В нашем обзоре мы покажем, как работает MIC-730AI и как его можно использовать
Обзор оборудования Advantech MIC-730AI
На передней панели блока Advantech расположены все входы/выходы - они являются важным фактором в периферийных системах такого типа. Двигаясь слева направо, мы видим кнопку питания и слот расширения внизу. Так же видим 16-битный блок DI/DO зеленого цвета. Рядом с ними два COM-порта. Оба порта LAN гигабитные. Один — Marvell 88E1512, а другой — Intel i210.
Также есть по два порта USB 2 и USB 3. Как вы видите с обеих сторон есть отверстия для нестандартных разъемов, которые помогают удерживать штекеры USB Type-A. Также присутствует видеовыход HDMI и точки подачи питания/заземления.
Весь блок имеет размеры 192 мм x 230 мм x 87 мм, и большая его часть является радиатором пассивного охлаждения. Он позволяет системе работать без вентиляторов при рабочих температурах до 55–60 °C в зависимости от режима.
Пассивный радиатор Advantech MIC 730AI
Этот радиатор в основном охлаждает SOM NVIDIA Jetson AGX Xavier.
SOM расположен на основной системной плате, которая также имеет такие же функции, как и порты, показанные выше.
NVIDIA Jetson AGX Xavier SoC разработана для обеспечения ускорения машинного зрения систем ИИ в одном чипе с восемью ядрами Arm v8.2 Carmel и ускорением кодирования/декодирования видео вместе с графическим процессором поколения Volta.
ЦП также получает 32 ГБ памяти LPDDR4X на модуле. В некотором смысле это не слишком отличается от версии чипа NVIDIA Apple M1, за исключением того, что NVIDIA фокусируется на видео для ИИ, а Apple — на рынке настольных ПК. Ядра CPU NVIDIA не слишком быстрые, целочисленная производительность примерно такая же, как у Intel Xeon E3-1240. С другой стороны, GPU поколения Volta означает, что мы получаем встроенные тензорные ядра. Этот процессор не предназначен для замены настольных ПК, скорее CPU создан для использования GPU и ускорителей.
Advantech MIC 730AI NVIDIA Jetson Lscpu Ubuntu 18.04 LTS NVIDIA Desktop 800
Вот краткая схема расположения ЦП NVIDIA Jetson AGX Xavier. Можно увидеть 2 МБ кэш-памяти L2 на два ядра NVIDIA Arm Carmel, а затем общий кэш L3 объемом 4 МБ.
На нижней стороне материнской платы расположено множество внутренних входов/выходов расширения. Обычно мы начинаем сверху и переходим к низу, но здесь мы будем двигаться снизу вверх.
На нижнем краю в нашем обзоре находится плата питания постоянного тока. Вероятно, вы видели вход питания постоянного тока в разделе обзора портов. Это внутренняя сторона этого разъема. Для некоторых читателей, менее сведущих во встраиваемых системах, отметим, что адаптер переменного тока для настольного использования можно использовать даже с промышленным разъемом питания, а не с бочкообразным. Промышленная версия просто разработана для большей надежности и предотвращения случайного извлечения.
Над этой платой питания находится подключение к основной печатной плате. Над ней находятся слоты расширения PCIe x8 и x16, но для их использования необходимо изучить опции, которых у нас не было для тестирования.
Слот расширения Advantech MIC 730AI
Слева вверху есть небольшая особенность, на которую мы хотели бы обратить внимание. Под внутренней кнопкой сброса находится порт OTG MicroUSB, который можно не заметить при беглом взгляде на фотографию.
На правой стороне находятся разъемы SATA для передачи данных и питания.
Можно добавить 2,5″ диск, такой как SSD, подключив кабели к этим разъемам. Сама система имеет только 32 ГБ стандартной памяти eMMC, так что это может весьма важно.
На верхней грани материнской платы в нашем обзоре слева находится слот для карт памяти SD. Там же находится слот MiniPCIe белого цвета. Затем мы получаем слот M.2 2280 (80 мм) для накопителей NVMe.
С операционной точки зрения важно, чтобы в системе не было вентиляторов. Вентиляторы в промышленных условиях могут загрязняться и стать причиной отказа работы системы, поэтому пассивное охлаждение является более предпочтительным вариантом. Важно отметить, что это устройство использовалось уже несколько раз. На некоторых металлических панелях виден износ, как, например, в углах на фотографии ниже. Несмотря на это, система по-прежнему отлично работает.
Тем не менее мы хотели попытаться воссоздать пример использования подобной системы. Далее мы собираемся превратить студию STH в текстильную фабрику.
Оптическое распознавание с Avantech MIC-730AI и Smasoft
Когда мы решили сделать этот обзор, одним из главных вопросов, который возник, был «и что дальше?» Обычно у нас есть раздел производительности, но производительность процессора больше похожа на Xeon E3-1240, что выглядит не так интересно. По уровню производительности система с пассивным охлаждением и мощностью 30 Вт никогда не достигнет уровня процессоров мощностью 280 Вт и графических процессоров мощностью более 500 Вт, распространенных сегодня. В результате мы решили превратить нашу студию в фабрику по инспекции текстиля.
Вот общая установка. Особая благодарность сотрудникам Advantech и Smasoft за помощь - мы знали что хотим продемонстрировать в решении и они очень помогли с реализацией этого проекта.
Advantech MIC 7700 MIC 730AI
Как вы видите - у нас не одно, а два устройства Advantech. Наряду с MIC-730AI на базе NVIDIA Jetson, у нас было решение Advantech MIC-7700 на базе Intel, работающее под управлением Windows и программного обеспечения Smasoft.
Отметим, что MIC-7700 был довольно шумным и использовал вентиляторы, так что это разные классы встраиваемых систем. Основная идея заключается в том, что соотношение Advantech MIC-730AI и x86-блока необязательно должно быть 1:1. Вместо того чтобы добавлять дорогие и энергоемкие GPU в каждую систему, можно использовать и масштабировать решения на базе Jetson.
Камера Advantech MIC 730AI
Далее у нас есть камера. Это промышленная камера с PoE, которая зафиксирована на подставке. Существует множество способов получения питания и у компании Advantech также есть решения PoE, но здесь у нас простой инжектор PoE.
Программное обеспечение Smasoft также использовало камеру. Обычно это устанавливается на производственной линии, но в нашем случае IP-камера устанавливается на испытательном стенде, чтобы мы могли ее сфотографировать.
Под камерой у нас есть кольцевая лампа чтобы получить достаточно света для камеры.
Под ним находится пространство, где мы запускаем нашу "текстильную линию", а также образец страницы OCR (оптическое распознавание символов), которая освещается светом и снимается камерой. Затем решение Smasoft использует эту установку для идентификации символов.
Ткань расположена под камерой. Можно представить, что ткань проходит мимо камеры по длинной линии, но для демонстрации у нас здесь только небольшой кусок.
Решение Smasoft может идентифицировать дефект ткани или определенный набор текста из демонстрации OCR, а затем выполнить действия на линии для маркировки того, что проходит через нее.
Такую маркировку можно использовать для автоматизированного отбора дефектной детали с линии. У нас не было робота- манипулятора. К счастью, у Smasoft был эмулятор для руки робота, который может выполнять отбор на основе OCR/распознавания изображений.
Робо-рука Advantec Smasoft
В целом, это довольно интересное решение и вы можете представить как будет выглядеть комплексное решение больших масштабов. У компании Smasoft есть решения для различных отраслей промышленности, основанные на вычислительных платформах Advantech таких, как задействованный в нашем проекте MIC-730AI.
Энергопотребление и уровень шума Advantech MIC-730AI
Небольшое замечание: при питании от сети переменного тока 120 В мы наблюдали энергопотребление до 30 Вт в нашей демонстрации. Линейка NVIDIA Jetson имеет настраиваемое TDP, поэтому можно снизить энергопотребление за счет некоторой производительности. Хотя 30 Вт - это максимум, в режиме простоя мы наблюдали значение ближе к 15 Вт.
Блок питания постоянного/ переменного тока Advantech MIC 730AI FSP
Что касается шума, то это устройство было очень тихим. У нас было пассивно охлаждаемое шасси с пассивно охлаждаемым внешним адаптером переменного тока FSP. В окружающей среде с уровнем шума 24 дБа мы не смогли зарегистрировать даже 1 дБа прироста от шума катушки на нашем надежном шумомере Extech, поэтому для наших целей мы будем называть это устройство бесшумным.
Заключение
В целом, это было интересное решение для обзора. Мы хотели дать лучшее представление не только о физическом решении, но и о том, как оно используется. Действительно, популярная платформа NVIDIA Jetson AGX Xavier выходит за рамки комплекта разработчика и может быть расширена.
Пассивный радиатор Advantech MIC 730AI
В настоящее время мы находимся в состоянии, когда пристальное внимание уделяется границам систем и, в частности, использованию обученных моделей ИИ. Сейчас искусственный интеллект уже не диковинка, а предмет ежедневного применения и это отличное поле применения для MIC-730AI.
В целом, это очень крутое решение. Наличие безвентиляторной встраиваемой платформы, предназначенной для широкого спектра сред, означает, что можно вывести вычисления с GPU-ускорением на границы.