KR101853694B1 - One modulation apparatus using carrier board - Google Patents
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Abstract
캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치는, 캐리어 보드(carrier board); 상기 캐리어 보드에 COM(Computer-On-Module) express 규격으로 모듈화되어 탑재되는 호스트(Host) CPU; 및 상기 캐리어 보드 상에 일체형으로 구현되어 카메라에 의해 촬상되는 영상을 획득하여 상기 호스트 CPU에서 처리 가능한 신호로 변환하는 프레임 그래버(frame grabber)를 포함한다.A single modular device using a carrier board is provided. A single modularization apparatus using a carrier board according to an embodiment of the present invention includes a carrier board; A host CPU module mounted on the carrier board in a COM (Computer-On-Module) express standard; And a frame grabber that is integrally implemented on the carrier board and that acquires an image captured by the camera and converts the captured image into a signal that can be processed by the host CPU.
Description
본 발명은 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캐리어 보드를 이용하여 호스트 CPU와 프레임 그래버의 기능을 하나의 보드에서 구현하는 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a single modular apparatus using a carrier board, and more particularly, to a single modular apparatus using a carrier board for implementing a function of a host CPU and a frame grabber on one board by using a carrier board.
프레임 그래버(Frame Grabber)는 TV, 비디오, 카메라 등 영상 매체에서 나오는 영상을 컴퓨터 등에서 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 주는 장치로서 영상획득보드로도 불린다. 이러한 영상 획득을 위한 프레임 그래버는 PC 환경에 따른 여러 가지 형태의 보드로 존재한다. ISA (Industry Standard Architecture), PCI (Periheral Component Interconnect), PCIe(PCI Express) 및 산업용을 위한 cPCI(Compact PCI), VME(Versa Module Europa) 등이 존재한다.Frame Grabber is a device that converts images from video media such as TV, video, and camera into signals that can be processed by a computer, etc. Also called a video acquisition board. The frame grabber for image acquisition exists as various types of boards according to the PC environment. PCIe (PCI Express), cPCI (Compact PCI) and VME (Versa Module Europa) for industry.
또한, DSP(Digital Signal Processor), CPU(Central Processing Unit) 등을 탑재하여 영상 처리의 기능을 포함하는 비젼 보드(Vision Board)가 프레임 그래버 보드와 유사한 기능을 수행한다. In addition, a vision board including a DSP (Digital Signal Processor), a CPU (Central Processing Unit), and the like functions as a frame grabber board.
프레임 그래버는 규격화된 보드 형태로 대부분 존재한다. PCI, PCIe 등 여러 규격에 맞게 구현되어 있으며, 급변하는 펜티엄(Pentium) 시장에 적용될 수 있도록 오픈 버스(Bus) 체계를 만족할 수 있도록 구성되어 있다. The frame grabber mostly exists in a standardized board form. PCI, and PCIe, and it is configured to satisfy the open bus system so that it can be applied to the rapidly changing Pentium market.
도 1a는 종래의 호스트 CPU 보드와 프레임 그래버 보드의 구성도이다.1A is a configuration diagram of a conventional host CPU board and a frame grabber board.
카메라 등으로부터 프레임 그래버 보드(20)가 영상에 대한 비젼 데이터(Vision Data)를 추출하고, PCI, PCIe 등의 버스(30)로 데이터를 전송하면, 호스트(Host) CPU 보드(10)의 호스트 CPU가 비젼 알고리즘(Vision Algorithm)을 적용하고 그 결과에 따라 적절한 동작을 수행한다.The
프레임 그래버 기능에 CPU를 탑재한 비젼 보드는 해당 소프트웨어를 구동하는 CPU로 선정 구현된다. Vision boards with a CPU in the frame grabber function are selected by the CPU running the corresponding software.
도 1b는 종래의 호스트 CPU 보드와 비젼 보드의 구성도이다.1B is a configuration diagram of a conventional host CPU board and a vision board.
카메라 등으로부터 비젼 보드(21)가 영상에 대한 비젼 데이터(Vision Data)를 획득하고, 비젼 보드에 탑재된 CPU가 데이터에 알고리즘을 적용하고, PCI, PCIe 등의 물리적 버스(30)를 통하여 데이터를 전송하면, 호스트(Host) CPU 보드(10)의 호스트 CPU가 알고리즘이 적용된 데이터의 결과를 수집하고 이에 따라 적절한 동작을 수행하게 된다.A
기존의 구성에서는 영상을 취득하는 보드는 CPU 탑재 보드(즉, 비젼 보드)이거나 CPU가 탑재되지 않은 보드(즉, 프레임 그래버 보드)이거나 호스트(Host)용 CPU가 필요하다. Host CPU의 기능은 영상 데이터의 결과를 그 목적에 맞게 가공하거나, 판단된 내용의 결과에 따라 달라진 액티비티(activity)를 수행한다.In the conventional configuration, a board for acquiring an image is either a CPU mounting board (i.e., a vision board) or a board not having a CPU (i.e., a frame grabber board) or a CPU for a host. The function of the host CPU is to process the result of the image data according to its purpose or to perform an activity according to the result of the judged contents.
프레임 그래버 보드(20)와 비젼 보드(21) 모두 프레임 그래버 기능은 호스트 CPU와는 오픈 버스 체계를 이용하여 별도의 보드로 존재해야 하며, 이것은 Back-Plane이라는 또 따른 요소를 필요로 한다. 그리고, 호스트 CPU가 펜티엄인 경우, 펜티엄 타입에 관계 없는 구성을 위해 호스트 CPU를 별도로 분리하여 구현해야 한다. 이는 제조 원가의 상승을 가져와 비용 상승의 원인이 되어, 두 개의 분리된 개념의 보드를 하나의 조합으로 할 필요가 있다.In both the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 캐리어 보드를 이용하여 호스트 CPU와 프레임 그래버의 기능을 하나의 보드에서 구현하는 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a single modular apparatus using a carrier board for implementing functions of a host CPU and a frame grabber on one board by using one carrier board.
또한, CPU를 COM Express라는 규격화된 모듈을 이용하여 캐리어 보드에 탑재하여 호스트 CPU의 분리 장착이 용이한 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치를 제공한다.The present invention also provides a single modularization apparatus using a carrier board which is easy to separate and mount a host CPU by mounting a CPU on a carrier board using a standardized module called COM Express.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치는, 캐리어 보드(carrier board); 상기 캐리어 보드에 COM(Computer-On-Module) express 규격으로 모듈화되어 탑재되는 호스트(Host) CPU; 및 상기 캐리어 보드 상에 일체형으로 구현되어 카메라에 의해 촬상되는 영상을 획득하여 상기 호스트 CPU에서 처리 가능한 신호로 변환하는 프레임 그래버(frame grabber)를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a single modularization apparatus using a carrier board, including: a carrier board; A host CPU module mounted on the carrier board in a COM (Computer-On-Module) express standard; And a frame grabber that is integrally implemented on the carrier board and that acquires an image captured by the camera and converts the captured image into a signal that can be processed by the host CPU.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 하나의 캐리어 보드를 이용하여 호스트 CPU와 프레임 그래버의 기능을 하나의 보드에서 구현하여 제조 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, the function of the host CPU and the frame grabber can be implemented in one board by using one carrier board, thereby reducing the manufacturing cost.
또한, CPU를 COM Express라는 규격화된 모듈을 이용하여 캐리어 보드에 탑재함으로써 하나의 보드를 유지하지만 분리 조합이 가능하도록 할 수 있다. 그 결과, 하나의 모듈로도 종래의 구성이 제공할 수 있는 기능들을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 모듈은 호스트 CPU의 요소들로만 구성되어 있어 장치의 지속성이 향상된다.In addition, the CPU can be mounted on a carrier board using a standardized module called COM Express, so that one board can be maintained, but a separate combination can be made. As a result, one module can provide functions that a conventional configuration can provide. In addition, the module is comprised only of the elements of the host CPU, thus improving the persistence of the device.
도 1a는 종래의 호스트 CPU 보드와 프레임 그래버 보드의 구성도이다.
도 1b는 종래의 호스트 CPU 보드와 비젼 보드의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치의 구성도이다.
도 3은 캐리어 보드를 이용한 호스트 CPU 및 프레임 그래버의 통합 구성도이다.1A is a configuration diagram of a conventional host CPU board and a frame grabber board.
1B is a configuration diagram of a conventional host CPU board and a vision board.
2 is a block diagram of a single modular apparatus using a carrier board according to an embodiment of the present invention.
3 is an integrated configuration diagram of a host CPU and a frame grabber using a carrier board.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a single modular apparatus using a carrier board according to an embodiment of the present invention.
캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치(이하, '단일 모듈화 장치'라 함)는, 캐리어 보드(carrier board, 1)와, 상기 캐리어 보드(1)에 소정 규격으로 모듈화되어 탑재되는 호스트(Host) CPU(100) 및 상기 캐리어 보드(1) 상에 일체형으로 구현되어 카메라(50)에 의해 촬상되는 영상을 획득하여 상기 호스트 CPU(100)에서 처리 가능한 신호로 변환하는 프레임 그래버(frame grabber, 200)를 포함한다.A single modularization apparatus using a carrier board (hereinafter referred to as a "single modularization apparatus") comprises a
하나의 캐리어 보드(1)에 호스트 CPU(100)를 모듈화하여 탑재하고, 상기 캐리어 보드(1) 상에 프레임 그래버(200) 기능을 구현하는 것이다. 즉, 단일 모듈화 장치는, 호스트 CPU(100)가 소정 규격으로 모듈화되어 탑재되는 캐리어 보드(1)를 마련하고, 상기 캐리어 보드(1)에 프레임 그래버(200)의 기능을 구현한다. The
카메라(50) 등의 촬상 장치로부터 영상을 획득하여 프레임 그래버(200)가 이를 CPU가 처리할 수 있는 신호로 변환한다. 즉, 캐리어 보드(1) 상에 일체로 구현되는 프레임 그래버(200)가 카메라(50)로부터 영상을 획득하여 이를 신호 처리하고, 이를 캐리어 보드(1)에 모듈화되어 탑재된 호스트 CPU(100)에 전달하게 된다.Acquires an image from an imaging device such as a
캐리어 보드(1)에 모듈화되어 탑재된 호스트 CPU(100)는 프레임 그래버(200)가 처리하여 전달한 데이터를 그 목적에 맞게 가공하거나, 판단된 내용의 결과에 따라 설비나 공정을 제어하게 된다.The
모든 작업이 하나의 통합된 캐리어 보드(1)에 구비된 프레임 그래버(200)와 호스트 CPU(100)에 의해 이루어지며, 영상으로부터 영상 데이터 획득, 데이터 처리, 데이터 가공, 데이터에 기초한 설비 또는 공정의 제어 등이 캐리어 보드(1) 상 내부 제어를 통해 수행되어 데이터의 처리 속도가 향상되고, 설비의 빠른 제어가 가능하다.All operations are performed by the
여기에서, 호스트 CPU(100)가 영상 데이터의 처리, 가공 등을 수행하므로, 비젼(vision)을 위한 별도의 CPU는 필요치 않게 된다. 또한, 호스트 CPU(100)가 모듈화되어 물리적으로 분리 조합이 가능하나, 프레임 그래버(200)와 함께 하나의 캐리어 보드(1)에 탑재되므로, 하나의 보드로 구성을 유지한다. 그리고, 하나의 보드로 프레임 그래버(200)의 기능과 호스트 CPU(100)를 구현하므로, 물리적으로 구성되는 버스(Bus)에서도 캐리어 보드(1)를 하나의 모듈로 인식한다.Here, since the
호스트 CPU(100)가 모듈화되어 물리적으로 분리 조합이 가능하므로, 사용자가 원하는 호스트 CPU(100)의 타입이나 사양에 따라 호스트 CPU(100)만을 교체하면서 캐리어 보드(1) 및 프레임 그래버(200)는 기존의 것을 유지하는 것이 가능하다.The
호스트 CPU(100)가 모듈화되어 캐리어 보드(1)에 탑재될 때, 상기 호스트 CPU(100)는 COM Express 규격으로 모듈화되어 장착된다. When the
COM(Computer-On-Module)은 부트 가능한 호스트 컴퓨터의 구축에 필요한 컴포넌트(component)를 모두 탑재하고, 이것들을 기성 컴포넌트로서 패키지화 한 모듈로 정의할 수 있다. 각 솔루션에 대한 시스템 확장 및 커스터마이즈는 캐리어 보드에 구현된다. COM 구현은 기계적, 경제적, 기능적으로 폭넓은 종류의 임베디드 어플리케이션에 적합하고, 특히 애드인 카드 등의 다른 폼 팩터(form factor)를 이용할 수 없을 경우에 대안이 된다.COM (Computer-On-Module) can be loaded with all the components required for building a bootable host computer, and these can be defined as modules packaged as ready components. System expansion and customization for each solution is implemented on the carrier board. COM implementation is suitable for a wide variety of embedded applications mechanically, economically, and functionally, and is an alternative when other form factors, such as add-in cards, are not available.
COM Express는 컴퓨터-온-모듈 폼 팩터(Computer-On-Module form factor)로, 많은 집적 회로 구성요소와 같은 설계 어플리케이션에 사용될 수 있도록 고도로 집적화되고 소형화된다. 즉, COM Express의 목적은 임베디드 업계의 모든 성능 영역을 만족시킬 수 있는 소형 폼 팩터 모듈 규격을 실현하는 것에 있다. COM Express is a computer-on-module form factor that is highly integrated and miniaturized for use in design applications such as many integrated circuit components. In other words, the goal of COM Express is to achieve a small form factor module specification that meets all the performance areas of the embedded industry.
그리고, COM Express 모듈을 이용함으로써, 특정 어플리케이션에서의 형상, 크기, 기능 등의 관리를 용이하게 할 수 있기 때문에, 설계 위험을 최소화 할 수 있다. COM Express를 이용함으로써, 모든 종류의 LVDS 인터페이스(PCI Express, Serial ATA, Serial Digital Video Out 등)를 도입할 수 있을 뿐만 아니라 레거시 인터페이스(PCI나 AGP 등)에 대한 지원도 계속할 수 있다.By using the COM Express module, it is possible to easily manage the shape, size, and function in a specific application, thereby minimizing the design risk. With COM Express, you can continue to support legacy interfaces (such as PCI and AGP) as well as introduce all sorts of LVDS interfaces (PCI Express, Serial ATA, and Serial Digital Video Out).
COM Express 모듈에는 콤팩트한 기본 폼 팩터(95mmX225mm)와 확장 폼 팩터(110mmX155mm)가 있다. 이 두 폼 팩터는 커넥터와 핀 수가 동일하기 때문에 상호 호환이 가능하다. 확장 폼 팩터는 공간의 여유가 있기 때문에 메모리 용량을 2배로 하거나 듀얼 채널 구성으로 할 수 있으며 대형 프로세서와 칩셋을 사용할 수 있다. 또한 모듈의 높이와 히트 스프레더(heat spreader)가 표준화 되어 있기 때문에 다른 메이커의 모듈로 교환하는 것도 용이하다. COM Express의 2종류 폼팩터를 유연하게 선택하여 사용함으로써, 임베디드 어플리케이션의 성격에 따른 설계가 가능하다. 이외에 소형 폼 팩터(95mmX95mm)가 있으며, 추가적으로 울트라 폼 팩터가 COM Express 규격의 향후 개정과 더불어 고려 중이다.The COM Express module has a compact basic form factor (95mmX225mm) and an expansion form factor (110mmX155mm). Both form factors are interchangeable because they have the same number of pins and connectors. The expansion form factor has room to spare, so you can double your memory capacity or dual-channel configuration, and use larger processors and chipsets. In addition, since the module height and heat spreader are standardized, it is easy to replace it with another maker's module. COM Express can be designed according to the nature of the embedded application by flexibly selecting two form factors. In addition, there is a small form factor (95mm x 95mm), and an ultra-form factor is being considered along with future revisions of the COM Express specification.
캐리어 보드(1)에 구현된 프레임 그래버(200)에 의해 카메라(50) 등에서 촬상한 영상을 처리 가능한 신호로 변환한 후, COM Express와 같은 소정 규격에 의해 모듈화되어 캐리어 보드(1)에 탑재된 호스트 CPU(100)가 상기 프레임 그래버(200)의 기능에 의해 변환된 신호를 처리하여 설비의 움직임을 제어하게 된다. 예를 들어, 플립칩 마운터 공정이나 칩 마운터 공정에서 칩의 정확한 픽업 및 실장을 위해 프레임 그래버(200)가 필요하며, 캐리어 보드(1)에 COM Express와 같은 소정 규격으로 모듈화되어 탑재된 호스트 CPU(100)가 프레임 그래버(200)에 의해 전송된 신호를 기초로 칩 마운터 또는 부품 실장기 등 설비의 움직임을 제어하고, 이로부터 마운터 공정의 activity를 제어한다.The image picked up by the
카메라(50) 등의 촬상 장치로부터 영상을 획득하여 프레임 그래버(200)가 이를 호스트 CPU(100)가 처리할 수 있는 신호로 변환하기 위해, 프레임 그래버(200)는 카메라(50)에서 촬상한 영상으로부터 비젼 데이터(vision data)를 추출한다. 그리고, 상기 추출된 비젼 데이터를 호스트 CPU(100)에 전달한다. 비젼 데이터는 영상을 디지털 데이터로 변환한 것으로, 데이터 전송이 용이하도록 데이터를 호스트 CPU(100)에 압축하여 전달할 수 있다. 압축 포맷 형태의 데이터는 MPEG(Moving Picture Experts Group)-1 또는 MPEG-4, JPEG(Joint Photographic Experts Group), H. 264 등의 다양한 포맷을 가질 수 있다.The
호스트 CPU(100)는 프레임 그래버(200)로부터 전달된 비젼 데이터에 비젼 알고리즘을 적용하여 제어 정보를 생성한다. 종래의 비젼 보드(21)의 경우에는 비젼 알고리즘을 비젼 데이터에 적용하는 CPU가 있으나, 호스트 CPU(100)와 프레임 그래버(200)가 하나의 보드에 일체화되어 있어 호스트 CPU(100)가 비젼 알고리즘을 비젼 데이터에 적용하는 것이 바람직하다. 물론, 캐리어 보드(1)에 일체로 형성된 프레임 그래버(200)에 비젼 알고리즘을 적용을 위한 별도의 CPU를 추가할 수도 있을 것이다.The
여기에서, 비젼 알고리즘은 비젼 데이터를 원하는 정보로 얻기 위하여 알맞은 형태로 변환한다. 예를 들어, 비젼 데이터가 기판을 캡쳐한 영상으로부터 획득된 경우에, 영상을 이진화하고, 라벨링하여 기판에 실장된 칩의 영역을 결정하여 추출하는 것을 들 수 있다. Here, the vision algorithm converts the vision data into an appropriate form to obtain the desired information. For example, when the vision data is obtained from the image captured by the substrate, the image is binarized and labeled to determine and extract the area of the chip mounted on the substrate.
구체적으로, 전처리 과정으로 소정 임계값을 기초로 낮은 값을 가지는 픽셀은 흑으로 높은 값을 가지는 픽셀은 백으로 표현되는 이진화 영상을 획득하며, 상기 소정 임계값은 모든 픽셀들의 밝기 값의 평균을 이용하거나 iterative selection, two peak 방법 등 여러 가지 방법을 사용하거나, 또는 사용자가 직접 임계값을 정하여 사용할 수도 있다. Specifically, in the preprocessing process, a pixel having a low value based on a predetermined threshold value acquires a binarized image represented by white, and a pixel having a high value of black is obtained using a mean value of brightness values of all pixels Or iterative selection, two peak method, or the user can set the threshold value directly.
그런 후에, 이진화 영상에 대해 침식(erosion)과 팽창(dilation) 연산을 수행하여 이진화 영상의 노이즈를 제거한다. 즉, 침식 연산을 통해 피사체 영역에 대해 배경 영역을 확장시키고 피사체의 크기를 축소하여 피사체 영역 주변의 노이즈 성분을 제거 혹은 축소한다. 그리고, 작아진 피사체 이미지의 크기를 복원하기 위해 팽창 연산을 통해 피사체의 크기를 확장하고 배경은 축소한다.Then, erosion and dilation operations are performed on the binarized image to remove the noise of the binarized image. That is, the erosion operation expands the background area for the subject area, reduces the size of the subject, and removes or reduces noise components around the subject area. Then, in order to restore the size of the reduced image of the subject, the size of the subject is enlarged and the background is reduced through expansion calculation.
그리고, 이진화 영상을 기초로 기판에 실장된 칩의 영역을 결정하여 추출한다. 이때, 라벨링 연산을 이용하여 상기 칩의 영역을 결정하게 된다. 즉, 실장된 칩의 영역들에 대해 각각 다른 번호를 부여하는 라벨링(labeling) 연산을 수행하고, 칩의 영역들에 각각 다른 번호를 붙여 이진화 영상을 재구성하여 칩의 영역을 결정하고 추출한다.Then, the region of the chip mounted on the substrate is determined and extracted based on the binarized image. At this time, the area of the chip is determined using a labeling operation. That is, a labeling operation is performed to assign different numbers to the regions of the mounted chip, and a region of the chip is determined and extracted by reconstructing the binarized image by attaching different numbers to the regions of the chip.
비젼 알고리즘을 적용하여 기판에 실장된 칩의 영역을 추출한 데이터를 기초로, 기판에서 칩이 실장될 영역을 확인할 수 있고, 기판에 실장되는 칩의 불량 여부 등을 판별할 수 있게 되며, 호스트 CPU(100)는 이러한 결과에 따라 여러 액티비티(activity)를 수행할 수 있게 된다.Based on data obtained by extracting a region of a chip mounted on a substrate by applying a vision algorithm, it is possible to identify a region where the chip is mounted on the substrate, to determine whether or not a chip mounted on the substrate is defective, 100) can perform various activities according to these results.
즉, 호스트 CPU는(100) 프레임 그래버로(200)부터 전달된 비젼 데이터에 비젼 알고리즘을 적용하여 여러 액티비티(activity)를 수행할 수 있는 제어 정보를 생성한다. 호스트 CPU는(100)는 캐리어 보드(1)에 포함된 여러 포트를 통해 연결된 외부 장치에 상기 제어 정보를 주어 외부 장치를 제어하게 되는 것이다. That is, the host CPU generates control information for performing various activities by applying a vision algorithm to the vision data transmitted from the (200)
이를 위해, 캐리어 보드(1)에는 호스트 CPU(100)가 필요로 하는 VGA, USB, Ethernet 등이 존재한다. 즉, 캐리어 보드(1)는 외부 장치와 연결되어 입출력이 이루어지는 복수의 인터페이스를 더 포함한다.To this end, the
도 3은 캐리어 보드를 이용한 호스트 CPU 및 프레임 그래버의 통합 구성도이며, 이는 전술한 캐리어 보드(1)를 이용한 단일 모듈화 장치의 구성 블록도가 된다.FIG. 3 is an integrated configuration diagram of a host CPU and a frame grabber using a carrier board, which is a configuration block diagram of a single modular apparatus using the
COM Express 모듈 유형의 호스트 CPU(100)(e.g. 펜티엄 i-5 2.5G)가 캐리어 보드(1)에 모듈화되어 탑재된다. 그리고, 캐리어 보드(1)에는 복수의 프레임 그래버 보드(210, 220), 아날로그 회로 보드(230)가 설계된다. 여기에서, 프레임 그래버 보드(210, 220)는 전술한 프레임 그래버(200)가 캐리어 보드(1)에 물리적으로 구현되어 설계된 것을 말한다. 그리고, 아날로그 회로 보드(230)는 아날로그 전기 신호를 처리하며, 연속된 입력 신호를 받아서 연속된 출력 신호를 보낸다.A host CPU 100 (for example, Pentium i-5 2.5G) of a COM Express module type is modularized and mounted on the
프레임 그래버 보드(210, 220)는 영상획득보드와 동일하게 설계되어 캐리어 보드(1) 상에서 그 기능이 구현된다. 프레임 그래버 보드(210, 220)는 복수개가 설계될 수 있다. 다수의 프레임 그래버 보드(210, 220)가 캐리어 보드(1) 상에 설계되어 여러 카메라(50)로부터 영상을 동시에 획득할 수 있게 된다.The
도 3에서, 프레임 그래버(210, 220)는 각각 한 쌍의 커넥터(216, 217; 226, 227)를 가져 외부의 촬영 장치 등과 연결된다. 또한, 호스트 CPU(100)와 물리적 버스인 PCI Express 칩셋(211; 221)를 통해 통신한다. 상기 PCI Express 칩셋(211; 221)의 일례로 PCI Express Chipset PEX8133을 사용할 수 있다.In FIG. 3, the
프레임 그래버 보드(210, 220)의 적어도 하나의 커넥터(216, 217; 226, 227)를 통해 카메라(50)가 연결되어, 상기 카메라(50)로부터 촬상된 영상이 획득되어 카메라 링크 회로(Camera Link Circuit, 215; 225)를 통해 FPGA(Field Programmable Gate Array, 212; 222)으로 전달된다. FPGA(212; 222)은 영상을 호스트 CPU(100)에서 처리 가능한 신호로 변환한다. 그리고, FPGA(212; 222)은 각각 FIFO CH 1(213; 223), 2(214; 224)와 연동된다. FIFO 채널은 그 자체가 공지되어 있으며, FIFO CHs(213, 214; 223, 224)은 다수의 신호 데이터 항목을 저장하기 위한 공간을 가진다. The
아날로그 회로 보드(230)는 외부 장치와 연결되는 커넥터(236)를 구비하며, 아날로그 회로 4CH(235)는 아날로그 전기 신호를 처리하며, 연속된 입력 신호를 커넥터를 통해 받아서 연속된 출력 신호를 FPGA(232)로 보낸다. 여기의 FPGA(232)는 호스트 CPU(100)와 물리적 버스인 PCI Express 칩셋(231)를 통해 통신하거나, FIFO CH1(233) 및 FIFO CH2(234)에 다수의 신호 데이터 항목을 저장한다.The
캐리어 보드(1)에는, 호스트 CPU(100)가 필요로 하는 VGA, USB, Ethernet 등이 요구된다. 그리하여, 캐리어 보드(1)는, 외부 장치(미도시)와 연결되어 입출력이 이루어지는 복수의 인터페이스를 더 포함한다.The
도 3에서, 캐리어 보드(1)는, DVI(Digital Video Interface) 커넥터 또는 VGA(Video Graphics Array) 커넥터(151), USB(Universal Serial Bus) 포트(port)(152), 이더넷(Ehernet) 포트(155, 156), PCI(Peripheral Controller Interface) 버스, PCI 익스프레스(Express) 버스(159), CPCI(Compact PCI) 버스(160), RJ-45 포트 또는 RS-232 포트(153, 154) 등을 포함한다. 즉, 캐리어 보드(1)의 인터페이스는 DVI 커넥터 또는 VGA 커넥터(151), USB 포트 (152), 이더넷 포트(155, 156), PCI 버스, PCI Express 버스(159), CPCI 버스(160), RJ-45 포트 또는 RS-232 포트(153, 154) 중 적어도 하나를 포함한다.3, the
인터페이스는, 외부의 영상장치와 연결시키기 위한 DVI(Digital Video Interface) 커넥터 또는 VGA(Video Graphics Array) 커넥터(151) 중 적어도 하나를 더 포함한다. 도 3에서, 커넥터(151)가 두 개 구비되어 하나는 DVI 커넥터(151), 다른 하나는 VGA 커넥터(151)로 사용할 수 있다. 호스트 CPU(100)는 제어 신호를 DVI 신호로 생성하여 DVI 커넥터(151)를 통하여 외부의 DVI 디스플레이 장치와 신호를 주고 받거나, 또는 제어 신호를 VGA 신호로 생성하여 VGA 커넥터(151)를 통하여 외부의 VGA 디스플레이 장치와 신호를 주고 받는다.The interface further includes at least one of a DVI (Digital Video Interface) connector or a VGA (Video Graphics Array)
또한, 인터페이스는, USB(Universal Serial Bus) 장치와 연결시키기 위한 USB 포트(152)를 더 포함한다. 도 3에서 4개의 USB 포트(152)를 도시하였으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다. 대표적인 USB 장치로는 스캐너와 프린터 등을 들 수 있다. USB 포트(152)를 이용하여 주변장치와 연결의 편의성을 가질 수 있다.The interface further includes a
그리고, 인터페이스는, 외부 컴퓨터 또는 외부 장비와 연결시키기 위한 RJ-45 포트 또는 RS-232 포트(153, 154) 중 적어도 하나를 더 포함한다. RJ-45는 평범한 전화선을 통해 디지털 전송을 하기 위한 단일회선 잭이며, 이 인터페이스는 8개의 핀을 가진다. 그리고, RS-232는 PC와 음향 커플러, 모뎀 등을 접속하는 직렬 방식의 인터페이스의 하나이다. 도 3에서, RJ-45 채널(153, 154) 또는 RS-232 채널(153, 154)은 호스트 CPU(100)와 USB-To RS 232(153-1, 153-2; 154-1, 154-2)에 의해 연결된다. USB-To RS 232(153-1, 153-2; 154-1, 154-2)는 USB포트를 RS-232포트로 전환해주는 역할을 한다.The interface further includes at least one of an RJ-45 port or an RS-232
또한, 인터페이스는, 유선 네트워크와 연결시키기 위한 이더넷(Ehernet) 포트(155, 156)를 더 포함한다. 이더넷은 로컬 영역 네트워크 (LAN)에서 사용하는 연결 컴퓨터의 가장 일반적인 유형으로, 이더넷 포트(155, 156)는 일반적인 전화 잭처럼 생겼는데, 상기 이더넷 포트(155, 156)는 다른 컴퓨터, 로컬 네트워크 또는 외부 DSL이나 케이블 모뎀에 컴퓨터를 연결하는 데 사용된다. 도 3에서, 이더넷 포트1(155)은 직접 호스트 CPU(100)와 유선 네트워크를 연결한다. 이에 반해, 도 3에서 이더넷 포트2(156)는 이더넷 컨트롤러(157)에 의해 제어되어 호스트 CPU(100)와 유선 네트워크를 연결한다. 일반적인 이더넷 컨트롤러는 네트워크 LAN 카드 드라이버를 말한다. 도 3에서, 이더넷 컨트롤러(157)는 호스트 CPU(100)를 위한 이더넷 네트워크 인터페이스로서 기능할 수 있도록 설계된다. In addition, the interface further includes
그리고, 인터페이스는, 정보 또는 신호를 송수신하기 위한 PCI(Peripheral Controller Interface) 버스(bus), PCI 익스프레스(Express) 버스(160) 및 CPCI(Compact PCI) 버스(158) 중 적어도 하나를 더 포함한다. 일반적으로 버스는 컴퓨터 용어로 컴퓨터의 내부나 외부의 각 장치와의 정보나 신호를 주고 받는 데 사용되도록 구성된 전기적 통로를 말한다. 보통 로컬 버스를 컴퓨터 버스라고 하는데 CPU와 하나 이상의 확장 버스에 있는 슬롯에 거의 직접적으로 연결되어 있다. 이와 같이 직접 연결의 중요성은 확장 버스에 의해서 발생하는 병목 현상을 피하고, 처리율을 높여주게 된다. 도 3에서, PCI 버스, PCI Express 버스(160) 및 CPCI 버스(158)는, I/O 버스로 캐리어 보드(1) 내 호스트 CPU(100)와 주변장치들을 서로 연결하여 시스템이 원할하게 돌아갈 수 있도록 데이터 전송 역할을 하는 공통의 통로가 된다. 도 3에서, PCI Express 버스(160)는 호스트 CPU(100)에 직접 연결되며, CPCI 버스(158)는 PCI To PCI 브릿지(159)가 매개하나, 본 발명이 이에만 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. PCI To PCI 브릿지(159)는 특별한 PCI로서 첫번째 PCI 버스와 두번째 PCI 버스를 연결한다.The interface further includes at least one of a Peripheral Controller Interface (PCI) bus, a
도 3을 참조하면, 호스트 CPU(100)는 칩 마운터와 같은 장치의 구동을 제어하며, 호스트 CPU(100)를 전술한 COM Express 규격에 의해 캐리어 보드(1)와 조합시킴으로써 SBC(Single Board Computer)의 기능이 실현된다. 그리고, 카메라(50) 등의 촬상 장치로부터 프레임 그래버(210, 220)가 영상을 획득하고 상기 영상을 처리하여 비젼 데이터로 변환하고, 호스트 CPU(100)가 비젼 데이터에 영상 처리 알고리즘을 적용하여 그 결과를 기초로 인터페이스를 통해 연결된 여러 외부 장치의 움직임을 제어한다. 인터페이스의 기능을 수행하는 DVI 커넥터(151), VGA 커넥터(151), USB 포트(152), 이더넷 포트(155, 156), CPCI 버스(158), RJ-45 포트(153, 154), RS-232 포트(153, 154) 등이 캐리어 보드(1)에 포함되어, 상기 캐리어 보드(1)에 모듈화되어 탑재된 하나의 호스트 CPU(100)가 비젼 기능 및 MMI(Man Machine Interface) 기능을 수행한다. 3, the
따라서, 호스트 CPU(100)가 모듈화되어 캐리어 보드(1)로부터 분리 조합이 가능하지만, 캐리어 보드(1) 자체는 하나의 모듈로 인식되고, 하나의 보드로 유지가 된다. 그리하여, 종래의 구성이 제공할 수 있는 기능들을 제공하면서도, 두 보드의 존재에 따른 중복된 요소를 제거하여 비용의 절감이 가능하다.Accordingly, although the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 캐리어 보드
50: 카메라
100: 호스트 CPU
200: 프레임 그래버1: Carrier board
50: Camera
100: Host CPU
200: frame grabber
Claims (11)
상기 캐리어 보드에 COM(Computer-On-Module) express 규격으로 모듈화되어 탑재되는 호스트(Host) CPU; 및
상기 캐리어 보드 상에 일체형으로 구현되어 카메라에 의해 촬상되는 영상을 획득하여 상기 호스트 CPU에서 처리 가능한 신호로 변환하는 프레임 그래버(frame grabber)를 포함하고,
상기 프레임 그래버는 다수의 프레임 그래버 보드를 포함하되, 상기 다수의 프레임 그래버 보드 각각은 상기 카메라와 연결되는 커넥터 및 상기 호스트 CPU와 통신을 위한 PCI Express 칩셋을 포함하며,
상기 호스트 CPU는 상기 프레임 그래버로부터 전달된 비젼 데이터에 비젼 알고리즘을 적용하여 제어 정보를 생성하되,
상기 비젼 알고리즘은 이진화 영상을 획득하는 과정, 상기 이진화 영상에 침식과 팽창 연산을 수행하여 노이즈를 제거하는 과정, 상기 이진화 영상을 기초로 기판에 실장된 칩의 영역을 결정하여 추출하는 과정을 포함하는 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치.A carrier board;
A host CPU module mounted on the carrier board in a COM (Computer-On-Module) express standard; And
And a frame grabber which is integrally implemented on the carrier board and converts an image captured by the camera into a signal that can be processed by the host CPU,
Wherein the frame grabber includes a plurality of frame grabber boards, each of the plurality of frame grabber boards including a connector coupled to the camera and a PCI Express chipset for communicating with the host CPU,
Wherein the host CPU generates control information by applying a vision algorithm to the vision data transmitted from the frame grabber,
The vision algorithm includes a process of obtaining a binarized image, a process of removing noise by performing an erosion and an expansion process on the binarized image, and a process of determining and extracting a region of a chip mounted on the substrate based on the binarized image Single modular device using carrier board.
상기 프레임 그래버는, 상기 카메라에서 촬상한 영상으로부터 상기 비젼 데이터(vision data)를 추출하여 상기 호스트 CPU에 전달하는 캐리어 보드를 이용한 단일 모듈화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the frame grabber extracts the vision data from the image captured by the camera and transmits the extracted vision data to the host CPU.
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