従来の乗用車やバスに加え、農業機械、建設機械、マテリアルハンドリング機器など、さまざまなモバイル機械への自律走行技術適用を実現するための革新的ソリューションを発表いたします。自社開発のタスク最適化システムオンモジュール（SoM）を採用したこの自律制御ユニット（ACU）は、設置が容易でありながら、厳しい環境下での長期間運用を可能とするモジュラー型プラットフォーム（システムオンモジュールとキャリアボードの組み合わせ）です。消費電力は最大60Wに抑えられ、アクティブな冷却機構を必要としません。
【高度に自動化された機械】
自動車用機械の自動化は、公共交通で走行する自律走行車両の開発とは大きく異なります。農業機械や建設機械は、通常、公共道路ではなく、一般の人が立ち入れない分離されたエリア内で運転されます。これにより、主に平坦な路面ではなく、悪路での走行が求められます。また、工事の進捗に伴い進路確認の基となる地形が変化するため、その都度新たにマッピングを行う必要があります。さらに、自律活動は走行だけでなく、荷役や輸送も含むべきです。
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（上写）自律走行は車、バス、配送バンに限定されません。掘削機や土砂運搬機などのモバイルマシンにも、自動化の大きな可能性があります。
自律的に走行し、作業を行うセルフプロペルド機械が、農地や建設現場で一般化するためには、いくつかの基本的な前提条件が整えられる必要があります。ドイツ連邦経済・気候保護省は、この業界の変革を支援しており、KoPa 35c助成プログラムは主にモバイル機械の製造業者およびサプライヤーを対象としています。協力プロジェクトPOV.OS（Professional Vehicle Operating System）では、モバイル機械の機能実装のための革新的な自動化プラットフォームが設計されており、これはモジュール化されたハードウェアおよびソフトウェアシステムコンポーネントからなるオープンアーキテクチャとして提供され、自動化、支援、自律走行向けのアプリケーション固有の機能の仕様策定と実装に利用されるクロスアプリケーションプラットフォームを構成します。
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◆技術的特徴と優位性
・ 高性能SoM搭載
miriac MPX-LX2160A SoMは、NXP社のLX2160Aプロセッサをベースに、16基のArm Cortex-A72コア、32GBのDDR4 RAM（最大128GBまで拡張可能）を実現。さらに、プロセッサ内蔵のEthernetコントローラーにより、最大100Gbit/sの高速通信や122Gbit/sのLayer2スイッチングが可能です。
・ 堅牢な設計と低消費電力
当ユニットは、最大消費電力60Wという低電力設計により、アクティブな冷却ファンを不要とし、IP68準拠の防塵・防水ハウジングにより、厳しい環境下での安定運用を実現します。ハウジングは熱伝導性にも優れ、車体フレームへ熱を効果的に拡散させる設計となっています。
・ 柔軟な拡張性
タスクに最適化されたCOTS MicroSysキャリアボードは、3基のM.2スロットに加え、FPGAアクセラレーターモジュール、SSD RAMモジュール、さらにはHailo-8 AIプロセッサモジュールの搭載が可能です。また、プロジェクトによっては、miriac MPX-S32G274AまたはMPX-S32G399Aを用いたセーフティアイランド拡張も提供し、さらなる計算能力と安全性の向上を図ります。
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【モジュラーで経済的】
自動車用機械は、一般の自動車と比べて製造台数がはるかに少ないため、中央制御エレクトロニクスのフルカスタム設計は経済的に実現不可能です。メーカーは、個別の部品を一から設計する手間を省くため、市販のCOTS（Commercial Off-The-Shelf）プラットフォームを好みます。これにより、設計エンジニアは個々のソリューションを柔軟に構築することが可能となります。
システムオンモジュール（SoM）の設計を行っています。これらのモジュールは小型のフォームファクタで、マイクロプロセッサ、ストレージ、接続性、およびアプリケーション開発や認証に必要なその他すべてのコンポーネントを統合しています。標準化されたインターフェースを持つ中央計算ユニットとして利用することで、プロフェッショナルなモバイル機械メーカーは製品の設計サイクルを大幅に短縮できます。さらに、アプリケーション固有の機能を実装するために、SoMはカスタムキャリアボードに搭載され、電力供給や入力・出力信号を業界特有のフォーマットやプロトコルに変換します。
【強靭なコア】
モバイル機械向けだけでなく、同等の性能と安全性が要求される幅広い用途向けに、miriac MPX-LX2160A SoMを設計しました。本モジュールは、現在NXPが提供する最強の組み込みマルチコアプロセッサLX2160Aをベースとしており、16個のArm Cortex-A72コアを搭載しています。32GBのDDR4 RAMは最大128GBまで拡張可能です。また、プロセッサに統合されたEthernetコントローラにより、最大100 Gbit/sのEthernetおよび122 Gbit/sのLayer 2 Ethernetスイッチングが可能な高性能通信が実現され、GigEVisionカメラシステムなど、車両内の全ネットワークタスクの統合が可能となります。
本SoMは、大容量SSDの記憶装置に対応するため、4つのPCIe 3.0インターフェースを備えています。LX2160Aプロセッサに統合されたセキュリティエンジンは、最大のデータ転送帯域において完全なデータ暗号化を実現し、セキュアブートによりアップデート時にも認証済みソフトウェアのみのロードを保証します。miriac MPX-LX2160A SoMは、-40°Cから+85°Cの温度範囲での使用が指定され、最低15年間の供給が保証されているため、モバイル機械メーカーにとってコアコンポーネントの供給安全性が確保されます。
高性能かつ省エネルギーのmiriac MPX-LX2160A SoMは、16個のArm Cortex-A72コアを持つNXP LX2160Aプロセッサをベースに、ソルダリングされたメモリを特徴としており、自律走行の基盤を築いています。
【タスク最適化キャリアボード】
中央プロセッサモジュールだけでは十分ではありません。多くのモバイル機械メーカーは、その周辺に包括的なソリューションを構築するための専門知識や能力を欠いています。モバイル機械向けのタスクベース（顧客固有ではない）制御システムプラットフォームの設計において、MicroSysはPOV.OSプロジェクトで得た知見を活用しました。バイエルンのメーカーは、長年にわたって業界の要求に応えてきた経験も基にしています。
POV.OSの文脈で指定されたCOTS MicroSysキャリアは、3つのM.2スロットを備え、miriac MPX-LX2160A、FPGAアクセラレータモジュール、最大3つのSSD RAMモジュール、または1～2個のHailo-8 AIプロセッサモジュールを搭載可能です。プロジェクトにおいて別個のセーフティアイランドが必要な場合、MicroSysはmiriac MPX-S32G274Aまたはmiriac MPX-S32G399Aに基づく拡張モジュールを提供し、複雑なタスクへの追加計算能力および独立したインスタンスを実現します。
タスク最適化されたCOTS MicroSysキャリアは、miriac MPX-LX2160A、FPGAアクセラレータモジュール、最大3つのSSD RAMモジュール、または1～2個のHailo-8 AIプロセッサモジュールを搭載可能です。別個のセーフティアイランドが必要な場合、miriac MPX-S32G274AまたはmiriacMPX-S32G399Aに基づく拡張が提供されます。
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【即設置可能なシステム】
このエレクトロニクス製品が即設置可能で堅牢なシステムとなっている理由は、塵や水に対してIP68の評価を受けた、目的設計のハウジングによるものです。標準形態では、10個のGB Ethernetインターフェース用のM12コネクタと、シリアルデータバス用の堅牢なFischerコネクタが備えられています。また、電源供給用のDeutschコネクタは3本のCANバスラインへの接続も提供します。エレクトロニクスの保護に加え、このハウジングはヒートシンクとしても機能し、底板を通じて大部分の熱を車両フレームに伝達します。装置上部のフィンからは、わずかな熱エネルギーが周囲の空気中に放散されます。
このエレクトロニクス製品が即設置可能で堅牢なシステムとなっている理由は、目的設計のハウジングにあり、最大消費電力60Wでアクティブな換気や冷却を必要としない点にあります。
多大な計算能力と複数のインターフェースを搭載したフルロードユニットでありながら、MicroSysは消費電力を60Wに抑え、可動部品を一切使用せず、アクティブな冷却を必要としないシステムを実現しました。「全てのテストで、周囲温度が最低55°Cにおいても十分な冷却が確認されています。miriac MPX-LX2160A SoMを搭載した新しい自律制御ユニットにより、モバイル機械メーカーに対して即設置可能な制御および自動化システムを提供できるようになりました。miriac MPX-LX2160A SoMを搭載した新しい自律制御ユニットにより、モバイル機械メーカーに対して即設置可能な制御および自動化システムを提供できるようになりました」と、と、MicroSys Electronics GmbH社アプリケーションエンジニア、Jörg Stollfuß氏は述べています。
【MicroSys Electronics GmbH社について】
本社をミュンヘン近郊のSauerlachに構えるMicroSysは、NXPのArm Cortexラットフォームを活用したアプリケーションレディな組み込みソリューションの設計・製造を手がけ、IEC61508などの国際規格認証取得にも注力。今回のソリューションは、厳しい採掘環境下での安定稼働を実現するための、カスタム設計システムの一例です。
ポジティブワンは、2007年からMicroSys社の製品をの販売および技術サポートをしております
【ポジティブワン株式会社について】
社名 ポジティブワン株式会社（POSITIVE ONE CORPORATION）
〒150-0043 東京都渋谷区道玄坂１－１２－１ 渋谷マークシティ・ウエスト22F
公式サイト：https://www.positive-one.com
SoM製品関係：https://www.chinchillasmart.com
ポジティブワン株式会社は、「サービスモデル」のための「ものづくり（IoT端末側から）」の仕様設計から開発製造に至るまでのワンスポットソリューションを提供いたします。
今までの半導体関連を取り巻くエンベデッドのプレイヤは、自社開発をしたコア製品を販売することにフォーカスをしているため、サービスモデルや仕様にあった製品を提案することは難しかったです。ポジティブワンは、海外の有力な最先端技術会社と提携し、多様化する仕様に対応できる商社機能、自社のハードウエアからソフトウエアの開発製造、そして、テストから認証サービスのための第三者試験機関との提携と支援サービスにより、多様にあったサービスに対応できます。企画段階での仕様作成、技術的な問題定義や解決、最先端技術の導入に選ばれます。それは、IoT端末以外、自動車、医療、産業機器などの安全性や信頼性を求められる分野での経験や実績を積んでいます。
【本件に関するお問い合わせ先】
ポジティブワン株式会社
メールアドレス：poc_sales@positive-one.com
配信元企業：ポジティブワン株式会社
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