Высокопроизводительный компактный компьютер для обработки HD-изображений

В данном исследовании рассматривается задача подбора оптимального оборудования клиенту, который производит приборы автоматического оптического контроля (Аutomated Optical Inspection или AOI) для проверки качества LCD-панелей.

Использование оптического контроля обеспечивает высокое качество продукции, значительно уменьшает количество возвратов и увеличивает надежность LCD-панелей. Устройство для AOI осуществляет несколько проверок, включая проверку на техническую точность, проверку зазора в зоне склейки, отсутствие царапин, посторонних частиц и сколов. В AOI-системах применяются промышленные компьютеры, которые могут получать и обрабатывать изображения в высоком разрешении с помощью специального программного обеспечения с высокой точностью и эффективностью.

Промышленные компьютеры должны поддерживать несколько плат расширения и быть достаточно мощными, чтобы обрабатывать большие объемы изображений в высоком разрешении, полученных от промышленных камер видеонаблюдения подключенных к платам видеозахвата. В данном исследовании рассматривается конкретная задача и выбранное для ее решения оборудование.

Высокая скорость обработки HD-изображений

Оптическая обработка изображений включает в себя сбор, передачу и обработку HD-изображений, полученных с промышленных камер видеонаблюдения с помощью плат захвата изображений. Такие камеры делают десятки фотографий в секунду, это требует обработки огромных объемов информации, поэтому платы захвата должны быстро передавать данные на компьютер.

Старые порты PCI используются в промышленных компьютерах, но они не справляются с такими нагрузками, поэтому нужна современная альтернатива, упрощающая передачу. Для обработки получаемых данных необходим высокопроизводительный процессор.

Исходные данные должны обрабатываться с минимальной задержкой, так как они влияют на всю систему, уменьшают производительность и негативно воздействуют на процессы, в которых скорость играет важнейшую роль, например, на работу конвейерных линий. Процессор и оперативная память - это два основных компонента, влияющих на скорость устройства: быстрый процессор обрабатывает больше изображений за меньшее количество времени, а оперативная память хранит изображения на время их обработки. Эти элементы повышают производительность компьютера.

В современных промышленных компьютерах необходимы разъемы для нескольких плат расширения (в нашей задаче некоторые платы клиент уже выбрал, но они могут поменяться при дальнейшей разработке). Расширяемость - это не просто установка нескольких разъемов, а подбор специализированных разъемов под задачи клиента. Платы захвата изображений требуют высокой пропускной способности разъема, чтобы быстро передать информацию системе.

Обычные промышленные платы захвата изображений подключаются через разъем PCIe x4. Стандарт PCIe обеспечивает гибкость и быстроту передачи данных, однако оборудование клиентов не всегда оснащено такими разъемами, то есть требуется поддержка более старых стандартов. Иногда нашим клиентам нужно установить в систему три платы расширения PCI, поэтому компьютеры оснащаются минимум одним слотом PCIe x4 и тремя слотами PCI.

Высокопроизводительный процессор и большой объем оперативной памяти

На задней панели PXE-9S2 установлены три разъема PCIe x4, в которые можно установить процессорную плату. Разъем PCIe x4 имеет достаточную пропускную способность для передачи изображений в высоком разрешении. Наш клиент использовал одну плату расширения с четырьмя портами PoE для подключения четырех промышленных камер наблюдения высокого разрешения. Каждый канал PCIe позволял передавать большой объем данных. Был установлен процессор Intel® Core™ i7-4770S, который может обрабатывать несколько потоков видео в высоком разрешении и проводить их анализ без задержек. Для этой конкретной задачи энергоэффективность не была так важна, как вычислительная мощность, что значительно увеличило производительность системы.

PCIE-Q870-i2 - это полноразмерная процессорная плата PICMG 1.3 с разъёмом LGA 1150 для процессоров Intel® Core™ i7/i5/i3, Pentium® или Celeron® и чипсетом Intel® Q87. Мощный процессор - главное условие высокой производительности, поэтому для данной задачи был выбран процессор Intel® Core™ i7-4770S. Другой важный фактор высокой производительности - это достаточный объем памяти.  Поддержка четырех 240-контактных двухканальных DDR3 DIMM (1600/1333 МГц) суммарным объемом памяти до 32 Гб обеспечивает быструю и четкую работу приложений, требующих передачи большого объема данных.

На задней панели расположен один слот PCIe x16, три слота PCIe x4 и четыре слота PCI. Слоты PCIe x4 позволяют устанавливать платы расширения c высокими требованиями к производительности. В слоты PCI можно установить до четырех плат PCI. Они необходимы для установки плат старого стандарта. Слот PC Ie x16 не использовался в этой конкретной задаче, но в него можно установить видеокарту, как альтернативу использования стандартных графических возможностей процессорной платы.

Надежность и модернизируемость

Предложенная конфигурация системы имеет все необходимые для решения задачи клиента характеристики, в дальнейшем её можно будет перенастроить или изменить.

Встроенные графические возможности позволяют одновременно работать на двух мониторах без дополнительных расходов на платы расширения.

Мощный процессор и 32 Гб высокоскоростной оперативной памяти делают обработку данных быстрой и эффективной.

Гибкость системы позволяет выбирать различные процессоры, процессорные платы, изменять объем и частоту используемой памяти. Благодаря современной процессорной плате устройство будет применяться долгие годы, его можно будет модернизировать и расширить его функционал.

Наши клиенты использовали единую конфигурацию системы с гибкими возможностями расширениями, потому что её можно настроить в соответствии с решаемой задачей.

Слоты PCI поддерживают более ранние стандарты плат расширения, а слоты PCIe позволяют использовать платы расширения с высокой пропускной способностью, разъем P ICMG 1.3 обеспечивает совместимость с другими процессорными платами. Всё это делает систему совместимой с будущими моделями, а также обеспечивает качество и ремонтопригодность в течении всего срока службы.

«Ниеншанц-Автоматика» является генеральным партнером компании IEI на территории РФ, представляет всю линейку оборудования для автоматизации этого производителя и осуществляет информационную, техническую и сервисную поддержку.