(TI)推出了新的高度集成处理器Sitara AM62，旨在将边缘人工智能(AI)处理扩展到下一代应用程序，新处理器的低功耗设计支持双屏幕显示和小型人机界面(HMI： Human-Machine Interface)应用。工程师可以根据现场要求，在任何地方部署智能设计的节能处理器。
TI将于2022年6月21-23日在德国纽伦堡举行的嵌入式世界展上亮相新型AM62处理器，并介绍边缘AI和电动汽车充电HMI应用的系统级解决方案。
下一代人机界面将带来与机器交互的新方式，例如通过手势识别在嘈杂的工厂环境中发出指令，或通过无线连接的手机或平板电脑来控制机器。在人机界面应用中添加边缘AI功能，包括机器视觉、分析和预测维护，可以为人机界面带来新的意义，超越单纯的界面，实现人机交互。AM62处理器为边缘设备提供低功耗分析，包括低至7mW的暂停状态，这使工程师可以在尺寸受限的边缘应用或工业环境中灵活部署这些设备。
以高性价比的前沿AI将智能带入新的应用领域
AM62处理器起步价不到5美元，通过实现基本的基于摄像头的图像处理和边缘AI功能，如检测和识别物体，为人机界面设备带来了低成本的分析。AM62处理器还支持双屏全高清显示，并支持多种操作系统，包括主流Linux和Android操作系统。AM62处理器还支持有线和无线连接接口。
降低系统功耗高达50%
与竞争对手的设备相比，AM62处理器在工业应用中可以降低高达50%的功耗，使由AA电池供电的应用程序可以持续运行超过1000小时。这可以通过简化的电力架构实现：设备只有2条专用电源轨道，5种电源模式。< 5mW的深度睡眠模式使电池寿命更长，而0.75 V的核心电压可以实现<1.5 W的工作功率。降低系统功耗可以延长电池寿命，并帮助工程师满足可部署在任何地方的手持或尺寸受限设备的设计要求。新的TPS65219进一步简化了实现最优电源性能，这是一种专门为满足AM62处理器电源需求而设计的配套PMIC。
通过访问硬件、软件工具和资源来简化开发的复杂性
广泛的工具和资源为AM62处理器的开发提供了灵活的选择，可以帮助降低成本和设计的复杂性障碍。多种开源软件解决方案，包括Mainline Linux，简化了应用程序开发过程，并帮助实现更快的上市时间。一个丰富的硬件生态系统，包括一个起价25美元的第三方评估模板(EVM)，可以帮助设计师更快地开始应用程序设计。
日前，德州仪器推出了全新的 Sitara AM62 处理器，具有边缘AI，双屏显示等功能，极大地助推工业HMI升级。在TI关于AM62x的新品推介视频中，Sitara通用MPU市场经理刘靖伟详细介绍了AM62x的各项特性。
刘靖伟表示，HMI的内涵正在从人机界面（Human Machine Interface）迁移至人机交互（Human Machine Interaction），其产品形态就是从早期的物理控制面板、按钮、开关和指示灯，演变成支持人脸识别、语音识别、高清显示、图形界面等更丰富的功能。
为此，MPU需不断革新，以满足HMI的新要求。
首先，需要MPU具备AI支持、隐私和IP保护、更高处理性能以及更复杂的外设。此外，随着性能和功能的增加，功耗也会相应的上升，因此对于电池类设备而言，也需要低功耗特性使其运行得更长久。甚至是非电池类应用，功耗也是一个重要考量因素，原因在于更低的功率可以简化系统散热设计，并帮助系统小型化。
此外，刘靖伟还表示，工业市场与消费类市场不同，需要注重功能安全设计，这将增加设计的复杂性和成本。
第三，则是HMI的软件应用开发越来越丰富，为了节约开发成本并提高产品的通用性，更倾向于采用开源社区生态系统。
最后，由于HMI产品的细分化，为了同时满足高中不同档次的HMI产品，需要一个灵活的平台。
Sitara AM62x系列的五大差异性
如图所示，包括功耗、安全、边缘AI、高级显示以及高性价比系统方案，是Sitara AM62x的五大产品特性。
首先对于功耗而言，当我们讨论功耗时，不仅仅是指待机功耗，还应包括运行状态下的功耗。AM62x的内核频率高达1.4GHz，但其运行状态功耗仍然小于2W。低功耗的主要原因是对VDD核心电压的优化，从1V降低至0.75V，从而节省了30%的功耗。并且，AM62x支持四种低功耗运行模式，最低功耗仅为7mW，可将电池供电设备寿命延长至5年。
其次是改善了隐私和安全领域，从而有效保护了个人隐私和IP资产。AM62x集成了HSM（硬件安全模块），无需外部的安全控制器和存储器，并且TI也提供了安全相关的软件，通过软硬件节约了用户的采购和开发成本。
第三是增加了边缘AI的支持，对于面部识别或手势识别等入门级AI而言，AM62x可利用Cortex A53直接执行，并且支持CSI和MIPI接口，直接与摄像头连接。此外，TI也联合第三方开发了很多AI相关参考，即便不具备AI基础的用户，也可以轻松为HMI添加更多智能特性。
第四是增强的显示支持，AM62x提供了RGB和LVDS接口，可构建两个独立隔离的显示输出，这些以往只在高端产品中出现的双显，现在可以靠AM62x提供支持了。此外，AM62x内置了GPU，可支持Linux Qt或安卓12等3D图像开发。
最后是高集成的系统，提供了丰富的工业外设或其他功能，比如在电源管理方面，既可以选择TI的PMIC，同时由于电源轨非常简单（只有两个，而竞争者需要八个），因此可支持分立电源方案，从而简化设计与成本。
AM62x产品框图
与AM335相比的8大升级
为了便于理解AM62x，刘靖伟提供了一份AM335x与AM62x的详细对比框图，共计8大差异。AM335x是TI经典的工业MPU，它引领了一个时代，即工业市场从MCU向MPU演进，帮助产业界从Arm9迅速迁移至高性能Cortex-A8处理器。
蓝框为AM62x与AM335x对比的8项升级
在处理器内核方面，AM62x提供了丰富的内核数量（1/2/4）及主频（800MHz/1GHz/1.4GHz）选择，实现了真正的可扩展平台，并且性能最高可达16.8K DMIPS，远超AM335x的2K DMIPS。
在DDR存储上，从DDR3升级到DDR4，速率由800MTS增加至1600MTS，吞吐率增加一倍，可以更流畅的运行流行的操作系统。
增加了400MHz Cortex-M4异构计算架构，该内核即可用于运行实时性操作系统，访问外设，增加系统的功能安全，同时也可以作为通用MCU使用。
在显示方面，从1080P30升级至2K（1080P60），升级至双显架构，并添加了工业市场常用的LVDS接口。
GPU从IMG的SGX530升级至AXE1-16M，性能提升了5倍，并且支持Vulkan，可以更好地实现3D功能。
通过HSM，实现了对安全隐私和IP的保护，并满足安全启动要求。
外设接口方面，AM62x提供了更多，并且支持了CAN-FD，此外GPMC通用内存接口也进行了升级，从100MHz至133MHz，16位GPMC总线可以与外部器件通信，支持包括NAND NOR等存储器，也可以连接FPGA或者PLD。
新的功能方面，提供了CSI-RX接口，支持摄像头直连，支持OSPI总线，提供了支持TSN的双以太网接口。
AM62x的全系列产品，均实现了软件及引脚兼容，从而保护用户投资。并且提供了商业、工业以及汽车不同认证等级的产品。
在系统方面，除了Linux和Android 12之外，TI也提供RT-Linux及FreeRTOS的资源支持。
完整的开发支持
TI在官方开发工具（dev.ti.com）上有围绕AM62x完整的开发资源，包括参考方案，Design Gallery，Linux Academy，建模选型工具，开发工具等等。
其中Design Gallery里面，有TI和第三方联合开发的参考，包括AI分析、HMI设计以及工业连接参考等等。
Linux Academy则是TI为简化和加速定制嵌入式 Linux 开发所提供的培训资源，包括Linux的设计，评估，开发以及移植相关技术讲解，尤其是针对一些没有Linux经验的MCU客户，Linux Academy有助于帮助他们快速切入到嵌入式SoC开发中。
总结
我们在科幻电影中所看到的绚丽的HMI正在逐步成为现实，各种环境和应用中，都会出现HMI革新带来的机会。想象在一个手术室，医护人员可以直接通过语音与患者的监控系统进行交互，从而避免点击屏幕带来的污染；或者在一个嘈杂的工厂中，操作员只需一个手势就可以对机械进行控制。种种这些创新，离不开更高性能，更高性价比的新一代处理器，5美元起的AM62x势必将掀起下一代 HMI的升级浪潮。