一般而言，人機界面（HMI）是使人能夠與機器，系統(tǒng)或設備連接的用戶界面或儀表板。HMI由硬件和軟件組成，這些硬件和軟件允許將用戶輸入轉(zhuǎn)換為機器的控制信號，進而向用戶提供反饋。HMI技術已在幾乎每個行業(yè)中使用，包括制造，消費電子，娛樂和醫(yī)療等。
 
工業(yè)HMI是工業(yè)操作員和生產(chǎn)線主管用來控制制造或工業(yè)過程的主要工具。工業(yè)HMI從簡單的可替換按鈕和開關的便攜式界面到復雜的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）操作面板。隨著我們進入工業(yè)4.0時代，HMI變得無處不在，而尺寸卻在縮小并且變得更加便攜。
 
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的出現(xiàn)，支持HMI的消費電子產(chǎn)品（例如智能恒溫器，監(jiān)控攝像頭和智能家電）獲得了巨大發(fā)展。這些消費類電子設備的HMI需要具有較小的外形尺寸，以便能夠輕松集成到這些空間受限的系統(tǒng)中。因此在工業(yè)HMI和用于消費類電子產(chǎn)品的HMI中，都強烈要求通過使用小尺寸，低引腳數(shù)的半導體組件來縮小PCB尺寸。此外，由于啟用HMI的消費電子產(chǎn)品通常由電池供電，因此需要所有組件來幫助最大限度地延長系統(tǒng)電池壽命。
 
HMI系統(tǒng)挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)上，HMI由MCU，MPU或FPGA控制，并使用SDRAM或PSRAM用于代碼執(zhí)行和圖形緩沖。但是，這種方法極大地損害了HMI系統(tǒng)的設計簡便性，功耗和占地面積。
 
考慮一個典型的128MB SDR SDRAM或PSRAM，它需要32個設備引腳來進行數(shù)據(jù)傳輸。這些存儲器迫使使用具有高I/O引腳數(shù)的控制器，并通過增加布線擁塞使PCB設計復雜化。此外，使用SDRAM時，PCB設計人員必須經(jīng)常使用電源管理IC（PMIC）在PCB周圍分布多個電源軌。這需要更多的PCB空間，并消耗更多的功率，這加劇了PCB設計的挑戰(zhàn)。

   
優(yōu)化系統(tǒng)設計的另一種方法是使用HyperRAM代替SDRAM和PSRAM在工業(yè)和消費類HMI應用中執(zhí)行代碼執(zhí)行和圖形緩沖（參見圖1）。工業(yè)和消費類HMI系統(tǒng)通常不渲染視頻，并且所使用的圖像具有中低分辨率。這意味著具有400MBps帶寬的64MB或128MB RAM通常足以用于圖形緩沖。但是，在許多傳統(tǒng)的HMI設計中，由于密度低于1GB的SDRAM已過時，因此必須使用超額配置的SDRAM。
 
HyperRAM提供400MBps的高帶寬，與SDR SDRAM或DDR SDRAM或并行ADMUXP SRAM相當。但是，它可以采用更小的占位面積（48mm 2），低引腳數(shù)（用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?2引腳）封裝。
 
擴充RAM需求
內(nèi)部和擴展RAM的組合大小是確定如何執(zhí)行復雜算法或使用控制器或FPGA/SoC顯示高分辨率圖形時最重要的因素之一。
 
足夠的RAM或系統(tǒng)內(nèi)存可以實現(xiàn)快速的讀寫操作，從而在啟動過程的早期階段就可以快速交付圖形。此外，RAM還可以兼作堆棧/堆存儲，以供應用程序代碼用來實現(xiàn)需要上下文和狀態(tài)存儲空間的多層服務中例程（ISR）。在圖2中估算了HMI系統(tǒng)中圖像緩沖所需的RAM密度，它是幀數(shù)，分辨率和色深的函數(shù)。