来源:Renesas(瑞萨电子)
发布时间:2025-12-08
在工业、汽车、家电等领域,为应对日益增长的智能交互需求,高性能与高集成度HMI解决方案正成为行业焦点。在设备中,现代人机界面(HMI)需同时驱动多路显示、支持灵活分辨率并连接丰富外设,传统的单芯片或低算力方案已难以满足复杂场景下驾驭多种显示输出、灵活分辨率、实时响应及丰富外设等综合处理需求。
面对这一挑战,瑞萨电子推出了功能完备的高端HMI平台解决方案。该平台有两条技术路径:一是基于微控制器(MCU)的架构,凭借Arm® Cortex®-M85内核的强大性能,为单WXGA显示屏应用提供高效的2D图形支持;二是基于微处理器(MPU)的系统,依托四核Arm® Cortex®-A55与专用NPU,轻松驱动双全高清(FHD)显示,并集成3D图形与高级视频编解码能力。
两种方案的平台均配备麦克风输入电路,并在MCU/MPU侧原生集成以太网,CAN FD等关键通信接口,且支持灵活的显示分辨率,为多样化的终端应用提供了前所未有的灵活性与强大的多媒体集成功能。
该平台采用模块化设计,由核心MCU板与功能载板构成。
基于MCU的WXGA单显示HMI平台框图
基于Arm® Cortex®-M85处理器,RA8D1具有超过6.39CoreMark/MHz的突破性性能,结合充足的内存和经过优化图形与外设功能,可满足楼宇自动化、家用电器、智能家居、消费及医疗等广泛应用的各类图形显示和语音/视觉多模态AI要求。
同时,RA8D1搭载Helium和TrustZone技术,内置并行RGB和MIPI-DSI接口、2D绘图引擎、16位CEU摄像头接口、32位外部SDRAM接口,专为图形及视觉AI应用优化,可完美支持WXGA级别的显示需求。
为高性能MCU稳定供电的是瑞萨RAA808013同步降压稳压器。这款SOT23-6封装的稳压器能在2.7-5.5V输入范围内提供高达3A的输出电流,其采用COT架构与PFM技术,在实现快速瞬态响应与轻载高效的同时,有效缩减了外围元件数量。
程序存储则依托瑞萨AT25SF128A SPI NOR闪存实现。这颗128Mbit的闪存支持双I/O操作,是3V系统代码与数据存储的理想选择,能确保程序高效加载至RAM并稳定执行。
功能载板上,音频处理能力由DA7414高保真编解码器提供。其集成高性能音频处理与混合主动降噪(ANC)技术,以超低功耗为整个平台赋予了清晰纯净的音频输入输出能力,助力构建功能完整、运行高效的WXGA单显示HMI解决方案。
对于需要更高算力与多屏显示的应用,该平台采用了MPU板加载板的组合。
基于MPU的FHD双显示HMI平台框图
瑞萨RZ/G3E微处理器是此MPU板的核心。RZ/G3E包含四核Arm® Cortex®-A55、一个Cortex®-M33内核,以及用于AI任务的Ethos™-U55 NPU。这种架构能够高效运行图像分类、物体识别、语音识别和异常检测等AI应用,并将CPU负载降至最低。同时,RZ/G3E支持双全高清输出、MIPI-DSI/双链路LVDS/并行RGB、3D图形处理、H.264/H.265编解码器,功能极为丰富。
MPU板上的电源管理由瑞萨RAA211320同步降压稳压器、SLG46585电源管理芯片和RAA215300等共同完成,为系统各单元提供精准且高效的电力分配。程序存储方面同样依赖于可靠的AT25SF128A SPI NOR闪存。
载板上的音频子系统更为强大,DA7212音频编解码器以其650µW的“始终开启”超低功耗和增强的自动电平控制(ALC)处理音频信号,再经由DA7202 D类音频功率放大器,在本平台供电和负载条件下可直接驱动最高8W的扬声器输出(器件本身最高支持10W/4Ω),提供震撼的音频体验。
此外,瑞萨5P35023可编程时钟发生器、RAA211320稳压器以及iW7038 LED背光驱动器等关键器件协同工作,共同构筑了一个高性能、高集成度且多媒体功能强大的FHD双显示HMI系统。
瑞萨电子凭借其高度集成且灵活可扩展的高端HMI平台,不仅精准应对了市场对复杂显示与多外设支持的迫切需求,更以MCU与MPU双轨并行的策略,为不同性能层级的应用提供了精准高效的解决方案,有力推动下一代人机交互体验的升级与创新。