I. Giới thiệu: Xử lý AI trong Tự động hóa và Robot
Trong lĩnh vực Robot học (Robotics) và Tự động hóa công nghiệp (Automation), khả năng xử lý thông tin thị giác và đưa ra quyết định nhanh chóng là một yêu cầu kỹ thuật quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu này, ASRock Industrial đã phát triển Dòng Industrial IoT Controller iEP-6010E/6020E Series – các bộ điều khiển biên (Edge Controller) sử dụng nền tảng NVIDIA Jetson Orin NX/Nano.
Các thiết bị này được thiết kế để cung cấp hiệu suất xử lý AI cao, khả năng điều khiển thiết bị cấp thấp chuyên dụng (như CANBUS), và độ bền cần thiết để hoạt động như bộ xử lý trung tâm cho các hệ thống robot và tự động hóa.
II. Hiệu suất xử lý AI: Chỉ số TOPS của Jetson Orin
Dòng iEP-6010E/6020E Series sử dụng các mô-đun NVIDIA Jetson Orin NX/Nano SOM (System on Module), được tối ưu hóa cho các tác vụ suy luận (inference) của AI tại biên.
1. Giải thích về hiệu suất TOPS
Hiệu suất AI của các bộ điều khiển này được đo bằng Tera Operations Per Second (TOPS), cho biết số lượng nghìn tỷ phép tính mà bộ xử lý có thể thực hiện mỗi giây:
- Jetson Orin NX 16GB: Hỗ trợ lên tới 157 SPARSE (78 DENSE) INT8 TOPS.
- Jetson Orin NX 8GB: Cung cấp hiệu suất lên tới 117 SPARSE (58 DENSE) INT8 TOPS.
- Jetson Orin Nano 8GB: Đạt 67 SPARSE (33 DENSE) INT8 TOPS.
- Jetson Orin Nano 4GB: Đạt 34 SPARSE (17 DENSE) INT8 TOPS.
(Lưu ý: “SPARSE” và “DENSE” là các kỹ thuật tính toán, trong đó “SPARSE” có thể tăng gấp đôi thông lượng trên các mô hình AI hỗ trợ cấu trúc thưa).
Hiệu suất này giúp các ứng dụng Robot thực hiện các tác vụ Thị giác Máy tính AI (AI Vision) như nhận dạng đối tượng, phân tích chuyển động, và định vị trong thời gian thực một cách hiệu quả, với mức tiêu thụ năng lượng thấp.
2. Kiến trúc Hệ thống
Các bộ điều khiển này được xây dựng trên Carrier Board (Bo mạch chủ mang) để hỗ trợ các mô-đun Jetson Orin NX/Nano SOM và tích hợp TPM 2.0 để bảo mật nền tảng. Bộ nhớ là LPDDR5 tốc độ cao (ví dụ: Orin NX 16GB có 16GB 128-bit LPDDR5).
III. Kết nối Chuyên dụng cho Tự động hóa: Giao thức CANBUS
Để tích hợp vào môi trường tự động hóa, các bộ điều khiển iEP-6010E/6020E Series được trang bị các giao diện điều khiển cấp thấp quan trọng.
1. Giao diện CANBUS
Dòng sản phẩm này hỗ trợ CANBUS Interface (Controller Area Network Bus).
- Kết nối ISC: Tính năng CANBUS được tích hợp thông qua ISC connector (một thiết kế I/O DB15).
- Đầu nối ISC này được thiết kế cho các giao diện I2C, SPI, CANBUS Interface và các chân nguồn.
CANBUS là giao thức tiêu chuẩn trong ngành Robot và Tự động hóa, cho phép các bộ điều khiển trao đổi dữ liệu hiệu quả với các bộ phận ngoại vi (ví dụ: động cơ, cảm biến) mà không cần mạng Ethernet phức tạp, đảm bảo khả năng điều khiển chính xác.
2. Kết nối và Cấp nguồn Linh hoạt
- PoE: Các SKU PoE của iEP-6010E/6020E Series tích hợp 2x cổng PoE (IEEE 802.3AF), cho phép cấp nguồn và truyền dữ liệu cho các camera hoặc cảm biến qua một cáp duy nhất. Dòng iEP-6020E Series còn có tùy chọn 4x cổng PoE (4PoE SKU).
- Mạng: Hỗ trợ 2x 1G LAN (một cổng từ SOM và một cổng từ Intel I210AT).
- Camera MIPI-CSI2: Các bo mạch chủ mang của dòng iEP-6010E/6020E Series còn có các đầu nối MIPI-CSI2 (Four Lane), cho phép kết nối trực tiếp với các camera chuyên dụng cho ứng dụng thị giác AI.
IV. Thiết kế Bền bỉ cho Môi trường Công nghiệp
Các bộ điều khiển này được thiết kế để triển khai trong môi trường nhà máy, nơi đòi hỏi độ bền và khả năng chống chịu cao.
1. Thiết kế Không quạt và Chống Sốc/Rung
- Không quạt và Chắc chắn (Fan-less and Rugged): Thiết kế không quạt giúp iEP-6010E/6020E Series chống lại bụi bẩn và giảm thiểu hỏng hóc cơ học.
- Kháng Rung/Sốc: Các thiết bị được thiết kế với tính năng Anti Shock and Vibration. Cụ thể, chúng chịu được 100G (Sốc, nửa sin 11ms) và 5 Grms (Rung, 5-500 Hz, 3 trục).
2. Nhiệt độ Hoạt động Rộng
Các SKU của dòng iEP-6010E/6020E Series hỗ trợ Wide Range Operating Temperature (Nhiệt độ hoạt động rộng).
- Các mẫu Jetson SOM có thể hoạt động từ -25°C đến 60°C khi được lắp đặt với SSD chuẩn nhiệt độ rộng (với luồng khí 0.5~0.8m/s).
- Nhiệt độ lưu trữ là -40°C đến 85°C.
iEP-6010E
V. Ứng dụng Thực tế: Tự động hóa Điều khiển Quy trình
Dòng iEP-6010E Series đã được áp dụng trong các giải pháp như Tự động hóa dựa trên Tác nhân AI (AI Agent-Based Automation).
- Sử dụng iEP-6010E Edge AI system với NVIDIA Jetson Orin NX, giải pháp này cho phép kiểm soát quy trình theo thời gian thực (real-time process control), bảo trì dự đoán, và tự động hóa quy trình.
- Hệ thống sử dụng các “Tác nhân AI” (AI Agents) để cung cấp các đề xuất thông minh dựa trên Mô hình Ngôn ngữ Lớn (LLM), giúp giảm sự phụ thuộc vào chuyên môn của người vận hành và cải thiện sự ổn định của quy trình.
VI. Kết luận
Dòng iEP-6010E/6020E Series của ASRock Industrial là một nền tảng Industrial IoT Controller phù hợp cho Robot và Tự động hóa thông minh. Bằng cách kết hợp hiệu suất TOPS cao từ NVIDIA Jetson Orin NX/Nano (lên đến 157 TOPS), thiết kế Fan-less và Rugged bền bỉ, cùng với giao diện CANBUS Interface chuyên dụng, ASRock Industrial cung cấp một bộ điều khiển biên với các tính năng chuyên dụng để giúp doanh nghiệp triển khai các ứng dụng tự động hóa AI.
Liên hệ và Tìm hiểu thêm
Để khám phá chi tiết Dòng iEP-6010E/6020E Series và cách chúng có thể hỗ trợ các dự án robot của bạn, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn kỹ thuật hoặc xem thêm các sản phẩm liên quan trên website của chúng tôi.
* TOPS và CANBUS
- TOPS (Hiệu suất AI): Hãy coi TOPS như “tốc độ suy nghĩ” của bộ xử lý AI. Một con số TOPS cao (như 157 TOPS) có nghĩa là bộ điều khiển có thể xử lý một lượng lớn thông tin hình ảnh (ví dụ: video từ camera) và nhận diện các vật thể gần như ngay lập tức. Điều này rất quan trọng để robot có thể “nhìn thấy” và “phản ứng” nhanh với môi trường xung quanh.
- CANBUS (Kết nối Robot): Đây là một giao thức giao tiếp rất tin cậy, giống như “hệ thống thần kinh” chuyên dụng trong xe hơi hoặc robot. Nó cho phép bộ não (Jetson Orin) gửi các lệnh điều khiển chính xác (như “xoay cánh tay 30 độ” hoặc “dừng lại”) đến các động cơ và nhận phản hồi từ cảm biến một cách nhanh chóng và không bị nhiễu.