CONNECT TECH：先進(jìn)的GMSL連接，賦能工業(yè)自動(dòng)化

約四成倉(cāng)庫(kù)存在人手不足的情況¹，加之能源效率法規(guī)日趨嚴(yán)格和自動(dòng)化帶來的安全顧慮，制造企業(yè)面臨前所未有的壓力。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，許多企業(yè)越來越多地采用機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)，以增強(qiáng)靈活性、降低成本，維持安全高效的運(yùn)營(yíng)。

這些智能機(jī)器本身也存在諸多挑戰(zhàn)：不僅要在極端溫度、灰塵、沖擊/振動(dòng)下可靠運(yùn)行，還要處理高精度的實(shí)時(shí)視覺數(shù)據(jù)。此外，對(duì)高分辨率、多攝像頭視覺導(dǎo)航技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)，而數(shù)據(jù)傳輸能力受限，系統(tǒng)可能因此出現(xiàn)性能瓶頸。

這類視覺系統(tǒng)需要支持多種多樣的機(jī)器人應(yīng)用和類型，因此不太容易創(chuàng)建模塊化、可擴(kuò)展、可根據(jù)具體應(yīng)用需求定制的平臺(tái)。

Connect Tech是一家專注于工業(yè)應(yīng)用嵌入式邊緣AI硬件的頭部企業(yè)，就曾遇到過這樣的難題。幸運(yùn)的是，Connect Tech長(zhǎng)期信賴的合作伙伴ADI公司提供了下一代連接解決方案——千兆多媒體串行鏈路(GMSL?)。

“我們與ADI合作后，增強(qiáng)了Connect Tech為先進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)提供高性能GMSL連接的能力。這種合作使我們的客戶能夠憑借可靠、可擴(kuò)展的解決方案達(dá)到更高的自動(dòng)化水平。”

Rob Callaghan  首席產(chǎn)品官 | Connect Tech

信息速覽

公司

Connect Tech是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域堅(jiān)固耐用型嵌入式邊緣AI硬件的領(lǐng)先制造商。Connect Tech專注于緊湊、耐用型解決方案，擁有一支敏捷的工程團(tuán)隊(duì)，可在現(xiàn)成產(chǎn)品無法滿足需求時(shí)提供定制設(shè)計(jì)。Connect Tech致力于創(chuàng)新和客戶成功，力求超越客戶期望，不斷邁向新高度。

目標(biāo)

開發(fā)攝像頭視覺子系統(tǒng)和平臺(tái)，以處理攝像頭視覺技術(shù)和來自多個(gè)高分辨率攝像頭的數(shù)據(jù)，幫助智能工廠、農(nóng)業(yè)和采礦等傳感器密集型應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化和無縫的機(jī)器對(duì)機(jī)器互操作。

挑戰(zhàn)

Connect Tech需要確定性、高速、低延遲的視頻鏈路，以支持多個(gè)距離處理器較遠(yuǎn)的高分辨率攝像頭。為此，需要高帶寬視頻鏈路來將數(shù)據(jù)傳輸至處理器，最好使用標(biāo)準(zhǔn)互連以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。相關(guān)應(yīng)用常常存在空間限制，例如在機(jī)械臂中空間狹小，因此盡量減少布線所占空間至關(guān)重要。

解決方案

GMSL是一種性價(jià)比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可擴(kuò)展的串行器和解串器(SERDES)技術(shù)，旨在將高速視頻鏈路性能提升到全新水平。它為基于攝像頭和顯示屏的應(yīng)用提供可靠的高分辨率數(shù)字視頻傳輸，支持同軸電纜供電(PoC)，適用于空間、重量和尺寸受限的應(yīng)用。

到2030年，熟練制造工人短缺預(yù)計(jì)達(dá)210萬(wàn)²

移動(dòng)機(jī)器人和固定機(jī)器人能夠填補(bǔ)勞動(dòng)力缺口、降低成本并幫助提高效率，但制造商在規(guī)劃工廠中機(jī)器人的布局時(shí)，必須審慎選擇合適的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、視覺技術(shù)、連接設(shè)備和電源。

長(zhǎng)期關(guān)系和持久影響

自2016年以來，ADI一直是Connect Tech信賴的合作伙伴，通過高性能、可靠的DC-DC電源和視頻鏈路(GMSL)解決方案，為Connect Tech的攝像頭視覺解決方案賦能。

GMSL技術(shù)讓Connect Tech方案相較競(jìng)爭(zhēng)解決方案具備兩大顯著優(yōu)勢(shì)：更快的速度（GMSL3為12 Gbps，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手串行鏈路的正向通道速度約為7 Gbps）；自適應(yīng)均衡，確保信號(hào)完整性，能夠在長(zhǎng)距離、惡劣環(huán)境和電纜老化/彎曲的情況下穩(wěn)健運(yùn)行。此外，GMSL也是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的解決方案，視頻、音頻、控制、數(shù)據(jù)和供電全都可以在單個(gè)通道上傳輸。

而且，由于ADI控制著GMSL的發(fā)展規(guī)劃，因此Connect Tech可以共同開發(fā)一些特性來支持創(chuàng)新或簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，從而降低成本并加速產(chǎn)品上市。因此，Connect Tech能夠快速擴(kuò)展和定制產(chǎn)品系列，以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

依托連接快速通道，加快推進(jìn)自動(dòng)化

ADI的GMSL技術(shù)現(xiàn)已發(fā)展到第三代(GMSL3)，支持在長(zhǎng)距離下進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，成為Connect Tech高性能、堅(jiān)固耐用、工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的理想解決方案。

Connect Tech的GMSL3攝像頭平臺(tái)是一個(gè)擴(kuò)展板，可將最多8個(gè)攝像頭連接到Jetson AGX Orin系統(tǒng)模塊(SoM核心板)?？紤]到市面上存在許多不同類型的GMSL攝像頭，該平臺(tái)為用戶提供了可選配置，以適應(yīng)不同工作頻率的GMSL3協(xié)議接口。

結(jié)合Connect Tech的Anvil-RX加固型系統(tǒng)，該解決方案能夠在極端環(huán)境下執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)，提供可靠且高帶寬的視覺處理。它支持多個(gè)GMSL3攝像頭輸入，非常適合AMR、農(nóng)業(yè)、采礦和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。

Connect Tech的Anvil-RX加固型系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的解決方案與GMSL配合使用

“Connect Tech正將攝像頭、GMSL和NVIDIA SoM（系統(tǒng)模塊）集成到一個(gè)穩(wěn)健的視覺系統(tǒng)中。GMSL充當(dāng)‘連接快速通道’。它被整合到一個(gè)能夠處理GMSL所傳輸全部數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，因而成為一種理想且強(qiáng)大的物理層，對(duì)基于視覺的自主系統(tǒng)（如AMR）非常有用。”

Preyksha Rajan   現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用高級(jí)工程師 / ADI公司

CONNECT TECH的自動(dòng)化應(yīng)用采用GMSL

ADI GMSL：通過單一通道，傳輸實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)和感知數(shù)據(jù)

ADI的GMSL3是一種高速SERDES解決方案，能夠通過單根線纜，以微秒級(jí)延遲傳輸超高分辨率視頻、音頻、控制信號(hào)和供電。憑借每通道高達(dá)12 Gbps的傳輸速度，它在簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，支持在自動(dòng)化、機(jī)器人、農(nóng)業(yè)和制造業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的AI驅(qū)動(dòng)視覺。所有GMSL器件也都符合AECQ-100車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

攝像頭/傳感器至處理器

處理器至顯示器

GMSL3支持復(fù)雜的視頻路由、ASIL-B功能安全和診斷，同時(shí)滿足嚴(yán)格的EMI/EMC標(biāo)準(zhǔn)以增強(qiáng)安全性。GMSL3具有低延遲和精密同步特性，有助于實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、缺陷檢測(cè)和精確取放操作。GMSL3已在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的汽車鏈路中部署，具備可擴(kuò)展性，適用于工業(yè)、醫(yī)療健康、航空航天和消費(fèi)電子應(yīng)用，能夠推動(dòng)更智能的決策、減少停機(jī)時(shí)間并提升安全性和可持續(xù)性。

GMSL連接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

面向先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的視覺和連接技術(shù)

在制造業(yè)持續(xù)面臨人員短缺、法規(guī)日益嚴(yán)苛、生產(chǎn)效率提升壓力、AI迅猛發(fā)展等挑戰(zhàn)的背景下，Connect Tech與ADI迎難而上，直面挑戰(zhàn)。借助GMSL3連接解決方案，Connect Tech成功彌合了技術(shù)與需求間的鴻溝，使日趨復(fù)雜的視覺技術(shù)能夠滿足對(duì)于可靠、高性能、自適應(yīng)AMR的需求，對(duì)于工業(yè)制造等頗具挑戰(zhàn)性的環(huán)境意義重大。

參考文獻(xiàn)

¹ “2024 State of Warehouse Labor Report”，Instawork。

² “Creating Pathways for Tomorrow’s Workforce Today: Beyond Reskilling in Manufacturing”，Deloitte Insights，美國(guó)制造業(yè)研究所，2021年5月。