česky english Vítejte, dnes je čtvrtek 25. červenec 2024

Vysoce přesné systémy AOI, které používají řešení paměti NVMe

DPS 4/2018 | Články
Autor: Rutronik

Se systémy automatické optické kontroly AOI (Automatic Optical Inspection) lze kontrolovat jednostranně nebo oboustranně osazené desky plošných spojů v průběhu výrobního procesu současně shora i zdola (SMD/THT). Tento proces je jak u plně zřetězených výrobních linek, tak v ostrůvkovém provozu velmi efektivní z hlediska času, manipulace a nákladů. Použitá výpočetní jednotka musí mít nejen vysoký výkon, ale navíc musí splňovat také požadavky průmyslového provozu.

Současné systémy AOI provádějí v průběhu výrobního procesu celou řadu podrobných kontrol zaznamenaných dat širokého rozsahu, jako jsou například:

  • kontrola přítomnosti a polarity součástí THT a SMD,
  • kontrola úhlů osazení 0−360°,
  • přesná poloha součástí (přesazení, úhel),
  • kontrola pájených míst u všech součástek (SMD a THT),
  • test zkratu (pájecí můstky),
  • rozpoznání písma součástek,
  • test displeje (bodový maticový, vícesegmentový, LCD, LED),
  • záznam čárového kódu pomocí kamery,
  • kontrola vybavení / zkoušky prototypů.

K tomu je potřeba jedné nebo několika výkonných výpočetních jednotek. Ty zajišťují ve vícenásobném použití skutečně souběžné zpracování získaných údajů, které se automaticky slučují. Navíc musí být optimálně a inteligentně řízeny a sladěny kvůli vysoké rychlosti kontroly v okamžiku snímkování a osvětlení.

Obr. 1,2

Z hlediska zapojení systému AOI do inteligentní výroby, která splňuje požadavky Průmyslu 4.0, by měla výpočetní jednotka splňovat určitým způsobem požadavky klasických norem IT. Na podporu výrobní sítě a také klasické IT sítě jsou výhodou nejméně dva redundantní přístupy do sítě pro zvýšené zabezpečení proti výpadku. Aby bylo možné uspokojit požadavky na výkon v oblasti výpočtů CPU a výkonnosti GPU, je třeba použít pracovní stanici s odpovídající CPU a průmyslovou grafickou kartou. Protože systémy AOI se všeobecně používají po dlouhou dobu, musí mít platforma zajištěnou dlouhodobou provozní spolehlivost a pohotovost.

Všechny tyto požadavky splňuje karta Fujitsu Extended Lifecycle Mainboard D3348-B. V nové verzi B2 je tato karta k dispozici do konce roku 2018 a tím bude k dispozici déle než většina ostatních hlavních desek s čipovou sadou Intel™ C612., které jsou na internetu k dostání. Navíc je třeba provádět striktní kontrolu a profesionální management životního cyklu desky, což zahrnuje i ECN pro změny systému BIOS. Nová hlavní deska je vybavena novými procesory Broadwell-E a volitelnými čipy Dual-M.2- -Risercard D3352-A2 s podporou NVMe a díky tomu dosahuje tato deska výrazně vyššího výkonu.

Obr.3

Nová úroveň výkonu zařízení s NVMe

NVMe (NVM Express) je specifikace rozhraní ke spojení energeticky nezávislých hromadných pamětí (nonvolatile memory NVM) – pamětí SSD v technologii Flash prostřednictvím PCI Express. Systém NVMe byl vyvinut nově, aby bylo možné používat menší latenci a paralelní přístupy k PCI Express SSD, a tím se také splnila souběžnost CPU, platforem a aplikací. S technologií AHCI (Advanced Host Controller Interface) to nebylo možné, protože AHCI nedokáže plně čerpat možnosti SSDs. NVMe naproti tomu umožňuje využívat souběžnost hostitelského hardwaru a softwaru, a tím také využívat většího množství povelů, efektivnější ošetření přerušení, menší počet přístupů k registru bez možnosti využití mezipaměti, neomezenou souběžnost a zpracování vláken procesů a také více efektivity u povelů 4kB – v konečné fázi to znamená zvýšení výkonu v nejrůznějších oblastech.

Díky tomu je NVMe zajímavý především pro systémy AOI, protože ty musí zpracovávat velké objemy dat například už proto, že musí zpracovat a uložit relativně složité obrazové soubory v co nejkratší době. Rychleji lze zpracovat také přípravu dat pro jiné systémy, například pro výrobní a databázové systémy. Hlavní deska D3348-B2 přináší kromě toho sedm slotů PCIe a také porty Dual-Intel LAN-Ports schopné práce s EtherCAT a celou řadu možností konektivity, jako například deset portů SATA s funkcí RAID pro velké pevné disky.

Intel™ CPU řady Broadwell-E

Kromě procesorů Intel™ Haswell Xeon® E5-16xx/26xx V3, i7-59xx (Haswell-E) a Core® i7-69xx (Broadwell-E) podporuje hlavní karta D3348-B2 také procesory Broadwell-E a Xeon® E5-16xx/26xx V4. Ty přicházejí se základním taktem 3,70 GHz, který lze zvýšit verzí 2.0 technologie Intel™ Boost Technology až na 4,00 GHz. Bezkonkurenční výkon zaručuje až 22 výpočetních jader včetně funkce Hyper-Threading pro celkem 44 vláken procesů, 55 MB mezipamětí Cache a pracovní paměť DDR4 ECC. Dlouhodobě dostupné jednotky CPU podporují až 40 PCIe Lanes, což umožňuje nativní přísun dat ze dvou grafických karet s plnými 16 PCIe Lanes − to přináší možnost souběžného zpracování velkého objemu informací v souladu s různými standardy, jako jsou CUDA a OpenCL.

Čipová sada C612 od firmy Intel™ nabízí ve srovnání se spotřebitelskou čipovou sadou Intel™ X99 řadu předností právě pro systémy AOI, mezi které patří například prodloužená disponibilita, podpora ECC, podpora procesorů Intel™ Core® i7 a Xeon®, možnost řízení vPRO/ iAMT a technologii Trusted Execution Technology. Tuto hlavní desku Fujitsu navíc klasifikují jako vhodnou pro průmyslové využití i speciální funkce jako Watchdog, 24/7 Design nebo Erase Disk (funkce systému BIOS k mazání citlivých dat na pevném disku s bezpečnou technologií šifrování).

Efektivní a spolehlivé elektrické napájení

Vysoká spolehlivost a redundance je stěžejní také u elektrického napájení systémů AOI. Proto se doporučuje používat serverový síťový zdroj FSP700- -70RGHBE1 společnosti FSP. Je to jeden z velmi mála redundantních síťových zdrojů, který je certifikován dle 80plus Gold, se stupněm účinnosti 90 % při zatížení 50 % a lze ho namontovat do všech běžných skříní ATX.

Síťový zdroj PS/2 odpovídá normám ATX-12V pro stolní počítače a EPS12V pro servery, a je proto kompatibilní také s mnoha IPC a šasi k montáži do stojanů ve formátu U3. Díky tomu lze spolehlivě a efektivně zásobovat elektrickou energií také současné systémy Dual-GPU.

Zdroj je konstruován k využívání 24/7 v teplotách prostředí až 50 °C. Díky schopnosti Hot Swap lze zdroj FSP700- -70RGHBE1 vyměnit bez výpadků. Je plně redundantní, obě větve napájení jsou opatřeny nezávislými Power Pin Out. Za normálního provozu si tento zdroj dělí zátěž tak, aby dosahoval efektivního a stabilního výkonového výstupu.

S ventilátorem uloženým ve dvou kuličkových ložiscích, vysoce kvalitními kondenzátory, OCP (nadproudová ochrana), SCP (ochrana proti zkratu), OVP (přepěťová ochrana), FFP (ochrana proti selhání ventilátoru) a kontrolkami LED pro případ alarmu odpovídá tento síťový zdroj požadavkům na napájení serverů.

Více informací o společnosti Rutronik a produktech, které nabízí, najdete na: www.rutronik.com.