工业升级中的人机界面和安全性要求 - 工业4.0的四项关键技术，你知道几个？

3、人机界面

另一个要求处理能力的功能是人机界面（HMI）。智能手机式界面将越来越多地渗透到相对保守的工业设备领域。易于使用的可视化界面带多点触控平板，可嵌入任何工业设备，简化了操作员对机器的控制。通过高分辨率屏幕可以查看高清（或清晰度更好的）摄像头的输出，以检查货物的生产情况。这类屏幕将采用与智能手机相同类型的图形处理单元（GPU）。尽管为降低成本和功耗，这些GPU的3D性能较之智能手机有所下调，但仍将支持大型高分辨率屏幕；可同时显示图形、视频和文本；并采用美观的用户界面。

HMI完美印证了现代数字工厂中所寻求的IT系统和OT系统融合。HMI应用程序通常使用Java SDK或使用基于Web的工具包构建。这既加快了应用程序的开发，也使厂商能够轻松实现整个工厂的流程升级。这需要连接到典型的IT网络，支持HMI软件更新，或提供与Web服务器的不间断连接。但这些HMI用于控制工业设备，通常会提供安全控制，因此也必须连接OT域。

图3：人机界面（HMI）面板示例

4、安全性

OT与IT的融合使网络增加了遭受安全威胁的风险。过去，操作受到隔离保护——几乎与外界完全隔绝。黑客需要使用物理链路来攻击设备。融合后的工业环境削弱了操作隔离屏障，系统之间可以共享信息以提高效率。因此，必须建立新的屏障来确保系统的完整性，同时保持数据流动共享。

设备制造商首先要保障设备中处理平台的安全性。他们必须确保自己的系统只执行许可的软件，并且与其他系统实现安全连接。这些系统必须进行安全调试和定期更新，并能防止对其硬件和软件的篡改。最近发布的有关物联网安全的《恩智浦白皮书》详细论述了安全性和信任考虑因素。虽然白皮书所述背景是消费者物联网，但同样的考虑因素也适用于工业物联网。工业环境中的财务和安全风险更高，对安全系统的需求也更为迫切。

结论与行动

恩智浦助力工业4.0设备制造商，通过新款QorIQ Layerscape LS1028A处理器，实现一流的网络环境、处理性能、人机界面和安全设计，我们对此倍感自豪。该SoC整合了新一代工业系统所需的技术：时间敏感型网络、高性能处理、硬件加速的用户界面，以及高安全性。

LS1028集成四端口千兆以太网交换机以及另外两个运行速度高达2.5Gbps的以太网端口，都支持TSN协议。两个功能强大的64位ARM CPU为现代工业应用和RTOS（如具有抢占式实时补丁的Linux、Xenomai Linux、Mentor Graphics的Nucleus，以及Wind River的VxWorks）提供所需的计算性能。该处理器的GPU和LCD接口支持高分辨率显示和触摸屏输入。适用于LS1028A的恩智浦软件中包含一个开源工业Linux SDK，能够提供实时性能，并且支持TSN标准。重要的是，该处理器集成了恩智浦的可信平台架构，有助于实现可靠的物联网安全性。