各種の組込みシステムに最適なコンピューター・オン・モジュール（COM）の解説と一覧

 

コンガテックでは、さまざまな産業用アプリケーションの要件に対応する、広範なコンピューター・オン・モジュールとそのエコシステム（関連製品）をご用意しています。

ここでは各アプリケーションの概要と、それに適したコンピューター・オン・モジュールをご紹介いたします。

 

１．エッジサーバーに最適なコンピューターモジュール

２．エッジビジョンAIに最適なコンピューターモジュール

３．次世代ロボットの設計に最適なコンピューターモジュール

４．組込みAI/フィジカルAI に最適なコンピューターモジュール

５．産業用IoT（IIoT）に最適なコンピューターモジュール

６．厳しい環境向けのコンピューターモジュール

 

 

１．エッジサーバーに最適なコンピューターモジュール：サーバー・オン・モジュール（SOM）

 将来的にはクリティカルなインフラストラクチャーの半数が、エッジに設置されると予測されており、エッジコンピューティングの市場は、急速に成長することが見込まれています。 このセグメントの最大のサブマーケットの1つは、5Gテクノロジーなどのテレコミュニケーションの分野です。 この分野では高帯域幅のデータを扱うため、エッジにおいてより高いパフォーマンスが必要になります。 これまでのモバイル通信規格に比べて基地局がカバーするエリアが狭くなり、管理できるデバイスの数も少なくなるため、必要な基地局の数は増大します。 エッジコンピューティングの需要は、銀行や金融セクターでも増加すると予想されています。 これは、より高速な決済端末が普及し、非接触型テクノロジーの急増に伴い、トランザクションの数が増加するためです。

 このように、さまざまなアプリケーションにおいて、クラウド経由での処理で問題となっていた、レイテンシーの低減や、エネルギーを大量に消費する長距離データ トラフィックを削減することの必要性が高まっていることによって、エッジでのサーバーテクノロジーの導入が急速に進んでいます。 しかし、エアコン完備のサーバールームとは異なり、エッジの環境条件は過酷なことが多く、通常、設備への投資は長期間に渡るため、非常に堅牢で長期的に使い続けられるソリューションが必要になります。 このようなエッジサーバーのニーズに対応するために、標準化組織のPICMGは、ヘッドレスのコンピューター・オン・モジュールであるCOM Express Type 7と、その上位機種と位置付けられるCOM-HPC Server という２つの規格を策定しました。 これらの規格をベースとしたサーバー・オン・モジュール（SOM）は、システム開発者にとても効率的な設計基盤を提供します。 さらに、次世代のシステムに移行するときには、モジュールを交換するだけでパフォーマンスを容易に向上させることができるため、トータルの運用コストを大幅に削減することができます。

 COM-HPC 規格には、ヘッドレスで高性能の Server タイプと、グラフィックスを搭載した Client タイプの2つのサブ規格があります。 Server タイプの形状は Size D（160 x 160 mm）と、Size E（200 x 160 mm）の２種類が定義されており、COM Express よりも大きくなっているため、より多くのメモリーを搭載することができるのと同時に、より多くの電力を使うことができます。 また、さまざまなプロセッサーやFPGAなどの搭載も想定されており、最新の高速インターフェースにも対応しています。 さらにサーバーとして機能させるために IPMI のサブセットによるリモートマネージメント機能も実装しているため、エッジサーバーに最適なプラットフォームとなっています。

 COM Express は、今後も新しい製品がリリースされ、長くサポートされる規格ですが、COM-HPC は COM Express では対応することのできなかった大規模なワークロードを、過酷な環境のエッジで処理するといったアプリケーションに採用されることが期待されています。

 

エッジサーバーに最適なコンピューターモジュール製品一覧

COM-HPC Server 製品

・ conga-HPC/sILH: インテル Xeon D-2700/2800（Ice Lake D）搭載 COM-HPC Server Size D、メモリー：最大512GB、DDR4

・ conga-HPC/sILL: インテル Xeon D-1700/1800（Ice Lake D）搭載 COM-HPC Server Size D、メモリー：最大256GB、DDR4

 

COM Express Type 7 製品

・ conga-B7E3: AMD EPYC Embedded 3000搭載 COM Express Type 7 Basic、メモリー：最大96GB、DDR4

・ conga-B7Xl: インテル Xeon D-1700/1800（Ice Lake D）搭載 COM Express Type 7 Basic、メモリー：最大128GB、DDR4

 

 

２．エッジビジョンAIに最適なコンピューターモジュール

 近年、自動運転車や監視カメラ、協調型ロボットなど先進的なアプリケーションにおいて、AIとエンベデッドビジョンを組み合わせて使うことがますます増えてきています。 そして、アプリケーションの開発者は、専用のエッジコンピューティング ソリューションに特に高い関心を寄せています。 これはAIを使ったシステムにおいて、画像情報に基づいてリアルタイムに意思決定をおこなうための重要なポイントです。 クラウドを経由した分析は時間がかかるうえ、ネットワークの状態に大きく依存します。 一方、エッジで処理する場合は、その場で数分の1秒の間に画像データを取得し評価することができます。

 コンガテックは、AI エンベデッドビジョン アプリケーションに最適な、NXP i.MX 8 Plus プロセッサー搭載のコンピューター・オン・モジュールを2種類のフォームファクターで提供しています。 ひとつは、SMARC準拠の 「conga-SMX8-Plus」 で、もう一つは Qseven準拠の 「conga-QMX8-Plus」 です。 エッジでのディープラーニングや機械学習に必要なコンピューティング パワーを提供するためには、ニューラル・プロセッシング・ユニット（NPU）が不可欠です。 NPU は画像とパターンの分析に優れており、AIを使ったエンベデッドビジョン システムの心臓部です。 i.MX 8M Plus プロセッサーには、機械学習に適するように、高性能なNPUが内蔵されています。 4つのArm Cortex-A53コアとArm Cortex-M7コントローラーを組み合わせることにより、 最大2.3 TOPSを達成します。 さらに、高解像度の画像とビデオをリアルタイムで並列処理するためのイメージ・シグナル・プロセッサー（ISP）も搭載されています。 画像を取得しながら同時に前処理をおこなうことができるため、 NPUは後処理でさらに正確な画像処理結果を得ることができます。

 コンガテックの SMARC モジュールや、Qseven モジュールは、すぐに評価、開発を始められるように、評価用キャリアボードを提供しており、SMARC用には、量産にも対応するアプリケーション キャリアボード 「conga-SMC1/SMARC-ARM」 も提供しています。

 また、COM-HPC Mini (95 x 70 mm) モジュールの 「conga-HPC/mRLP」 は、第13世代 インテル Core プロセッサー（Raptor Lake-P）を搭載し、最大64GBのDDR5メモリーを直付け実装しています。インテル ディープラーニング・ブースト (VNNI) による AI アクセラレーションもサポートしているため、AIビジョンへの応用が期待されます。

 AIビジョンの需要は、農業での熟した果実の選別や、製造業での製品検査の自動化、あるいは小売店のレジでのショッピングカート内の商品識別のみならず、過酷な環境でのニーズも高く、風力発電のタービンの監視や生産プロセスの安全にかかわるビデオ監視など、さまざまな分野においてエッジベースのAIソリューションがますます求められています。 これらのニーズに対応するために、動作検証され必要なドライバーやソフトウェアが用意されたコンガテックのコンピューター・オン・モジュールをベースとしたソリューションをお役立てください。

 

エッジビジョンAIに最適なコンピューターモジュール製品一覧

SMARC 製品

・ conga-SMX95: NXP i.MX 95 プロセッサー搭載 SMARC、メモリー：最大16GB、LPDDR5 直付け

・ conga-SMX8-Plus: NXP i.MX 8M Plus搭載 SMARC、メモリー：最大6GB、LPDDR4 直付け

 

Qseven 製品

・ conga-QMX8-Plus: NXP i.MX 8M Plus搭載 Qseven、メモリー：最大6GB、LPDDR4 直付け

 

COM Express 製品

・ conga-TC300: インテル Core Series 3（Wildcat Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

 

COM-HPC Mini 製品

・ conga-HPC/mPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

・ conga-HPC/mRLP: 第13世代インテル Core（Raptor Lake-P）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大64GB、DDR5 直付け

 

 

３．次世代ロボットの設計に最適なコンピューターモジュール

AIの進化とセンサー技術の進歩にともなってロボットはよりスマートになり、状況を認識して自律的に動作するようになってきており、ロボットの適用範囲が飛躍的に拡大しています。 そのため市場ではロボットへの期待と要求がますます高まると同時に、さまざまな業界にビジネスチャンスが広がってきています。

たとえば、自律型ロボットの一つの目標は、大規模な産業プラントや建設現場など、平坦ではない敷地で、最先端の自律性と移動性を活用することによって、熟練した人間と同じように複雑なタスクを実行できるようにすることです。 これにより、作業者を危険な環境から解放し、データ取得の精度と信頼性を向上させることが可能になります。 そのような自律型ロボットの適用範囲としては、洋上風力発電所、石油掘削、鉱山、および通路に障害物がある産業施設などの、厳しく険しい場所が想定されます。

自律型ロボットシステム（ARS: Autonomous Robotic Systems）は、広範な状況を認識して安全かつ確実に動作するために、さまざまな知覚センサーにより大量のデータを収集し、迅速に解析する必要があります。 このローカリゼーション（自己位置推定）と、マッピング（環境地図作成）の同時実行（SLAM: Simultaneous Localization and Mapping）は非常に複雑で、動的な環境でも機能する必要があり、障害物を検知して地形情報収集し、経路を決定しなければなりません。 その移動のタスクに加えて、ミッションも遂行しなければならず、多くのタスクを同時実行できるだけのコンピューティングパワーが必要になるため、ひとつのコア上で複数のサブタスクを分離実行させるための仮想化が必要なケースもあります。 このようなアプリケーションを、短期間で開発コストを抑えて構築するために、COM Express や COM-HPC などのコンピューター・オン・モジュールを活用するケースが増えてきています。 コンピューター・オン・モジュールは、プロセッサーやメモリー、高速インターフェースなども含め、すべての主要な部品が搭載され、動作検証がおこなわれているため、システム開発者は複雑なプロセッサー周りの設計や検証をおこなうことなく、キャリアボードの設計に専念することができます。

コンガテックの COM Express や COM-HPC は、仮想化をサポートするRTSハイパーバイザーのほか、Linux、Windows、VxWorksなど、主要なRTOSに対して、必要なドライバーやファームウェアを含む包括的なボード・サポート・パッケージが提供されているため、アプリケーションソフトウェアの開発も容易になります。 コンガテックは、幅広い製品ポートフォリオと包括的なソフトウェア、技術資料、そして将来に向けたアップグレードパスを用意しており、長期の製品ライフサイクルを提供しているため、自律型ロボットのコンピューティング エンジンとして最適な選択肢になります。

 

コンガテックの幅広いレンジのコンピューター・オン・モジュールは、AMR（自律移動ロボット）のほか、コボット（協働ロボット）や 医療用ロボットなど、さまざまなロボットに採用されています。

次世代のロボット製品開発に役立つ無料の日本語版資料やビデオを用意しています。ぜひご参考にしてください。

 

次世代ロボットの設計に最適なコンピューターモジュール製品

COM-HPC 製品

・ conga-HPC/cRX1: AMD Ryzen AI Embedded X100搭載 COM-HPC Client Size C、メモリー：最大128GB、LPDDR5X

・ conga-HPC/cBLS: インテル Core Series 2（Bartlett Lake）搭載 COM-HPC Client Size C、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-HPC/cPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Client Size A、メモリー：最大32GB、LPDDR5x

・ conga-HPC/mPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

・ conga-HPC/mIQ-X: Qualcomm Dragonwing IQ-X 搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大64GB、LPDDR5x 直付け

 

COM Express 製品

・ conga-TCRP1: AMD Ryzen AI Embedded P100 搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大96GB、DDR5

・ conga-TC300: インテル Core Series 3（Wildcat Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

・ conga-TC1000: インテルCore Ultra Series3（Panther Lake）搭載COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

・ conga-TC750: インテル Core Ultra（Arrow Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-TCR8: AMD Ryzen Embedded 8000 搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-MC1000: インテル Core Ultra Series 3 搭載 COM Express Type 10 Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

 

SMARC 製品

・ conga-SMX95: NXP i.MX 95 プロセッサー搭載 SMARC、メモリー：最大16GB、LPDDR5 直付け

 

ロボティクス関連資料

・ 【ケーススタディ】 自律型検査ロボット ～ANYbotics社、自律型検査ロボットにハイパフォーマンス組込みコンピューター・オン・モジュールを採用～

このケーススタディでは、ANYbotics社が開発した、人間にとって潜在的に危険のある、複雑な産業環境で使用できる、四足歩行の自律型検査ロボット開発について紹介しています。

 

・ 【ホワイトペーパー】 自律移動ロボット（AMR）のシステム統合 ～AMR の組込みコンピューティング ビルディングブロックを仮想化する利点～

このホワイトペーパーでは、自律ロボットの要件を整理し、次世代 AMR開発を加速して簡素化するためのテクノロジーやコンセプトを紹介しています。

 

・ 【ホワイトペーパー】 ロボットの頭脳を設計する方法 ～ロボットメーカーはコンピューター・オン・モジュールを採用することでダイナミックな市場での優位性を保持～

このホワイトペーパーでは、AIを搭載したインテリジェントなロボットを、効率的に短期間で開発するための設計アプローチについて解説しています。

 

 

４．組込みAI/フィジカルAI に最適なコンピューターモジュール

組込みAI/フィジカルAIに最適なコンピューターモジュール製品

COM-HPC 製品

・ conga-HPC/cRX1: AMD Ryzen AI Embedded X100搭載 COM-HPC Client Size C、メモリー：最大128GB、LPDDR5X

・ conga-HPC/cBLS: インテル Core Series 2（Bartlett Lake）搭載 COM-HPC Client Size C、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-HPC/cPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Client Size A、メモリー：最大32GB、LPDDR5x

・ conga-HPC/mPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

・ conga-HPC/mIQ-X: Qualcomm Dragonwing IQ-X 搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大64GB、LPDDR5x 直付け

 

COM Express 製品

・ conga-TCRP1: AMD Ryzen AI Embedded P100 搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大96GB、DDR5

・ conga-TC300: インテル Core Series 3（Wildcat Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

・ conga-TC1000: インテルCore Ultra Series3（Panther Lake）搭載COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

・ conga-TC750: インテル Core Ultra（Arrow Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-TCR8: AMD Ryzen Embedded 8000 搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大128GB、DDR5

・ conga-MC1000: インテル Core Ultra Series 3 搭載 COM Express Type 10 Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

 

SMARC 製品

・ conga-SMX95: NXP i.MX 95 プロセッサー搭載 SMARC、メモリー：最大16GB、LPDDR5 直付け

 

 

５．産業用IoT（IIoT）に最適なコンピューターモジュール

産業用IoT（IIoT）に最適なコンピューターモジュール製品

SMARC 製品

・ conga-SA8: Intel Atom x7000RE（Amston Lake）、Core 3 搭載 SMARC、メモリー：最大16GB、LPDDR5 直付け

・ conga-SMX95: NXP i.MX 95 プロセッサー搭載 SMARC、メモリー：最大16GB、LPDDR5 直付け

・ conga-SMX8-Plus: NXP i.MX 8M Plus搭載 SMARC、メモリー：最大6GB、LPDDR4 直付け

 

Qseven 製品

・ conga-QMX8-Plus: NXP i.MX 8M Plus搭載 Qseven、メモリー：最大6GB、LPDDR4 直付け

 

COM Express 製品

・ conga-TC300: インテル Core Series 3（Wildcat Lake）搭載 COM Express Type 6 Compact、メモリー：最大64GB、DDR5

・ conga-MC1000: インテル Core Ultra Series 3 搭載 COM Express Type 10 Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

 

COM-HPC Mini 製品

・ conga-HPC/mPTL: インテル Core Ultra Series 3（Panther Lake-H）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大32GB、LPDDR5x 直付け

・ conga-HPC/mRLP: 第13世代インテル Core（Raptor Lake-P）搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大64GB、DDR5 直付け

・ conga-HPC/mIQ-X: Qualcomm Dragonwing IQ-X 搭載 COM-HPC Mini、メモリー：最大64GB、LPDDR5x 直付け

 

 

６．厳しい環境向けのコンピューターモジュール

厳しい環境に適したコンピューターモジュールは、こちらのページ （過酷な環境でも使用可能な産業用コンピューターモジュール～ファンレス密閉型コンピューターをモジュラー式で実現～）に詳しくまとめられていますのでご覧ください。

 

 

アプリケーションレディ製品

コンガテックでは、標準規格のコンピューター・オン・モジュール（COM）をすぐに利用できるように、あらかじめ Ubuntu Pro や ctrlX OS、KontronOS など、ライセンスの付随する組込みOS をプリインストールするとともに、必要に応じて仮想化ソフトウェアの ハイパーバイザー や、IoT接続とリモート管理のためのソフトウェアスタック 「conga-connect」 などをインテグレーション/コンフィグレーションして実装し、動作検証済みのものを アプリケーションレディ製品（aReady.） として提供しています。 この aReady.COM 製品により、モジュールコンピューターの導入やソフトウェアのアップデート/メンテナンスがますます容易になり、コストを抑えて開発期間を短縮し、早期市場投入を可能とします。 詳細は、こちらのページ をご覧ください。

コンガテックでは、これらに加えて特定のアプリケーション向けのカスタマイズもおこなっておりますので、ご希望のお客様は コンガテックジャパンまでご連絡 ください。

 

 

各種技術資料/ホワイトペーパー

コンガテックジャパンでは、産業用組込みコンピューターとして広く採用されている コンピューター・オン・モジュール（COM）の基礎や応用例などを解説した日本語版のホワイトペーパーや技術記事、ケーススタディ（採用事例/導入事例）などを無料公開しています。 詳細は、こちらのページ をご覧ください。

 

また、COM-HPC や COM Express などコンピューター・オン・モジュールの選択肢は多く、さまざまなプロセッサー、タイプ、そしてサイズが用意されているためコンガテックジャパンでは、お望みのプロセッサー、タイプ、サイズから製品を素早く見つけるために、コンピューター・オン・モジュール選定ガイド を公開しています。 また、評価ボード/キャリアボード選定ガイド も公開しています。 新しいプロジェクトにお役立てください。

 

 

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コンガテックについて

コンガテック（congatec）は、標準フォームファクターの COM-HPC、COM Express、Qseven、SMARCなどの産業用コンピューターモジュール、およびシングル・ボード・コンピューター（SBC）の設計開発・製造・販売をおこなうドイツに本社を置くメーカーです。これらの製品は、堅牢で長期供給が可能で、産業オートメーション、医療、エンターテインメント、輸送、テレコミュニケーション、試験と計測、POSなど、さまざまな産業分野で使用することができます。製品には独自の拡張BIOS機能と、包括的なドライバーやボード・サポート・パッケージ（BSP）が含まれています。ニーズに合わせて製品のカスタマイズなどもおこなっています。