CoaXPress 2.1 по оптоволоконным кабелям работает быстрее и стабильнее

Источник изображения: BitFlow

До выпуска стандарта CoaXPress v2.1 в 2021 году единственной физической средой между камерами, ПК и устройствами захвата кадров для интерфейса CoaXPress (CXP) был коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом. Для большинства приложений машинного зрения тогда и сейчас интерфейс CXP 2.1 — с его способностью передавать данные со скоростью до 12,5 Гбит/с (Гигабит в секунду) на канал по одному коаксиальному кабелю — идеально подходит для высокопроизводительных систем контроля, контроля качества и производства. потребности в автоматизации. CXP 2.1 по коаксиальному кабелю работает быстрее и стабильнее, чем GigE Vision, USB3 или Camera Link, и оказался идеальным балансом между затратами и растущими требованиями к более высоким скоростям, увеличенной длине кабелей, рассеиванию тепла и подаче электроэнергии.

Итак, кто захочет изменить эту формулу победы?

Оказывается, это сделала Японская ассоциация промышленной визуализации (JIAA), а также Европейская ассоциация машинного зрения, Ассоциация по развитию автоматизации и консорциум компаний, занимающихся машинным зрением, которые составляют комитет по стандартизации CoaXPress. Комитет признал, что полоса пропускания быстро развивается до 100, 200 и даже 400 Гбит/с, то есть скорости, значительно превосходящие возможности простых коаксиальных кабелей. Он внес в CXP v2.1 небольшое дополнение, которое позволило оптоволоконным каналам работать с протоколом CoaXPress. Этим смелым шагом они представили индустрии машинного зрения CoaXPress Over Fiber или CXPoF.

Для тех, кто не знаком с CoaXPress, он был впервые представлен еще в 2007 году как асимметричная последовательная связь «точка-точка», предназначенная для приложений машинного зрения, требующих высокой пропускной способности и высокоскоростной передачи данных. Первоначальная версия (CXP-6) позволяла передавать данные по стандартному коаксиальному кабелю с двухтактными разъемами DIN со скоростью до 6,25 Гбит/с с эффективной скоростью передачи данных 5,0 Гбит/с из-за накладных расходов на кодирование 8b10b. При объединении двух или четырех каналов CXP-6 поддерживал пропускную способность до 25 Гбит/с от камеры до устройства захвата кадров. Для CXP требуется устройство захвата кадров, в отличие от приложений GigE Vision, которые используют стандартные сетевые интерфейсные карты (NIC). Поскольку GigE Vision использует сетевую карту, управление пакетами данных выполняется драйвером, при этом существенно нагружая центральный процессор.

Учитывая, что интерфейсы Camera Link и GigE в то время были пределом скорости системы, CXP был очень долгожданным нововведением. В отрасли также отмечено множество других качеств, таких как более точный запуск, большая длина кабеля и интеграция одного кабеля для передачи данных, управления, питания (PoCXP) и связи. PoCXP упростил систему визуализации, устранив необходимость прокладки дополнительных силовых кабелей по территории проекта.

CoaXPress — это интерфейс с низким уровнем задержки и шума, который имеет решающее значение в промышленных и медицинских приложениях. Такие разнообразные отрасли, как производители полупроводников и OLED, интеллектуальные системы дорожного движения и биомедицинские исследования, быстро приняли стандарт CXP. Устаревшие системы визуализации, например, те, что установлены на старых военных самолетах, уже имели коаксиальный кабель для подключения аналоговых камер. Инженеры обнаружили, что модернизировать аналог до CXP несложно, заменив устройства захвата кадров и установив новые камеры CXP.

Учитывая, что интерфейсы Camera Link и GigE в то время были пределом скорости системы, CXP был очень долгожданным нововведением.

Стандарт CXP v2.1 еще больше увеличил скорость. Он представил две невероятно быстрые новые скорости: 10 Гбит/с (CXP-10) и 12,5 Гбит/с (CXP-12), которые фактически удвоили пропускную способность исходной версии. Поскольку CXP масштабируется от одного (одиночного) до двух (двойных) или четырех (четверных) кабелей на камеру, протокол CXP 2.1 может надежно обеспечить пропускную способность до 50 Гбит/с от одной четырехканальной камеры при использовании четырех кабелей. CXP-12 опережает 10GigE и USB 3.1 Gen 2, которые могут передавать данные со скоростью 10 Гбит/с.

Кроме того, в CXP v2.1 добавлена ​​поддержка универсального программного интерфейса GenICam и GenDC (общего контейнера данных). GenDC — это модуль, который используется для представления, передачи или получения различных видов данных. GenDC нацелен на данные изображений, связанные с машинным зрением, такие как 2D, 3D и мультиспектральные, а также метаданные, такие как дополнительная информация, гистограммы и статистика.