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Highspeed-Kamera-Schnittstellen

CoaXPress versus Camera Link HS: ein Vergleich zweier Kontrahenten

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Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Einfache Hardware-Entwicklung mittels FPGA-Integration

Sowohl bei CLHS als auch CXP besteht die Möglichkeit, den IP-Core in ein Field Programmable Gate Array (FPGA) zu integrieren. Das Besondere bei CLHS ist jedoch, dass hier ein Committee-IP-Core bereitgestellt wird. Dieser kann kostengünstig bei der AIA (Machine Vision Trade Association) erworben werden. Für CLHS-Mitglieder ist er kostenlos, hingegen zahlen Nicht-Mitglieder einen Obolus von 1000 US-$.

Ein Committee-IP-Core ist deshalb sehr vorteilhaft, da bei dessen Verwendung die Kompatibilität der Geräte zueinander gewährleistet ist. Es gibt somit keine unterschiedlichen Entwicklungsstufen und es sind alle notwendigen Features implementiert.

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Ziel war und ist es, den Geräteherstellern eine schnelle Implementierung der CLHS-Schnittstelle zu ermöglichen, um damit eine sehr kurze Time-to-Market-Phase zu erreichen. Steht die Hardware, kann ein erfahrener Entwickler den IP-Core innerhalb weniger Tage in den FPGA integrieren und nutzen.

Der IP-Core beinhaltet alle notwendigen Funktionen, um eine Verbindung zwischen zwei Geräten herzustellen, also auch die Forward Error Correction. Somit wird die Zeit zur Integration von CLHS deutlich reduziert. Viele Nutzer haben von diesem IP-Core schon sehr profitiert und die Resonanz ist hervorragend.

Bei CoaXPress entwickelt jedoch jede Firma ihren eigenen IP-Core oder kauft ihn relativ teuer ein. Bei CLHS und der Verwendung von FPGAs mit 10-Gb-Transceivern sind keine externen Bauteile wie bei CXP notwendig. Die Umsetzung der Hardware ist durch die Verwendung von SFP+-Modulen (elektro-optischer Umsetzer) äußerst einfach, da diese direkt an das FPGA angeschlossen werden können.

Mehrere Kameras zur exakt gleichen Zeit triggern

Es ist sinnvoll, noch einen besonderen Blick auf die Trigger-Fähigkeit von CLHS zu werfen. Dem CLHS-Protagonisten Teledyne Dalsa war es sehr wichtig, die Zeilenkameras, mit einer sehr hohen Frequenz um 200 kHz und einem möglichst niedrigen Jitter von rund 3 ns triggern zu können. Außerdem sollte der Bildsensor gezielt steuerbar sein. Mit Hilfe der universalen Trigger-Pakete ist es somit möglich, eine Vielfallt an unterschiedlichen Trigger-Events zu generieren. Deshalb wurde das CLHS-Protokoll dahingehend ausgerichtet, um beispielsweise die verschiedenen Farben eines Sensors unterschiedlich lange zu belichten.

Wie bereits erwähnt, wird mit der CLHS-Version 2.0 die Trigger-Eigenschaft dahingehend erweitert, dass die Latenzzeit der Kabel beziehungsweise des kompletten Übertragungswegs ermittelt werden kann. Somit kann der Framegrabber, unabhängig von der Latenzzeit des Übertragungswegs, die Kameras exakt zur selben Zeit triggern. Für 3D-Anwendungen und Applikationen mit mehreren Kameras ist diese Funktion höchst interessant.

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