双光通信接口实现高速数据转发，助力高端半导体与显示面板检测技术革新

随着半导体先进制程晶圆缺陷检测（Wafer AOI）、超高分辨率微显示技术（Micro-LED / OLEDoS）以及锂电池高速在线检测设备的不断升级，机器视觉系统对图像传输带宽及实时算法处理能力的要求已达到前所未有的高度。

传统基于铜质同轴电缆的系统在传输大容量数据时，面临传输距离受限、电缆重量及体积较大，以及易受电机、变频器周边电磁干扰（EMI）影响等结构性挑战。

作为一家专注于工业高可靠性硬件及图像处理解决方案的专业企业，AVAL DATA 面向全球及大中华区市场，正式推出支持新一代 CoaXPress-over-Fiber（CoF）标准的图像采集卡 APX-36C1-DF。

该产品配备双 QSFP28 接口，可提供以下核心优势：

  • 100Gbps 超高速传输带宽
  • 基于菊花链（Daisy Chain）的无损数据转发（Data Forwarding）
  • PCIe 4.0（Gen4）x8 高速主机总线

通过上述技术，APX-36C1-DF 能够在高负载检测算法环境下，构建从图像采集到多台 PC 分布式并行计算的高可靠性系统架构。

一、解决行业核心难题：实现超越传统同轴传输及 40G CoF 的技术升级

目前，机器视觉市场上大多数光纤传输解决方案仍停留在 40Gbps（QSFP+）带宽水平，难以充分发挥 8K/16K 超高速线扫描相机及数亿像素面扫描相机的性能潜力，系统传输带宽已逐渐成为制约设备性能提升的关键因素。

针对半导体及显示面板检测设备行业的严苛需求，AVAL DATA APX-36C1-DF 有以下三大优势，提供差异化解决方案：

  • 卓越的数据吞吐能力
  • 灵活的分布式计算扩展能力
  • 无损传输（Zero Frame drop）的稳定性

1. 100Gbps 单根光纤无损传输，具备卓越的抗电磁干扰（EMI）能力

① 突破长距离传输限制

采用标准 QSFP28 光收发模块及通用 OM4 多模光纤，可实现最长 100m 的稳定传输，有效降低长距离传输带来的信号衰减影响。同时，光纤传输能够避免工厂内大功率伺服电机、变频器等设备产生的电磁干扰。

② 轻量化布线，提升设备运行可靠性

以单根柔性光纤取代多根粗重的铜质同轴电缆，简化龙门机构（Gantry）及机械臂的拖链（Cable Carrier）布线设计，并显著提升电缆系统的耐疲劳性能。

2. 内置双 QSFP28 端口：通过硬件实现低延迟数据转发（Data Forwarding）

① 突破单主机处理瓶颈

当 100Gbps 大容量图像数据流全部由单台工业 PC 接收和处理时，容易出现 CPU/GPU 内存总线饱和及算法处理瓶颈。

② 基于硬件镜像的菊花链分布式处理

APX-36C1-DF 板载 两个 QSFP28 端口，支持基于菊花链架构的硬件实时图像复制与转发。

无需额外的外置分配器或复杂的网络交换机，即可将第一台 PC 接收到的图像数据实时转发至第二台或更多 PC，实现低延迟、无数据损失的数据分发。
 
该架构可轻松构建多台 PC 分布式并行检测系统，例如同时执行以下任务：
  • 表面缺陷检测
  • 3D 精密测量
  • AI 深度学习推理
通过多任务并行处理，可进一步提升整体检测效率。



3. PCIe 4.0 x8 总线 + 双路独立缓冲区（2GB × 2），实现“零丢帧”

① 消除主机总线瓶颈
采用 PCIe 4.0（Gen4）x8 高速总线，单通道传输速率为 16GT/s，可支持图像数据通过 DMA 高速传输至主机内存，有效降低数据传输延迟。

② 双路独立缓冲区架构
不同于常见的单缓冲区设计，该产品配备 2GB × 2 的独立板载 DDR4 缓冲区。
即使主机操作系统出现瞬时处理延迟或 DMA 负载波动，也能通过硬件缓冲机制吸收瞬时负载变化，为连续图像采集提供可靠保障，助力实现零丢帧运行。

4. 工业级隔离 I/O 与高精度外部设备同步
 
标准配置包括：
  • 4 通道光耦隔离 I/O
  • 4 通道 TTL 输入
  • 4 通道 RS-422
该产品可支持编码器信号连接及高速脉冲触发控制。

通过亚微秒级、低抖动的硬件同步机制，支持高速运动平台上的精密飞拍（On-the-Fly）图像采集，满足高动态检测场景对同步精度的严苛要求。

二、主要适用工艺及应用领域
 
1. 半导体及晶圆制造
  • 晶圆宏观缺陷检测（Macro Defect）
  • 光罩/掩模版检测（Reticle AOI）
  • 高速划片及切割过程监控

2. 先进显示面板

  • OLED、Micro-LED、OLEDoS 高速点亮检测
  • 高精度 Mura（显示不均匀性）缺陷检测

3. 锂电池及先进制造

  • 电池电极高速涂布检测
  • 光伏晶圆在线检测
  • 高分辨率医疗与工业成像应用，包括 OCT、声学显微镜等

三、产品规格

1. APX-36C1-DF Model

    




项目

详细内容

型号

APX-36C1-DF

图像输入接口

CoaXPress over Fiber 100Gbps 光纤（QSFP28）

相机供电输出

无

板载内存

2GByte × 2

系统总线

PCI Express 4.0 (Gen4) 16GT/s ×8

通用 I/O

光耦输入（OPT-IN）：4通道 / 光耦输出（OPT-OUT）：4通道

电源

TTL输入（TTL-IN）：4通道 / TTL输出（TTL-OUT）：1通道

RS422输入（RS422-IN）：4通道

+12V (+5% / -8%)，仅限外部供电

（由 PCIe 规范的 2×3 连接器供电，最大 6.25A）

工作环境

温度：0℃～45℃，湿度：35%～85%（无结露）

外形尺寸

227.65mm × 111.15mm（不含突起部分）

环保标准

RoHS10、A30C5

适用认证标准

CE（EN IEC 61000-6-2, EN IEC 61000-6-4, EN IEC 63000）

支持操作系统

Windows 10/11 64位

软件（选配件）

软件开发套件：AZP-ACAP-02 (SDK-AcapLib2)

2. CXP-12 Quad vs APX-36C1-DF model



核心功能及规格

传统 CXP-12 Quad / 40G CoF

AVAL DATA APX-36C1-DF

光纤接口带宽

40Gbps（QSFP+）/ 50Gbps

100Gbps（QSFP28）

数据转发（DF）

需要外置分配器或分路器

板载双 QSFP28 接口，原生支持硬件菊花链转发

主机总线

PCIe 3.0 x8

PCIe 4.0（Gen4）x8（16GT/s）

板载内存结构

1GB～2GB 共享缓冲区

2GB × 2 独立双缓冲区架构

四、经过验证的硬件技术实力与亚洲本地化技术支持

AVAL DATA 凭借 60 多年来在工业精密控制及图像处理硬件领域积累的设计经验，持续为客户提供适用于严苛工业环境的高可靠性硬件产品，致力于降低设备故障率并保障长期稳定供货。 为紧跟检测设备市场的快速发展趋势，AVAL GLOBAL 技术支持团队将提供成熟完善的自主软件开发套件 SDK-AcapLib2，并支持与 GenICam/CXP 标准的兼容性，帮助客户高效构建机器视觉应用系统。 

五、产品咨询与技术支持

如需了解 APX-36C1-DF 的详细产品规格、申请演示板借用或进行技术咨询，欢迎通过 AVAL GLOBAL网站或联系当地销售及技术支持团队获取进一步信息。