[디지키 테크리포트] 커넥티드 세계의 HMI(인간-기계간 인터페이스) 그리고 게이트웨이

[테크월드뉴스=이광재 기자] 오늘날의 디지털 환경에서 HMI(인간 기계간 인터페이스) 및 게이트웨이는 인간과 복잡한 시스템간 원활한 상호 작용을 활성화하는 중요한 요소로 자리 잡았다.

산업의 연결성이 강화됨에 따라 생산성, 효율성, 사용자 경험 향상에서 이러한 기술의 역할은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 가전부터 자동차 시스템에 이르기까지 그리고 산업 자동화부터 의료 장치에 이르기까지 HMI는 직관적 인터페이스를 제공해 사용자가 정교한 시스템을 보다 쉽게 제어하고 모니터링할 수 있도록 한다.

동시에 게이트웨이는 다양한 네트워크간 브리지 역할을 하며 프로토콜을 전환하고 장치간 통신을 용이하게 한다.

게이트웨이는 데이터가 소스 가까이에서 처리돼 지연시간을 줄이고 실시간 결정을 보장하므로 에지 컴퓨팅 활성화에 있어 필수적인 요소다. HMI와 게이트웨이는 함께 스마트 도시, 스마트 공장, 가정 자동화와 같은 영역에서 혁신을 추진한다.

i.MX 93 시스템 온 모듈, 산업용 게이트웨이·HMI 솔루션 기반
아이웨이브(iWave)의 ‘i.MX 93’ SoM(시스템 온 모듈, [그림1])은 산업용 게이트웨이 및 HMI 시스템을 구축하기 위한 이상적인 솔루션이다.

이 제품은 컴퓨팅 성능, 에너지 효율, 통합 머신러닝 역량에 대한 강력한 조합을 제공하면서 중요 응용 분야를 위한 에지 처리를 가능케 한다. 이는 실시간 데이터 분석, 원활한 통신, 개선된 사용자 경험을 요구하는 산업을 위한 완벽한 옵션이 될 수 있다.

i.MX 93 프로세서가 게이트웨이·HMI 응용 제품에 이상적인 이유
AI·ML 통합으로 개선된 처리 역량= i.MX 93의 핵심은 성능과 전력 효율성의 조화가 뛰어난 Arm 코어텍스(Cortex)-A55 코어다. 이 확장 가능한 프로세서 아키텍처는 HMI 및 게이트웨이 장치 모두에 중요한 요구사항인 최소한의 전력 소모와 고속의 데이터 처리를 필요로 하는 에지 응용 분야에 완벽한 선택이다.

i.MX 93을 돋보이게 하는 요인은 ML(머신러닝) 기능을 에지에 직접 제공하는 통합 마이크로(micro)NPU인 Arm 에토스(Ethos)-U65다. 이는 i.MX 93 프로세서가 클라우드 기반 처리 없이도 이미지 인식, 자연 언어 처리, 예지 보전과 같은 AI 태스크를 수행할 수 있음을 의미한다.

텐서플로우 라이트(TensorFlow Lite) 및 ONNX와 같은 프레임워크가 완전히 지원되므로 지능형 응용 제품을 원활하게 개발할 수 있다.

풍부한 멀티미디어 및 디스플레이 인터페이스= HMI 응용 제품의 경우 풍부한 멀티미디어 경험을 제공하는 것이 필수다. i.MX 93은 1080p60용 4레인 MIPI-DSI 인터페이스 및 720p60용 4레인 LVDS 인터페이스를 비롯한 다양한 고해상도 디스플레이를 지원한다.

이 프로세서는 원활한 고품질 그래픽 출력을 보장하므로 산업용 제어 패널, 의료용 장치 또는 자동차 대시보드에 사용되는 디스플레이에 매우 적합하다.

통합된 2D 그래픽스 가속 엔진은 이미지 크기 재조정, 회전, 색상 변환을 가능케 해 UI(사용자 인터페이스) 경험을 개선한다.

결과적으로 HMI 시스템의 기능과 심미적 측면 모두를 개선하는 즉각적으로 부드럽게 반응하는 UI를 제공할 수 있다.

포괄적인 연결 옵션= 게이트웨이 및 HMI 시스템은 다양한 장치와 네트워크간에 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 강력한 통신 인터페이스를 필요로 한다.

i.MX 93 프로세서에는 ‘자동차 및 산업 응용 제품 위한 2x CAN-FD 인터페이스·데이터 전송 및 주변 장치 연결 위한 2x USB 2.0 포트·고속 네트워크 통신 위한 이중 기가비트 이더넷·스토리지 및 데이터 전송 위한 다중 SDIO 인터페이스’ 등의 여러 고속 인터페이스가 장착돼 있다.

이러한 인터페이스 조합을 갖춘 i.MX 93은 다중 프로토콜과 실시간 고속 데이터 전송을 지원하는 게이트웨이 솔루션을 위한 유용한 선택이다.

엣지락 시큐어 엔클레이브를 통한 내장 보안 지원= 보안은 특히 보안 침해 발생시 심각한 결과를 초래할 수 있는 산업 및 IoT 환경에서 커넥티드 장치의 최우선 순위다.

i.MX 93 프로세서는 ‘신뢰할 수 있는 소프트웨어만 실행되도록 보장하는 보안 부트·안전한 데이터 전송을 위한 암호화 서비스·민감한 자격 증명을 보호하기 위한 키 관리·시스템 무결성을 실시간으로 모니터링하기 위한 런타임 증명’ 등의 기능을 지원하는 포괄적인 보안 서브시스템 엣지락 시큐어 엔클레이브(EdgeLock® Secure Enclave)를 통해 이러한 문제를 해결한다.

이러한 내장형 보안 프레임을 갖춘 i.MX 93은 민감한 데이터를 관리하거나 고위험 환경에서 작동하는 게이트웨이를 위한 탁월한 선택이다.

i.MX 93 SoM, 설계자용 확장·모듈성
아이웨이브 i.MX 93 SoM은 모듈성 및 확장성을 염두에 두고 설계돼 게이트웨이부터 HMI 시스템에 이르는 다양한 산업용 응용 제품을 위한 강력한 플랫폼을 제공한다.

유연한 폼팩터= i.MX 93 SoM은 SMARC, SODIMM, 최신 OSM 표준을 비롯한 다양한 폼팩터로 제공된다(그림1). 각 폼팩터는 응용 제품의 특정 요구 사항을 처리하도록 설계됐다(예: 공간 제약적 장치를 위한 콤팩트한 크기 또는 더 복잡한 시스템을 위한 개선된 연결성).

이러한 유연성을 통해 제품 설계자는 자신의 요구사항에 가장 적절한 폼팩터를 선택해 설계 복잡성 및 출시 시간을 줄일 수 있다.

IoT를 위한 무선 연결= 무선 연결은 최신 HMI 및 게이트웨이 시스템을 위한 머스트해브 요소이며 아이웨이브 i.MX 93 SoM은 와이파이6 및 블루투스5.2를 비롯한 최신 무선 기술을 지원한다. 이러한 무선 옵션은 IoT 네트워크 내 원활한 통신을 가능하게 하므로 손쉽게 장치를 통합하고 완전하게 연결된 시스템을 만들 수 있다.

산업 등급의 신뢰성 및 장기 수명= 산업용 응용 제품을 위해 설계된 i.MX 93 SoM은 확장된 온도 범위를 지원하므로 작업 현장 또는 실외 설치와 같은 열악한 환경용으로 적합하다.

아이웨이브의 장기 수명 프로그램은 최대 15년의 제품 가용성을 보장해 프로젝트를 장기적으로 지원하고 투자를 보호할 수 있다.

포괄적인 소프트웨어 지원= 아이웨이브는 i.MX 93 SoM에 대한 강력한 리눅스 BSP 지원을 제공해 원활하고 효율적인 소프트웨어 개발을 보장한다.

정기적인 커널, 보안 패치, 드라이버 지원 업데이트를 통해 아이웨이브는 시스템을 안전하게 최신 상태로 유지할 수 있다. 특정 요구 사항의 경우 아이웨이브는 드라이버 통합 및 소프트웨어 맞춤화에 대한 지원도 제공하므로 개발 시간을 더욱 줄일 수 있다.

시스템 설계 위한 계층적 접근 방식, 하드웨어부터 HMI까지
i.MX 93 SoM은 ‘하드웨어·OS·미들웨어·HMI 등의 HMI 및 게이트웨이 시스템의 모든 중요 요소를 지원하는 다층 아키텍처를 제공한다.

이에 따라 하드웨어 계층의 겨우 강력한 i.MX 93 프로세서 및 고속 인터페이스는 성능의 근간을 제공해 신뢰할 수 있는 데이터 처리와 실시간 통신을 보장하며 OS 계층의 경우 리눅스 및 RTOS(실시간 운영체제)를 지원하는 SoM은 효율적인 개발과 HMI 및 게이트웨이 기능의 통합을 용이하게 한다.

또 미들웨어 계층의 고급 미디어 처리 기능은 HMI 시스템을 위한 최적화된 그래픽스 관리를 통해 원활한 작동을 보장하고 HMI 계층의 경우 AI 기반의 상호 작용, 고해상도 디스플레이 인터페이스, 멀티미디어 처리를 지원하는 SoM은 HMI 및 게이트웨이 시스템 모두에서 사용자 경험과 실시간 제어를 개선한다.

결론
아이웨이브 i.MX 93 SoM은 차세대 HMI 및 게이트웨이 솔루션 구축을 위한 강력한 다목적 플랫폼이다. 개선된 처리 역량, 강력한 보안 기능, 포괄적인 연결 옵션, 머신러닝 지원을 제공하는 i.MX 93 SoM은 다양한 산업 응용 제품의 필요 사항을 충족하는 데 매우 적합하다.

스마트 공장 솔루션을 개발하든 자동차 시스템 또는 의료 장치를 개발하든 i.MX 93 SoM은 오늘날 커넥티드 세계에서의 성공을 보장하는 데 필요한 성능, 확장성, 장기 수명을 제공한다.

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