基于AdvancedTCA架构的机器视觉高端应用计算机平台

，ATCA平台的热机拔取(Hot Swapping)与完全冗余特性(Fully Redundancy) 可确保在移除任何组件时都不会中断运作，大幅减少了维修和更换组件的时间。

图1：服务器系统 vs. 用于AOI的AVP系统。

由于具备了base/fabric接口，一款基于ATCA的AVP能让系统集成商在处理影像的刀锋板卡之间建立通讯，包括基于Gigabit以太网络的接口在内，以便在板卡交换影像数据时，提供更快速的通道。

由于每个ATCA系统均具备系统管理的模块指令，因此系统集成商可轻易地通过安装机箱管理模块(CMM)建构一个高度可靠及可管理的平台，以监控并控制处理影像的刀锋板卡及其它现场可换置组件(FRU)。CMM负责监控机柜的运作、报告异常情况、进行错误校正，同时能在系统中实现互连。ATCA架构的可靠性与灵活性确实能改善机器视觉系统的运作效能，并通过减少现场人力及改善生产质量协助企业节省成本。

凌华科技的aTCA-6890是首款以ATCA架构,搭配使用FPGA技术及Camera Link技术的影像采集的PMC模块,使用于高端影像处理应用的的刀锋板卡。 (见图2与图3)。每个刀锋板卡

均支持两个核心速率高达3.4GHz的低电压Intel® LV Xeon®处理器。由于Intel®的超执行绪(Hyperthreading)技术与EM64T 64位运算能力，该平台能为横跨多种应用与产业类别的复杂影像处理提供强大运算效能。由于支持高达16GB的DDR2内存，这款AVP刀锋板卡为高密度影像数据的处理及储存提供了大容量内存吞吐率。凌华科技的aTCA-6890呈现出了与传统私有机器视觉系统集成商截然不同的设计方向，它减少了对DSP的需求，并运用了ATCA在功率与性能方面的优势。针对AOI应用，一个AVP刀锋板卡可利用高效能CPU，以最佳等级处理数据，同时执行复杂的型态学运算。由于具备了更大的内存带宽与容量，AVP刀锋板卡技术可进一步协助使用者储存大量影像数据，若有需要，也能进行精确追踪与除错。

图2：凌华科技的AVP刀锋板卡。

图3：凌华科技的AVP刀锋板卡结构图。

在针对AVP建构一个具成本效益，以及可节省空间的平台时，另一项不可或缺的重点是I/O密度，这将能提供更大的灵活性，而且更容易管理。该平台支持多达4个Camera Link连接器，可用于双通道输出，还具备VGA、GPIO、LAN，以及两个位于前面板的USB接口。这款AVP刀锋板卡支持内建在PMC模块上的Camera Link或IEEE 1394接口，并安装于两个板上64位/133MHz PCI-X插槽中。由于内建了CompactFlash卡槽，因此系统集成商能方便地建立操作系统影像文件(OS image)以启动系统。aTCA-6890的后方转换模块(Rear Transition Module，RTM)则提供储存未来分析影像所需的额外2.5英寸SATA硬盘储存接口。

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在凌华科技 AVP刀锋板卡上，针对高性能Camera Link或IEEE 1394接口的板上PMC模块可支持高速影像数据交换。通过针对FPGA制造商的IP核心开发写入/读取包装程序(wrapper)，将可达到大容量系统的优势，让用户定义每个读/写端口的总线宽度，并使运算更有效率。而通过板上的高密度、客制化、基于FPGA的处理核心，每个通道均可支持高达640MB/s的影像数据传输率，而画素频率则可达到85MHz。

凌华科技 AVP系统提供了标准平台，而且仅需客制化的PMC卡就可具备所有功能。该平台可大幅缩短应用开发与系统升级时间，并允许系统集成商为前置或后影像处理建置专有的FPGA技术。由于制造环境正在产生变化，厂商所制造的产品越来越精巧，或是极容易受到污染，例如集成电路与对温度敏感的组件，以及也许必须采用非接触式或非侵入式测试方法的药品等。视觉检测对于诉求安全的应用同样有益，如采用有害物质的零组件等。恰当地配置让系统集成商不仅可在许多高端制程中通过改善效率提升附加价值，而且还能在制造过程中依需求

对收集到的数据进行统计并实时提供反馈信息。AVP系统的强大功能、灵活性与连接能力，在必须以相对较低成本达到100%检测以实现高生产率的应用中，几乎已经成为一种必要配备。

结论

本文针对高端机器视觉应用介绍了一种创新的解决方案，能满足先进技术、客制化与应用的需求。此外，该方案也强调通过采用革命性的ATCA架构，可降低操作成本并减少使用空间。凌华科技的AVP刀锋产品提供了较现有服务器与单板工业计算机方案更优良的性能，是专为满足当前与未来嵌入式视觉系统所设计的解决方案。

关于作者

黄怡暾 现为凌华科技工业计算机产品部副总经理。主要负责领导凌华科技通讯及嵌入式计算机产品的研发与营销。他在PC自动化、通讯与嵌入式产品领域均拥有丰富经验。