CoaXPress 2.1 su cavi in ​​fibra ottica è più veloce e più stabile

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Fino al rilascio dello standard CoaXPress v2.1 nel 2021, l'unico mezzo fisico tra fotocamere, PC e frame grabber per l'interfaccia CoaXPress (CXP) era il cavo coassiale da 75 Ω. Per la maggior parte delle applicazioni di visione, allora come oggi, l'interfaccia CXP 2.1, con la sua capacità di trasferire dati fino a 12,5 Gbps (Gigabit al secondo) per collegamento su un singolo cavo coassiale, si adatta perfettamente ai sistemi di ispezione ad alto rendimento, al controllo qualità e agli stabilimenti di produzione. esigenze di automazione. CXP 2.1 su cavo coassiale è più veloce e più stabile di GigE Vision, USB3 o Camera Link e ha dimostrato di essere l'equilibrio ideale tra costi e requisiti crescenti di velocità più elevate, cavi di lunghezza estesa, dissipazione del calore e erogazione di energia.

Quindi, chi vorrebbe cambiare quella formula vincente?

Si scopre che lo ha fatto la Japan Industrial Imaging Association (JIAA), insieme alla European Machine Vision Association, all'Association for Advancing Automation e a un consorzio di aziende di visione artificiale che compongono il comitato standard CoaXPress. Il comitato ha riconosciuto che la trasmissione della larghezza di banda si sta rapidamente evolvendo verso 100, 200 e persino 400 Gbps, ovvero velocità ben oltre le capacità dei semplici cavi coassiali. Ha modificato CXP v2.1 con una leggera aggiunta che ha consentito ai collegamenti in fibra ottica di funzionare con il protocollo CoaXPress. Con quel colpo audace, hanno introdotto il settore della visione artificiale a CoaXPress Over Fiber o CXPoF.

Per coloro che non hanno familiarità con CoaXPress, è stato introdotto per la prima volta nel 2007 come comunicazione seriale asimmetrica punto a punto destinata ad applicazioni di visione che richiedevano un throughput elevato e una trasmissione di dati ad alta velocità. La versione originale (CXP-6) consentiva a un cavo coassiale standard utilizzando connettori DIN push-pull di trasferire dati a velocità fino a 6,25 Gbps, con una velocità dati effettiva di 5,0 Gbps a causa del sovraccarico di codifica 8b10b. Se aggregato su due o quattro collegamenti, CXP-6 supportava una larghezza di banda fino a 25 Gbps dalla fotocamera al frame grabber. CXP richiede un frame grabber a differenza delle applicazioni GigE Vision che utilizzano schede di interfaccia di rete (NIC) standard. Poiché GigE Vision si basa su una scheda NIC, la gestione dei pacchetti di dati viene eseguita da un driver, caricando in modo significativo la CPU host.

Considerando che all’epoca le interfacce Camera Link e GigE rappresentavano il limite massimo di velocità del sistema, CXP è stata un’innovazione molto gradita. L'industria ha celebrato anche una serie di altri attributi, come l'attivazione più precisa, lunghezze dei cavi più lunghe e l'integrazione di un cavo singolo per dati, controllo, alimentazione (PoCXP) e comunicazioni. PoCXP ha semplificato la complessità del sistema di imaging eliminando la necessità di far passare cavi di alimentazione aggiuntivi attorno all'ingombro del progetto.

CoaXPress è un'interfaccia a bassa latenza e basso rumore, fondamentale nelle applicazioni industriali e mediche. Settori diversi, dai produttori di semiconduttori e OLED, ai sistemi di traffico intelligenti e alla ricerca biomedica, hanno rapidamente adottato lo standard CXP. I sistemi di imaging legacy, come quelli presenti sui vecchi aerei militari, disponevano già di un cavo coassiale per il collegamento di telecamere analogiche. Gli ingegneri hanno trovato semplice aggiornare l'analogico a CXP sostituendo i frame grabber e installando nuove telecamere CXP.

Considerando che all’epoca le interfacce Camera Link e GigE rappresentavano il limite massimo di velocità del sistema, CXP è stata un’innovazione molto gradita.

Lo standard CXP v2.1 ha aumentato ulteriormente la velocità. Ha introdotto due nuove velocità incredibilmente veloci: 10 Gbps (CXP-10) e 12,5 Gbps (CXP-12) che hanno effettivamente raddoppiato la larghezza di banda della versione originale. Poiché CXP è scalabile da uno (singolo) a due (doppio) o quattro (quadrupli) cavi per telecamera, il protocollo CXP 2.1 può raggiungere in modo affidabile larghezze di banda fino a 50 Gbps da una telecamera quad link se si utilizzano quattro cavi. CXP-12 precede 10GigE e USB 3.1 Gen 2 che possono trasferire 10 Gbps.

Inoltre, CXP v2.1 ha aggiunto il supporto per l'interfaccia di programmazione generica GenICam e GenDC (Generic Data Container). GenDC è un modulo utilizzato per rappresentare, trasmettere o ricevere vari tipi di dati. GenDC prende di mira dati di immagine relativi alla visione artificiale, come 2D, 3D e multispettrali, nonché metadati come informazioni aggiuntive, istogrammi e statistiche.