CoaXPress 2.0-Chips ermöglichen maschinelles Sehen mit 12,5 Gbit/s über ein einzelnes Kabel

Eines der Haupthindernisse bei der Ermöglichung eines schnelleren Durchsatzes der Produktionslinie, wo maschinelles Sehen erforderlich ist, ist die Bilderfassungsfunktion. Um dies zu beheben, hat Microchip Technology ein Ein-Chip-Physical-Layer-Schnittstellengerät eingeführt, das Leistungs-, Video-, Steuer- und Signalverbindungsintegritätstests in Übereinstimmung mit dem neuen 12,5 Gbit/s CoaXPress 2.0-Schnittstellenstandard für Hochgeschwindigkeits-Bildgebung in professionellen und industrielle Anwendungen.

Microchip sagte, es habe mit der Standardorganisation der Japan Industrial Imaging Association (JIIA) und ihren Hauptkunden zusammengearbeitet, um sein Angebot in Verbindung mit CoaXPress (CXP) zu optimieren, damit die Vorteile der Spezifikation in der Fabrik voll ausgeschöpft werden können. Die neue EQCO125X40-Familie von CXP-Geräten bietet Übertragungslösungen mit geringer Latenz und geringem Stromverbrauch, die einen Equalizer, einen Kabeltreiber und eine Taktdatenwiederherstellung in einem einzigen Chip integrieren Steuersignalisierung zusammen mit Strom über ein einzelnes Koaxialkabel.

Dies trägt dazu bei, das Design von Bildverarbeitungssystemen zu rationalisieren, die Übertragungsgeschwindigkeit zu maximieren und den Einsatz bei Abfüllvorgängen mit hohem Volumen, Lebensmittelinspektion, Industrieinspektion und Bildgebungsanwendungen zu vereinfachen.

Microchip sagte, dass diese Gerätefamilie die erste ist, die den CXP 2.0-Standard implementiert, ausgehend von einem neuen abwärtskompatiblen Design basierend auf der Spezifikation, mit einer integrierten Taktdatenwiederherstellung (CDR) auf allen Geschwindigkeitsstufen und einem kameraseitigen Takt zur Unterstützung der Anforderungen realer Umgebungen. Die Geräte erhöhen den Durchsatz der Bildverarbeitungsverarbeitung erheblich, indem sie Kameras und Erfassungskarten ermöglichen, vier- bis achtmal schneller als alternative Lösungen zu übertragen. Darüber hinaus ermöglichen die Geräte die vierfache Kabel-/Link-Distanz bei viel geringerer Leistung und nahezu null Latenz.

Die Produktfamilie erhöht auch die Designtoleranzen und die Flexibilität, indem sie alle Frequenzen bei jeder Geschwindigkeit nahtlos einrastet, und macht mehrere Kanäle überflüssig, indem sie 12,5 Gbit/s Bandbreite über ein einziges Kabel unterstützt. Breitere Verkabelungsoptionen stellen sicher, dass Systeme bei Bedarf installiert werden können und das integrierte CDR verbessert die Jitter-Leistung für das von der Kamera an die Aufnahmekarte gesendete Signal. Die niederfrequente Taktrückgewinnung in der Kamera macht die Programmierung eines separaten Takts im FPGA überflüssig. Der integrierte Link-Signalintegritätstest ermöglicht es dem System, vor und während des Betriebs Echtzeitprüfungen der Kabelverbindungsintegrität durchzuführen.

In einem Interview mit embedded sagte Zeph Freeman, Marketing Manager bei Microchip:„Die integrierte Taktdatenwiederherstellung ermöglicht es unseren Kunden, ihr Design zu entspannen, da sie dabei hilft, viele der Dinge zu bereinigen, die Sie sonst im Design berücksichtigen müssten. Außerdem haben wir ein niederfrequentes Taktsignal integriert, wodurch das Abrufen eines Taktsignals vom Framegrabber entfällt. Außerdem schätzen die Kunden die integrierte Funktion zum Testen der Integrität der Signalverbindung sehr.“

Er erklärte die Bedeutung von Latenz und Genauigkeit und sagte, diese seien von entscheidender Bedeutung, da sich Objekte in Produktionslinien viel schneller bewegen. Freeman fügte hinzu, dass der Chip auch als Kabel-Repeater verwendet werden kann, was 35-40 Meter Entfernung hinzufügt.

Für Kartenhersteller macht es das neue Angebot von Microchip einfacher und kostengünstiger, robustere Produkte zu entwickeln, die Kunden überall dort einsetzen können, wo sie sie in der Produktionslinie benötigen. Die Produkte ermöglichen die Durchführung von Pre-Setup- und Echtzeit-Qualitätstests für Kabelverbindungen. Benutzer haben auch die Möglichkeit, über mehrere Kabel auf bis zu 50 Gbit/s zu skalieren.

Der CTO von Active Silicon, Chris Beynon, sagte:„Die neue CXP-12-Familie von Microchip bietet unseren neuesten Produkten eine kompakte Single-Chip-Equalizer-Lösung mit geringer Komponentenanzahl, die daher die Rückflussdämpfungsspezifikation von CoaXPress problemlos erfüllen kann. Die Geräte verfügen außerdem über eine elegante Funktion, die Echtzeit-Kabelmargenprüfungen ermöglicht, um alternde oder abgenutzte Kabel zu erkennen, bevor im normalen Betrieb Bitfehler auftreten.“

Die CXP-Geräte von Microchip ermöglichen es Herstellern, über zwei Ports an Kameras und Framegrabbern den gleichen Durchsatz zu erzielen wie zuvor mit vier. Die Geräte können verwendet werden, um auf der Kameraseite eine Echtzeituhr mit niedriger Frequenz abzurufen, die ein genaueres Signaltiming ermöglicht. Die Hersteller können es auch als Kabel-Repeater verwenden, wodurch die Entfernungen, über die die Kameras verbunden werden können, weiter verlängert werden. „Mit den CXP-Geräten von Microchip erfüllen wir unsere Marktanforderungen nach einer Verdoppelung des Datendurchsatzes bei gleichbleibenden Systemkosten“, sagte Andre Jacobs, Marketing- und Vertriebsleiter bei Adimec.

Der Vorsitzende der Japan Industrial Imaging Association, Sachio Kiura, sagte:„JIIA freut sich zu sehen, dass Microchip leistungsstarke CoaXPress 2.0-Lösungen mit geringem Stromverbrauch auf den Markt bringt, die vollständig der kürzlich veröffentlichten CoaXPress 2.0-Spezifikation entsprechen.“

Neben der Bereitstellung von Schlüsselfunktionen, von denen Microchip glaubt, dass sie dazu beitragen werden, die Einführung leistungsfähigerer, kostengünstigerer Bildverarbeitungslösungen in industriellen Inspektionsanwendungen zu beschleunigen, erwartet das Unternehmen, dass seine CoaXPress 2.0-Produktfamilie einen transformativen Einfluss auf Anwendungen einschließlich der Verkehrsüberwachung haben wird , Überwachung und Sicherheit, medizinische Inspektionssysteme und eingebettete Bildverarbeitungslösungen. Die Familie ist Teil eines umfangreichen Produktportfolios, das die Anforderungen für die Erstellung von Gesamtsystemlösungen umfasst, einschließlich der feldprogrammierbaren 12-Gbit/s-PolarFire-Gate-Arrays (FPGAs) von Microchip, die das CoaXPress-Protokoll mit minimalem Entwickleraufwand nahtlos unterstützen und gleichzeitig einen geringen Stromverbrauch, geringe Latenz und Lösung mit geringem Platzbedarf.

CoaXPress ist ein offener und gebührenfreier asymmetrischer, offener serieller Hochgeschwindigkeits-Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsstandard für Hochleistungssysteme für maschinelles Sehen, industrielle Inspektion und Verkehrsüberwachung. Es bietet eine hochmoderne Methode zum Anschluss von leistungsstarken, hochauflösenden Kameras an Hochgeschwindigkeits-Capture-Karten – oder Framegrabber – über standardmäßige 75Ω-Koaxialkabel. Diese kostengünstige Lösung ermöglicht die Übertragung von Daten, Videos und Standbildern; Kamerasteuerung und -auslösung; und bis zu 13 W Leistung, die über ein einzelnes Kabel von bis zu 100 m Länge mit einem Standard-BNC-, Micro-BNC- oder HD-BNC-Anschluss geliefert werden kann.

Die letztes Jahr ratifizierte Version 2 des Standards, CoaXPress 2.0, erweitert die Datenübertragungsrate auf bis zu 12,5 Gbit/s bei Kabellängen bis 40 m und auf bis zu 40 Mbit/s bei bidirektionaler Kommunikation. Es unterstützt höhere Bildraten oder höhere Kameraauflösungen für die Entwicklung noch leistungsfähigerer Videobildsysteme.

Als Entwicklungshilfe für Kunden stehen Evaluation Boards für die CoaXPress 2.0 Familie von Microchip (Sender, Empfänger und Repeater) zur Verfügung. Die Microchip CoaXPress 2.0-Familie umfasst ein kameraseitiges Gerät nur für den Sender und drei Einzelchip-Transceiver-Optionen. Jedes ist in einem 16-Pin-Quad-Flat-No-Leads-Gehäuse verpackt und vollständig abwärtskompatibel mit der CoaXPress 1.1-Gerätefamilie von Microchip.