概要
エレクトロニクス製造ラインが高速化し、アセンブリがより複雑になるにつれて、自動光学検査（AOI）システムは、微妙な製造欠陥を特定しながら、ますます詳細な画像を分析する必要があります。あるAOI機器メーカーは、2台の高解像度10GbEカメラを使用したPCBおよびSMT検査のためのカスタマイズ可能なコンピューティング基盤を必要としていました。この基盤は、AIによる欠陥検出と機械制御を加速することも求められました。プレミオのAMD AM5産業用マザーボードは、次世代検査プラットフォームに必要なスケーラブルな処理、高帯域幅ネットワーキング、PCIe拡張、メモリ、ストレージ機能を提供しました。
課題
- 高解像度画像処理と機械制御のためのCPUパフォーマンス
- 2つの10GbEカメラストリームのための高帯域幅ネットワーキング
- GPUアクセラレーションとビジョンハードウェアのためのPCIe拡張
- 画像およびAIワークロードのための大容量メモリと高速ストレージ
- AOIマシン内での柔軟なマザーボード統合
ソリューション
- プレミオのAMD AM5 ATX産業用マザーボード（CT-AR701）
- AMD EPYC 4005および4004、Ryzen 9000および7000プロセッサのサポート
- 高帯域幅ビジョンデータ転送のためのデュアル10GbE SFP+ネットワーキング
- PCIe Gen 5 GPUアクセラレーションとビジョンハードウェアのための拡張
- デュアルM.2 NVMeストレージを備えた最大192GB DDR5
メリット
- 高解像度ビジョンデータを効率的に処理
- 柔軟な拡張でGPUアクセラレーションAIを追加
- 1つのコンピューティングプラットフォームで将来のAOIシステムを拡張
企業概要
この組織は、正確で再現性のある目視検査に生産品質が依存するエレクトロニクス製造環境向けの自動光学検査装置とマシンビジョンプラットフォームを開発しています。そのシステムは、はんだ欠陥検出、部品配置検証、光学文字認識（OCR）、光学文字検証（OCV）、およびPCBおよびSMT生産ライン全体での品質検査などのアプリケーションをサポートしています。将来の検査プラットフォームは、高解像度イメージング、より大きなデータセット、およびますます複雑になるエレクトロニクスアセンブリに対応できるAI支援アルゴリズムを中心に設計されています。
課題
検査ワークロード全体での処理のスケーリング
最新のAOI装置は、画像キャプチャ以上のものを管理する必要があります。各検査サイクルには、画像前処理、欠陥分析、アプリケーションロジック、機械制御、および他の生産機器との通信が含まれる場合があります。高解像度イメージングは、プロセッサが処理しなければならないデータ量を増加させますが、検査サイクルタイムは製造スループットにとって依然として重要です。したがって、機器メーカーは、完全に新しいコンピューティングアーキテクチャを必要とせずに、さまざまな検査性能要件に合わせてスケールできるCPUプラットフォームを必要としていました。
高解像度カメラデータの移動
高解像度AOIカメラは、はんだ欠陥、不正確な部品配置、マーキング、その他の製造上の不整合を特定するために必要な詳細をキャプチャするため、大量の画像データを生成する可能性があります。計画されている機械アーキテクチャでは、2台の高解像度10GbEカメラを使用しており、ビジョンシステムと検査コンピュータ間の高帯域幅ネットワーク接続が必要になります。十分なネットワーク容量は、検査解像度とデータ量が増加しても、画像転送がボトルネックになるのを防ぐのに役立ちます。
AIとビジョンアクセラレーションの拡張
AIベースの検査は、従来の機械学習アルゴリズムに加えて追加の処理要件をもたらします。機器メーカーは、推論のためにディスクリートGPUを統合する柔軟性を必要とすると同時に、他のビジョンハードウェアや特殊なインターフェースのための拡張オプションを維持する必要がありました。拡張が制限されたプラットフォームでは、将来のAOI要件が進化するにつれて、より高度なAIモデルやビジョン技術を導入する能力が制限される可能性があります。
高解像度画像データの処理
AOIアプリケーションは、キャプチャされた画像、参照データセット、AIモデル、検査記録、アプリケーションデータ、一時的な処理ファイルを同時に処理する場合があります。高解像度画像と並列処理は、メモリ使用量と応答性の高いローカルストレージの需要の両方を増加させます。したがって、コンピューティングプラットフォームは、ますますデータ集約的な検査ワークロードに対応するために、大容量のシステムメモリとNVMeストレージサポートを必要としました。
AOIマシンへのコンピューティングの統合
AOIメーカーは通常、固定された汎用コンピュータを設置するのではなく、より大きな独自の機械の一部としてコンピューティングサブシステムを設計します。機械的レイアウト、冷却、電力供給、カメラ接続、拡張ハードウェア、およびサービスアクセスは、機械構成によって異なる場合があります。マザーボードレベルのプラットフォームは、エンジニアにコンピューティングハードウェアを最終検査システムに統合する方法をより細かく制御する機会を与えます。
ソリューション
プレミオのAMD AM5 ATX産業用マザーボード（CT-AR701）
AOIマシン設計のための柔軟な基盤
CT-AR701は、機器メーカー独自のAOIアーキテクチャに直接統合できるATX産業用マザーボードプラットフォームを提供します。エンジニアは、各検査プラットフォームの性能要件に応じて、プロセッサ、グラフィックスアクセラレーション、ストレージ、冷却、電源、および追加の拡張ハードウェアを構成できます。そのATXフォームファクタは305 mm x 244 mmで、システム統合のための標準化された機械的基盤を提供します。
スケーラブルなAMD AM5処理
CT-AR701は、AMD EPYC 4005および4004プロセッサ、ならびに最大170W TDPのプロセッサ構成をサポートするRyzen 9000および7000シリーズデスクトッププロセッサをサポートしています。これにより、AOIマシンビルダーは、高解像度画像前処理、検査アルゴリズム、システム制御、ユーザーインターフェース、アプリケーションソフトウェアなどのワークロードに応じてCPUパフォーマンスを選択できます。共通のAM5プラットフォームはまた、関連するハードウェアアーキテクチャを中心に複数のAOIパフォーマンス層を開発する際に、エンジニアリングチームに柔軟性を提供します。
高帯域幅ビジョン接続
CT-AR701には、2つのIntel I210ATギガビットイーサネットインターフェースに加えて、SFP+接続を備えた2つのBroadcom BCM57412 10GbE LANインターフェースが含まれています。計画されているAOIアーキテクチャでは、デュアル10GbEインターフェースは、2台の高解像度10GbEマシンビジョンカメラに関連する大容量画像データ転送をサポートするために必要なネットワーク帯域幅を提供します。これにより、検査プラットフォームは、詳細なビジョンデータを画像処理とAI分析のためにコンピューティングシステムに移動するための高帯域幅パスを獲得します。
マザーボードのデータシートはデュアル10GbE SFP+インターフェースを確認していますが、特定の10GbEカメラモデルとの互換性は、カメラインターフェース、ネットワーク構成、トランシーバーまたはケーブル要件、およびソフトウェア環境によって異なります。
柔軟なAIとビジョン拡張
マザーボードは、Gen 5をサポートする2つのPCIe x16スロットと、追加のPCIe x4オープンエンドスロットおよびPCIe x1接続を提供します。この拡張機能により、AOIシステム設計者は、AI推論用のディスクリートGPUや、ビジョンアプリケーションで必要なその他の互換性のあるハードウェアを統合する余地が得られます。GPUアクセラレーションは、欠陥分類、コンポーネント検証、OCR、OCV、および学習済み画像分析などの要求の厳しいワークロードをサポートすると同時に、プラットフォームが将来の検査要件に合わせて進化することを可能にします。
ビジョンデータのためのメモリとストレージ
4つのDDR5 UDIMMソケットは、最大192GBの非ECCシステムメモリをサポートし、高解像度画像データセットと並列検査ワークロードのための容量を提供します。CT-AR701はまた、PCIe x2接続とNVMeストレージをサポートする2つのM.2 Mキー2280スロットを含んでいます。これらのリソースを組み合わせることで、AOIプラットフォーム内で画像バッファリング、AIモデル、検査記録、アプリケーションデータ、および一時的な処理データセットをサポートできます。
メリット
高解像度ビジョンデータを効率的に処理
デュアル10GbE SFP+接続により、計画されている高解像度画像システムから検査コンピュータへ大量のビジョンデータを転送するための高帯域幅ネットワークが提供されます。
柔軟な拡張でGPUアクセラレーションAIを追加
PCIe Gen 5拡張により、エンジニアは構成可能なマザーボードアーキテクチャを維持しながら、AIベースの欠陥検査のためにディスクリートGPUアクセラレーションを導入する柔軟性が得られます。
1つのコンピューティングプラットフォームで将来のAOIシステムを拡張
スケーラブルなAMDプロセッササポート、最大192GBのDDR5メモリ、NVMeストレージ、およびPCIe拡張により、さまざまなAOI性能要件と将来の検査ワークロードをサポートできる共通のコンピューティング基盤が提供されます。
結論
エレクトロニクスメーカーがより詳細でインテリジェントな品質検査を求めるにつれて、AOIシステムは検査ワークフローのボトルネックを生み出すことなく、ますます大量の画像データセットを処理する必要があります。CT-AR701は、デュアル10GbE SFP+接続、スケーラブルな処理、PCIe拡張、大容量メモリ、および高解像度ビジョンアプリケーション用のNVMeストレージを備えたカスタマイズ可能なAMD AM5産業用コンピューティング基盤を提供します。柔軟なマザーボードプラットフォームを中心に構築することで、機器メーカーはイメージング、AI、および検査要件が進歩するにつれてAOIアーキテクチャを進化させることができます。
ct-ar701