Microchip bringt CoaXPress 2.0 Chips für 12,5 Gbps Machine Vision über ein einzelnes Kabel

Für Machine-Vision-getriebene Produktionslinien ist die Geschwindigkeit der Bildaufnahme oft der Flaschenhals. Microchip Technology hat dieser Herausforderung mit einer Single-Chip-Physical-Layer-Schnittstelle geantwortet, die Stromversorgung, Video, Steuerung und Link-Integritätstests in einer Lösung vereint – vollständig konform mit dem neuen 12,5 Gbps CoaXPress 2.0 Standard.

In enger Zusammenarbeit mit der Japan Industrial Imaging Association (JIIA) und wichtigen Industriepartnern hat Microchip seine EQCO125X40-Familie verfeinert, um das volle Potenzial der CoaXPress-Spezifikation auf dem Fabrikboden freizusetzen. Die Geräte kombinieren einen Equalizer, Kabeltreiber und Clock-Data-Recovery (CDR) in einem einzigen Chip mit niedriger Latenz und niedrigem Stromverbrauch, was Kameras und Frame-Grabber-Herstellern ermöglicht, hochauflösendes Video, Steuersignale und bis zu 13 W Leistung über ein einziges Koaxialkabel zu übertragen.

Diese Integration vereinfacht das Systemdesign, maximiert den Durchsatz und vereinfacht den Einsatz in hochvolumigen Abfüll-, Lebensmittelinspektions- und industriellen Imaging-Umgebungen.

Die EQCO125X40-Serie ist die erste kommerzielle Implementierung der CoaXPress-2.0-Spezifikation. Sie ist abwärtskompatibel, integriert CDR auf jeder Geschwindigkeitsstufe und beinhaltet einen kameraseitigen Takt, um realen Betriebsanforderungen gerecht zu werden. Das Ergebnis ist ein 4- bis 8-facher Durchsatzschub, vierfache erreichbare Kabellänge, reduzierter Stromverbrauch und nahezu null Latenz.

Designtoleranz und Flexibilität werden weiter verbessert: Die Chips synchronisieren auf allen Frequenzen bei jeder Geschwindigkeit, eliminieren die Notwendigkeit mehrerer Kanäle durch 12,5 Gbps über ein einzelnes Kabel und erweitern Kabeloptionen. Der integrierte CDR verbessert die Jitter-Leistung, während die kameraseitige Niedrigfrequenz-Taktrückgewinnung die Notwendigkeit separater FPGA-Taktprogrammierung beseitigt. Echtzeit-Link-Integritätstests sind integriert und ermöglichen kontinuierliche Überprüfung der Kabelgesundheit vor und während des Betriebs.

„Der integrierte CDR lässt unsere Kunden ihre Designs entspannen, da er viele Komplexitäten bereinigt, die sonst manuell gehandhabt werden müssten“, sagt Zeph Freeman, Microchips Marketing Manager. „Das von uns hinzugefügte Niedrigfrequenz-Taktsignal beseitigt die Notwendigkeit, einen Takt vom Frame Grabber abzurufen, und das Link-Integritätstest-Feature wird von Nutzern hoch geschätzt.“

Latenz und Timing-Genauigkeit sind auf schnellen Produktionslinien kritisch; die Leistung des Chips in diesen Bereichen ist ein wesentlicher Differenzierungsfaktor. Freeman merkte auch an, dass das Gerät als Kabel-Repeater fungieren kann und die Konnektivität um zusätzliche 35–40 m erweitert.

Für Frame-Grabber-Designer vereinfacht die neue Familie die Entwicklung robuster, leistungsstarker Produkte und senkt die Kosten. Die Chips unterstützen Pre-Setup und Echtzeit-Kabelqualitätstests und können auf 50 Gbps über mehrere Kabel skaliert werden.

Active Silicon CTO Chris Beynon lobte die kompakte, niedrigkomponentige Equalizer-Lösung und hob ihre Fähigkeit hervor, Echtzeit-Kabelmargen-Tests durchzuführen, die alternde oder abgenutzte Kabel erkennen, bevor Fehler auftreten.

Mit Microchips CXP-Geräten können Hersteller den gleichen Durchsatz von zwei Kameraports erreichen, der zuvor vier erforderte. Der Echtzeit-Niedrigfrequenztakt an der Kameraseite liefert präziseres Timing, und die Chips können auch als Repeater fungieren, was die Link-Distanzen weiter verlängert. „Wir unterstützen eine Verdopplung des Datendurchsatzes bei gleichbleibenden Systemkosten“, bemerkt Andre Jacobs, Adimec Marketing- und Vertriebsdirektor.

Sachio Kiura, Vorsitzender der Japan Industrial Imaging Association, zeigte sich begeistert: „Wir freuen uns, Microchip dabei zu sehen, wie sie niedrigenergetische, leistungsstarke CoaXPress-2.0-Lösungen bringen, die vollständig der neuesten Spezifikation entsprechen.“

Jenseits industrieller Inspektion erwartet Microchip, dass seine CoaXPress-2.0-Familie Verkehrsüberwachung, Überwachung, medizinische Inspektionssysteme und eingebettete Vision-Lösungen transformieren wird. Die Familie sitzt in einem breiteren Portfolio, einschließlich 12 Gbps PolarFire FPGAs, die CoaXPress nativ mit minimalem Entwickleraufwand unterstützen und niedrigenergetische, niedriglatente, kleine-Footprint-Lösungen liefern.

CoaXPress ist ein offener, lizenzfreier, asymmetrischer Hochgeschwindigkeits-Serielle-Kommunikationsstandard für Machine Vision, industrielle Inspektion und Verkehrsüberwachung. Er verbindet Hochleistungskameras mit Frame Grabbern über Standard-75-Ω-Koaxialkabel und überträgt Daten, Video, Standbilder, Kamerasteuerung, Triggerung und bis zu 13 W Leistung über ein einzelnes Kabel bis 100 m, باستخدام BNC, Micro-BNC oder HD-BNC-Stecker.

CoaXPress 2.0, letztes Jahr ratifiziert, erhöht die Übertragungsrate auf 12,5 Gbps für Kabel bis 40 m und unterstützt bis zu 40 Mbit/s bidirektionale Kommunikation, was höhere Bildraten oder Auflösungen für Bildgebungs-Systeme der nächsten Generation ermöglicht.

Evaluierungsplatinen für die Sender-, Empfänger- und Repeater-Varianten von Microchips CoaXPress-2.0-Familie sind zur Entwicklungsunterstützung verfügbar. Die Familie umfasst ein reines Sender-Kameraseiten-Gerät und drei Single-Chip-Transceiver-Optionen, jeweils in einem 16-Pin-QFN-Gehäuse und vollständig abwärtskompatibel zur 1.1-Familie.