德州仪器通过低功耗边缘AI SoC，提升HMI体验

德州仪器 (TI) 的新系列SoC旨在为包括人机界面 (HMI) 交互在内的应用程序提供边缘AI处理。

AI有望通过为日常设备带来改进的性能、可用性和功能，为消费者带来显着的好处。人工智能具有重要变革潜力的一个领域是人机交互 (HMI)。
 
然而，将人工智能带给消费者的关键在于在边缘启用人工智能，以便日常接触的设备，无论多么小或低功耗，都可以从AI发展中受益。考虑到这一点，很多公司正在大力推动通过支持低功耗计算的新硬件，让边缘AI更容易获取到。

最近，德州仪器发布了针对 HMI 应用的全新边缘 AI 处理器系列。本文将探讨 AI 如何增强 HMI，以及 TI 的最新产品如何在边缘实现基于 AI 的 HMI。

转向更好的 HMI 设计

在过去的几十年中，人类与设备交互的方式已经从具有命令行界面的笨重计算机转变为图形用户界面和触摸屏等技术。如今，大部分 HMI 都以用户体验 (UX) 和用户界面 (UI) 设计为中心，目标是为用户操作提供美观且直观的界面。

AI HMI 系统如何与人机交互工作的示例。图片由 Presans 提供

随着人工智能和机器学习 (ML) 的普及，下一代 HMI 有望带来与机器和设备交互的全新方式。数字语音助手（例如 Alexa、Siri）、智能手机中的面部识别以及 AR/VR 眼镜中的手势识别等技术已经看到了这一点。

AI/ML 技术的不断进步，预计与设备交互的新的、前所未有的方式即将出现。

AI边缘的低功耗

让日常消费者更容易使用人工智能（包括 HMI 和一般来说）对于在边缘启用人工智能变得越来越重要。这样，支持未来 HMI 应用程序的 AI/ML 可以存在于设备本身中，从而为用户提供更低的延迟、更快的响应时间和更自然/直观的体验。

从硬件角度来看，最重大的挑战是如何设计能够支持 AI 和 ML 提供的数据和计算密集型工作负载的设备，同时将功耗保持在最低水平。

不幸的是，这两种愿望往往是矛盾的。冲突迫使设计人员探索新的硬件架构和技术，以实现高性能、低功耗、廉价和节省空间的计算。

TI 最新 SoC — Sitara AM62X 系列

德州仪器 (Texas Instruments) 宣布推出新的SoC系列时，希望让 HMI 的 AI 边缘更易于访问。被称为 Sitara AM62x系列的新产品线是一个高度集成的 SoC 系列，具有几个关键组件，使其特别适合边缘 HMI。

AM62 系列的框图。图片由德州仪器提供

从硬件角度来看，AM62 系列围绕 64 位、1.4 GHz 四核 Arm Cortex A53 处理器子系统构建，每个内核由 32 KB 的 L1 DCache 和 512 KB 的共享 L2 缓存支持。

这款高性能处理器与用于通用用途的 400 MHz 单核 Arm Cortex-M4F MCU、专用 3D 图形引擎以及用于设备资源和低功耗管理应用的 R5F 内核相匹配。

独特的是，AM62 系列还具有一个专用的显示子系统，该子系统具有双显示支持，允许用户将他们的边缘 AI 和他们的 HMI 控制放在同一个硬件上。

根据 AM625的datasheet，该系列在不牺牲功率的情况下提供所有这些功能，实现低至 7 mW 的挂起状态和 <5 mW 的深度睡眠模式。据 TI 称，该处理器系列可为工业应用带来高达 50% 的节能效果，并可支持使用 AA 电池运行超过 1000 小时的应用。

总体而言，这个新的 SoC 系列可以进一步为更多 AI 边缘 HMI 应用打开大门。