Mit IPCs von DFI
Edge-Designs für Fabrik, Fahrzeug und Medizin
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Hohen Anforderungen gerecht werden
Die Anforderungen der AMR sind seit der Corona-Pandemie rapide gestiegen. Ein europäischer Hersteller hat eine Serie von automatischen Transportrobotern auf den Markt gebracht, die 100 bis 1000 kg tragen können. Ursprünglich wurde Intels IPC »NUC« aufgrund seiner kompakten Größe als Herzstück für den AMR gewählt. Weil der NUC jedoch für den Consumer-Markt konzipiert ist, kann er die folgenden Anforderungen des AMR-Herstellers nicht erfüllen:
- hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
- mehrere Sensorschnittstellen, z. B. RS-422 für Laserscanner
- keine Leistungseinbußen aufgrund Vibration und Signalstörung
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Aufgrund der nicht optimalen Eigenschaften des NUC wählte der AMR-Hersteller die kompakte »EC70A-SU/EC70A-KU«-Serie (Bild 3) von DFI. Der AMR des europäischen Herstellers integriert eine Vielzahl von Sensoren. Hierunter Tiefenkameras und Laserradare zum Bestimmen der Position, Laserscanner zum Vermeiden von Kollisionen im Fernbereich und Ultraschallsensoren zum Erkennen von Kollisionen im Nahbereich.
Die kompakte EC70A-SU/EC70A-KU-Serie von DFI ist energieeffizient, langlebig und stabil, außerdem bietet sie viele I/O-Schnittstellen, die von Sensoren über drahtlose Netzwerke bis hin zu Stromversorgungen reichen. Einige Eigenschaften des Rechners sind:
- 6. und 7. Generation Intel-Core-Prozessoren
- 4/8 GB DDR4-Speicher onboard
- 2,5 Zoll SATA-3.0-Laufwerksschacht
- 2 Mini-PCIe-Schnittstellen für WiFi/Bluetooth/LTE
- Schnittstellen wie: 2 LAN, bis zu 6 COM, 4 USB 3.0
- 15 Jahre CPU-Support bis Q3 2030 (basierend auf Intel-Roadmap)
Die Leistung der Core CPU der 6. und 7. Generation ermöglicht einem AMR das Berechnen von Algorithmen für Machine Vision und Kartenrekonstruktion in Echtzeit. Zudem erleichtert der x86-Befehlssatz das Entwickeln der Software sowie das Anpassen der grafischen Benutzeroberfläche (GUI). So ist der AMR beispielsweise direkt von einem entfernten Computer oder sogar einem Smartphone über ein drahtloses Netzwerk zu bedienen. Hiermit ist keine komplizierte Konsolenverwaltung erforderlich. Die IPC-Serie treibt den AMR mit geringer Leistungsaufnahme an und erreicht mit einer Batterieladung eine lange Betriebszeit von 8 bis 10 Stunden und eine Reichweite von bis zu 20 km, außerdem eine maximale Geschwindigkeit von 2,0 m/s.
Intelligente Technik für Kliniken
Neben der Produktion und Lagerverwaltung sind IPCs im medizinischen Bereich Usus. Zum Beispiel bei der intelligenten Gesundheitsversorgung in Kliniken. Obwohl die meisten intelligenten Applikationen auf große Krankenhäuser abzielen, steigt die Nachfrage ebenso in kleinen und mittelgroßen Krankenhäusern und Kliniken. Zum Beispiel im Bereich der Zahncomputertomographie, Hautdiagnose oder bei biologischen PCR-Tests.
Um die Kliniken mit entsprechenden Applikationen auszustatten, bieten sich kleine Industrie-PCs an, da der Platz sehr begrenzt ist. Intelligente Geräte, die ein Industrie-PC antreibt, können den physiologischen Zustand des Patienten schnell erkennen – so können die Ärzte die Behandlung schnell beurteilen. Kleine Computer mit High Dynamic Range (HDR) liefern darüber hinaus hohe Kontraste, um jedes kleine Detail auf den CT-Scans oder Diagnosebildern zu zeigen. Hiervon profitiert nicht nur der Arzt, indem er die Zahl der Fehldiagnosen verringert, sondern ebenso der Patient, indem er eine bessere medizinische Behandlung erhält.
Ein Beispiel ist der Cone Beam Computerized Tomography (CBCT)-Scanner eines japanischen Herstellers. Der Scanner kann bis zu 600 Bilder erzeugen und die Zahnstruktur mit 3D-Bildgebungstechnik rekonstruieren, um viele Details zu liefern – mit weit weniger Strahlenbelastung als bei einem herkömmlichen CT. Jedoch erfordert die 3D-Rekonstruktion aus einer großen Anzahl von Bildern komplizierte Algorithmen. In Anbetracht der Lebensdauer und Stabilität des Geräts, ist das CBCT des japanischen Herstellers mit dem kompakten, lüfterlosen IPC »EC500-SD« von DFI ausgestattet. Er ermöglicht eine sehr gute Bildrekonstruktion und gewährleistet, dass jedes Detail sichtbar ist. Seine Eigenschaften sind:
- 6. und 7. Generation Intel Q170-Chipsatz
- Unterstützt DDR4-SODIMM-Speicher mit bis zu 32 GB
- Display-Schnittstellen: VGA, DVI/HDMI und HDMI/DP
- 2 Mini-PCIe-Schnittstellen für mSATA/WiFi
- 2 LAN, 4 COM, 4 USB 3.0 und 2 USB 2.0
- 15 Jahre CPU-Support bis Q4 2030 (basierend auf Intel-Roadmap)
Zusätzlich liefert DFI den EC500-SD als »EC500-CS« mit dem aktuellen Core-Prozessor der 8. Generation.
Neue Infotainment-Landschaft im Fahrzeug
Neben der Medizintechnik sind autonome und Elektrofahrzeuge ein weiterer Einsatzbereich für intelligente Geräte – entsprechendes Infotainment eingeschlossen. Mit zunehmender Reife der Fahrassistenzsysteme, steigt die Nachfrage nach Audio- und Videotechnik im Auto stark an. Zum Beispiel im aktuellen Modell des Tesla: ein PC und ein hochauflösendes Touch-Panel sind als zentrales Display integriert. Hierüber laufen alle Funktionen – vom Einstellen der Klimaanlage, dem Abspielen von Videos oder dem Herstellen einer Verbindung des Smartphones für (Video)-Telefonie.
Im Rahmen des Trends wird der Innenraum eines Autos voraussichtlich zum »zweiten Wohnzimmer« oder »erweiterten Büro«. Allerdings liegt der Schwerpunkt weiterhin auf der Datensynchronisation zwischen den Infotainment-Geräten im Auto und dem Computer zu Hause oder im Büro. So können Benutzer zum Beispiel ihre unerledigte Arbeit im Auto fortsetzen.
Um die Geräte aus den beiden »Wohnzimmern« oder »Büros« zu integrieren, dienen kompakte Industrie-PCs mit »E-Mark«-zertifizierter Schwingungsdämpfung, einem Temperaturbereich von -40 bis 80 °C und einer Stromversorgung über die Zündung. Sie tragen dazu bei, dass das bordeigene Infotainment-System auf allen Arten von Strecken und unter allen Szenarien stabil funktioniert. Außerdem bringen die Infotainment-Trends im Fahrzeug das Konzept der Over-the-Air (OTA)-Updates mit sich.
Als Mitglied der Mobility in Harmony Alliance (MIH), einer offenen Plattform für Elektrofahrzeuge, plant DFI, das Infotainment-System im Fahrzeug zu erweitern: mit dem »VC70A-TGU« Embedded-System, das ausreichend Rechenleistung und 5G-Breitbandkommunikation für Videostreaming bietet. Mithilfe von bis zu drei unabhängigen 4K-Displays, kann DFI sowohl die Technik zentral steuern sowie die Bedürfnisse nach Entertainment der Fahrgäste erfüllen. So enthält der IPC zum Beispiel Intels Core-Prozessoren der 11. Generation, 5G-Support und ermöglicht den Anschluss von drei unabhängigen Displays.
Intelligente Applikationen fördern
Neben der Fabrikautomation, der intelligenten Gesundheitsfürsorge in Kliniken sowie Infotainment-Paketen in Fahrzeugen, setzen immer mehr Branchen auf Industrie-PCs im Kleinformat. So unterscheiden sich die benötigten Schnittstellen und I/Os von Gerät zu Gerät. Sprich, jeder Industrie-PC sollte für eine bestimmte Applikation maßgeschneidert sein. Meistens stellen Entwickler außerdem fest, dass die Spezifikation entweder nicht den Anforderungen entspricht oder Änderungen erfordert, insbesondere bei innovativen Applikationen. Dennoch ist die Zusammenarbeit zwischen den Entwicklern und dem Computeranbieter bei der Integration der Applikation entscheidend und hängt stark von der Projekterfahrung beider Seiten ab.
Jarry Chang ist Senior Director Product Center bei DFI. Er unterstützt die Geschäftsführer bei strategischen Entscheidungen für die Produkt- und Marktentwicklung. Im Rahmen seiner Tätigkeit leitet er seine Mitarbeiter beim Planen, Designen und Entwickeln von innovativen KI-Edge-Computing-Anwendungen.
E-Mail: inquiry@dfi.com
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