COM Express 與邊緣運算 Part 3 技術白皮書封面圖

COM Express 與邊緣運算 Part 3

打造可擴充的智慧型工業系統

COM Express - Part 1 & Part 2 重點回顧

模組化架構的價值

在Part 1 & Part 2 COM Express 介紹中,我們先從技術規格與平台策略說明其在 IPC 產業的定位。COM Express 透過標準化 Computer-on-Module 與客製化 Carrier Board 分工,將 CPU、記憶體、BIOS、電源管理與高速訊號集中於模組端,並由載板依應用需求配置 LAN、USB、PCIe、CAN、COM、顯示、儲存與電源介面,讓設備製造商能在維持既有機構與 I/O 架構下,逐步升級運算核心,降低重複設計、驗證與供應鏈風險。從尺寸與 Type 來看,Mini、Compact、Basic 與 Extended 對應不同空間、功耗與效能需求;Type 6 適合顯示、通用 I/O、機器視覺與工業控制,Type 7 聚焦高速 Ethernet、PCIe 與高資料吞吐應用,Type 10 則適合低功耗、小尺寸嵌入式裝置。相較於 SBC、COM-HPC、Qseven 與 SMARC,COM Express 的優勢在於成熟生態、中高階效能、擴充彈性與長生命週期平衡。

 

瑞傳的優勢

瑞傳也透過涵蓋 Type 6、Type 7、Type 10 的產品組合,搭配載板設計、BIOS 客製化、散熱規劃、系統驗證與長期供貨,協助客戶縮短開發時程並建立可持續升級的平台。

Portwell COM Express modular computing architecture and edge computing applications diagram

瑞傳 COM Express 成功案例

垂直應用領域:醫療照護 / 醫療 (Healthcare / Medical)

嵌入式運算平台推進超音波檢查設備升級

面臨挑戰:
現代超音波系統必須處理高解析度影像資料,並提供高反應速度的圖形介面。同時,系統還需連接多種醫療周邊設備,並在有限的機構空間與散熱條件下維持穩定運作。

瑞傳解決方案:
在此應用中,PCOM-B659 COM Express Type 6 Compact 模組作為影像處理、人機介面(HMI)操作與系統控制的核心運算平台。Type 6 提供了顯示介面、高速儲存連接及通用 I/O,同時具備 PCIe 擴充能力,以整合影像擷取裝置、訊號處理元件、儲存裝置及未來的加速模組。

導入效益:
透過將運算模組與客製化載板分離,設備開發商能在不同的超音波產品型號中重複使用相同的系統架構,並能彈性調整周邊配置與效能等級。此方法有助於加速原型驗證、提升產品線開發效率,並讓未來的運算平台升級更加輕鬆。

Diagram of Portwell COM Express modular architecture applied in medical ultrasound examination devices

垂直應用領域:國防 (Defense)

國防邊緣運算:反無人機系統的即時反應能力

面臨挑戰:
反無人機系統必須同時接收雷達與射頻 (RF) 感測器資料,並以極低延遲執行物件追蹤、威脅分類及傳送指令。這些工作負載需要伺服器等級的運算能力、高頻寬網路、彈性的 PCIe 擴充,以及能在嚴苛環境下維持運作的高可靠性。

瑞傳解決方案:
PCOM-B707GT COM Express Type 7 模組為此架構提供了理想的邊緣運算基礎。其高速乙太網路資源支援多感測器資料傳輸;同時,其強大的運算與擴充能力可實現軌跡分析、AI 輔助射頻識別、指揮與控制視覺化,以及自動化反制措施的執行。

導入效益:
此案例充分展示了為何 Type 7 非常適合那些顯示輸出為次要需求,但對資料吞吐量、確定性回應 (Deterministic Response)、網路效能及強固型部署有嚴格要求的系統應用。

Diagram of a real-time anti-drone defense system powered by Portwell COM Express Type 7 module PCOM-B707GT

垂直應用領域:網路 / 通訊 (Networking / Communication)

無人載具平台:無線通訊與控制的通用核心

面臨挑戰:
無人機 (UAV)、無人車 (UGV) 與無人船 (USV) 等平台日益依賴長距離無線通訊與即時影像傳輸。同時,它們也需要多感測器整合,以及現場設備與地面站之間的協同控制。

瑞傳解決方案:
PCOM-B706GT COM Express Type 7 模組可作為核心的運算與通訊聚合平台。其高頻寬 I/O 與 PCIe 擴充資源支援與 5G NR、長距離無線模組及 Wi-Fi 的整合,並能連接網路控制器、影像擷取裝置、AI 加速器與高速儲存設備。

導入效益:
模組化架構讓開發人員能針對不同的無人載具平台客製化載板,同時保留通用的運算、通訊與軟體資產。這不僅提升了跨專案的設計重複使用率,更降低了從概念驗證 (PoC) 系統推進到穩定量產平台的工程風險。

Architecture diagram of a wireless communication and control system for unmanned platforms based on Portwell COM Express

垂直應用領域:倉儲物流 (Warehousing / Logistics)

智慧物流:AGV 與 AMR 系統的低功耗邊緣控制

面臨挑戰:
AGV(無人搬運車)與 AMR(自主移動機器人)運作於動態環境中,必須持續處理來自攝影機、光達 (LiDAR)、雷達、慣性測量單元 (IMU)、定位裝置及無線通訊模組的資訊。其運算平台必須支援即時路徑決策與避障,同時還要滿足嚴格的空間、功耗與散熱限制。

瑞傳解決方案:
PCOM-BA03 COM Express Type 10 Mini 模組為車載控制與感測器整合提供了精巧、低功耗的運算平台。其架構專為重視高能源效率、小尺寸與可靠運作的應用所設計;在這些情境下,必備的工業 I/O 介面往往比伺服器等級的處理效能更為關鍵。

導入效益:
透過客製化載板,製造商能針對不同的 AGV 與 AMR 車款彈性調整通訊介面、感測器連接、儲存與電源配置;同時,還能在跨世代的產品中,維持一致的運算平台架構。

Portwell COM Express Type 10 architecture for smart logistics AGV/AMR.

COM Express 如何落實於實際應用

以上案例展示了 COM Express 模組如何因應不同的應用需求,涵蓋醫療影像、國防邊緣運算、無人載具通訊及智慧物流等領域。

開發人員可將標準化運算模組搭配針對特定應用設計的載板,重複運用既有的核心平台設計。這種方式不僅能加速系統開發,也能為後續的硬體升級與平台演進保留更清晰的升級路徑。

Part 3 結論:COM Express 奠定工業系統的未來升級基礎

綜觀 COM Express 的技術定位,它不只是小型化板卡規格,更是協助工業設備邁向平台化、長生命週期與持續升級能力的重要架構。面對智慧製造、醫療影像、智慧交通、網通資安、國防系統、IoT 與 Edge AI 等應用,終端設備必須在有限的空間、功耗與散熱條件下,整合更高效能運算、高速 I/O、網路、儲存及多元感測介面。

若每次處理器世代更新或應用需求改變,都必須重新設計完整主機板,將大幅增加開發時程、驗證成本與供應鏈風險

COM Express 的核心價值,在於將「運算核心標準化」與「應用介面客製化」分離。COM 模組負責 CPU、記憶體、BIOS、電源管理及高速訊號;Carrier Board 則依據終端應用配置 LAN、USB、PCIe、CAN、COM、GPIO、M.2、顯示及電源等介面。如此一來,設備製造商便能在維持既有機構設計與 I/O 架構的前提下,依不同的效能、功耗及市場需求更換或升級模組,降低平台轉換風險。

從 Type 6、Type 7 到 Type 10,COM Express 可分別對應工業控制、機器視覺、Edge AI、高速網通、邊緣伺服器及低功耗嵌入式裝置等應用。相較於 SBC,它具備
更高的升級能力與客製化彈性;相較於 COM-HPC,則擁有更成熟的工業部署基礎與更佳的成本平衡。隨著邊緣 AI、高速介面、異構運算及遠端管理需求持續提升,COM Express 將持續成為工業客戶打造可長期維護、可升級、可量產智慧設備的重要平台基礎。

COM Express Part-3_資產 86

Portwell DMS 服務理念

瑞傳設計製造服務 (DMS, Design & Manufacturing Services)的服務價值,是將 COM Express 從單一模組供應延伸為完整產品實現能力。對工業設備客戶而言,成功導入 COM Express 不只取決於模組規格,更需要整合載板設計、I/O 配置、電源、散熱、BIOS、韌體、機構、驗證與量產維護。Portwell 可在專案早期協助客戶選擇合適的 Type 6、Type 7 或 Type 10 模組,並依據效能、功耗、尺寸、AI 加速、網路頻寬與長期供貨需求,規劃最適平台架構。

透過 Carrier Board 客製化、BIOS/EC 調校、系統驗證、熱設計與生命週期管理,Portwell DMS 能協助客戶縮短開發時程、降低改版風險,並確保產品在醫療、交通、國防、網通、工控與智慧物流等場域穩定量產部署。這使 Portwell 不只是硬體供應商,更是協助客戶將創新應用轉化為可靠工業系統的技術夥伴。