새로운 CoaXPress 2.0 비전

Product / 09.2018


The machine vision standard

CoaXPress 머신 비전 표준은 높은 대역폭, 낮은 대기 시간, 터치 애플리케이션에서의 높은 신뢰성, 긴 케이블 길이, 그 밖의 많은 장점을 제공함으로써 머신 비전 애플리케이션과 비디오 캡처 및 감시 분야에서 선두 위치를 다져왔습니다. 최근 발표한 CoaXPress 표준 버전 2.0은 이러한 장점에서 한발 더 나아가 가용한 최대 대역폭을 두 배인 12.5 Gbps로 늘림으로써 더 높은 해상도의 카메라를 더 빠른 속도로 지원할 수 있게 했습니다. 또한 새 표준은 필요한 케이블과 프레임 그래버 수를 줄여 총 시스템 비용을 획기적으로 줄입니다. CoaXPress 2.0 표준을 지원하는 최초의 프레임 그래버와 카메라가 시장에 나왔습니다. 이들 제품은 머신 비전 검사, 비디오 캡처, 녹화 및 감시 분야에서 이전보다 저렴한 비용으로 더 높은 성능을 달성할 수 있는 새로운 세대의 출현을 가속화하고 있습니다.

머신 비전과 비디오 모니터링 애플리케이션은 초기에는 병에 담긴 액체의 수위를 검사하거나 상점에서 고객 및 직원의 움직임을 녹화하는 등, 비교적 간단한 작업에 응용하는 것이 전부였으나 이후로 빠른 속도로 발전해 왔습니다. 오늘날의 첨단 비전 시스템은 평판 디스플레이나 태양 전지에서 미세한 결함을 식별해 내고, 드론에 장착한 카메라로 숲에서 미아를 찾고, 초분광 이미징을 이용하여 맨 눈으로는 볼 수 없는 물질을 검출하는 등과 같이 더욱 고난도의 요구 사항을 충족시켜야 합니다. 이러한 응용 분야 외에도 수천 종류의 현재 애플리케이션과 앞으로 떠오를 애플리케에션들은 카메라 속도와 해상도 면에서 현재의 머신 비전 인터페이스 표준이 갖는 한계를 넘어 지속적인 향상을 요구합니다.
 

Let's double the bandwidth

새로운 CoaXPress 2.0 버전 표준은 이전 CoaXPress 1.1.1 표준보다 대역폭을 두 배로 늘리면서도 기존 표준의 모든 장점은 그대로 유지하여 이러한 난제를 해결합니다. CoaXPress 2.0 6.25 Gbps(CXP-6)였던 최대 연결 비트 레이트를 10 Gbps(CXP-10) 12.5 Gbps(CXP-12)로 높입니다. 네 개의 케이블과 네 개의 CXP-12 연결을 활용하면 50 Gbps , 5 GByte/s의 최대 데이터 전송률을 달성할 수 있습니다. 이는 예를 들어 10비트 12메가픽셀 영역 스캔 센서로 초당 300개 이상의 이미지를 처리하거나, 8비트 16k 라인 스캔 센서로 초당 30만 라인을 처리하기에 충분한 속도입니다. Camera Link Extended Full 80비트 구성이 두 개의 케이블에서 제공하는 대역폭(6.8 Gbps)보다 더 뛰어난 대역폭을 단일 커넥터 CoaXPress CXP-10 카메라로 제공할 수 있습니다. 4CH CXP-12 프레임 그래버는 네 개의 Camera Link Full 프레임 그래버가 제공하는 것보다 더 많은 대역폭을 한 개의 슬롯에서 제공할 수 있습니다. 또한 CoaXPress 2.0은 호스트에서 장치로의 상향 연결 비트레이트를 20.83 Mbps에서 CXP-10 CXP-12의 경우 41.6 Mbps로 높입니다. 따라서 호스트는 단일 트리거 메시지 모드에서는 600 kHz 속도로, 듀얼 트리거 메시지 모드에서는 300 kHz 속도로 트리거 메시지를 카메라에 전송할 수 있습니다.



 




















더 높은 대역폭을 제공하는 것 외에도, CoaXPress 2.0은 전반적인 시스템 비용을 획기적으로 절감할 수 있게 합니다. 두 개의 CXP-6 연결을 한 개의 CXP-12 연결이 대신할 수 있기 때문에 케이블 수가 두 개에서 하나로 줄어듭니다. 뿐만 아니라 CXP-12를 사용하면 리피터와 스프리트 박스 같은 액세서리 비용도 절감됩니다. 새로운 CoaXPress 2.0 표준은 더 높은 대역폭에도 불구하고 CXP의 최대 케이블 길이는 여전히 100미터로 영향을 받지 않습니다. 이는 케이블 길이가 3-5미터로 제한받는 USB3 Vision과 같은 타 표준에 비해 큰 장점입니다. 새 표준은 3.125 Gbps에서 100미터 이상, 6.25 Gbps에서 72미터 이상, 그리고 12.5 Gbps에서 30미터 이상의 케이블 길이를 제공합니다.

새 표준을 지원하는 최초의 프레임 그래버 중 하나는 Euresys Coaxlink Quad CXP-12입니다. 이 제품은 네 개의 12.5 Gbps 채널을 통해 총 5,000 MB/s 카메라 대역폭으로 업계에서 가장 높은 데이터 캡처 속도를 제공하여, 현재 나온 카메라 중 가장 빠르고 높은 해상도의 카메라에서 이미지를 캡처할 수 있습니다. 프레임 그래버의 PCIe (Gen 3) x8 버스는 7,800 MB/s 피크 버스 대역폭과 6,700 MB/s 연속 버스 대역폭을 제공합니다. 새로 나온 프레임 그래버는 데이터 전송, 카메라 제어, 트리거 및 전원 공급을 저렴한 표준 동축 케이블 하나로 모두 해결하기 때문에 비용이 절약됩니다. 이 제품은 가장 혹독한 환경에서도 최고의 신뢰성과 유연성을 제공합니다. 직접 GPU(그래픽 처리 장치) 전송 방식을 채택하여 불필요하게 시스템 메모리에 복사할 필요가 없으므로 CPU 부하가 낮아지고, 대기 시간이 줄고 막대한 성능 향상을 달성할 수 있습니다. HD-BNC(Micro-BNC라고도 함) 커넥터는 신뢰성 높은 푸시 및 턴, 총검 방식 포지티브 락으로 되어 있어 빠르고 쉽게 연결과 분리가 가능합니다.

Coaxlink Quad CXP-12는 고속 차동 입력, 절연 전류 감지 입력, 절연 접점 출력, 고속 TTL 입력 및 LVTTL 출력을 가진 20개의 디지털 입출력 라인으로 풍부한 기능 세트를 제공하여 광범위한 센서와 모션 인코더를 지원합니다. 캡처는 Coaxlink I/O 라인의 하드웨어 트리거와 애플리케이션의 소프트웨어 트리거를 통해 시작됩니다. 캡처가 시작되면 적절한 시점에 Coaxlink 보드가 출력 라인 중 하나에 연결된 조명 장치를 제어하기 위한 신호를 생성합니다. Coaxlink는 연속 웹 스캔 기능(단 하나의 라인도 놓치지 않고 연속적으로 이동하는 무한 표면 검사)과 이산 물체 스캔 기능(카메라 전방에서 움직이는 물체의 이미지 캡처)을 지원합니다. 이벤트 로그 툴인 Memento는 카메라, 프레임 그래버 및 드라이버와 관련하여 타임 스탬프 기록 이벤트에 대한 정확한 시간 정보를 개발자에게 제공하므로, 애플리케이션을 개발 및 운영하는 동안 큰 도움이 됩니다.

CoaXPress 비전 인터페이스 표준은 2011년에 공식 표준으로 승인된 이후 전 세계 머신 제조업체와 시스템 통합 업체에 의해 머신 비전 및 비디오 모니터링 산업에서 상당히 많이 채택되어 왔습니다. 이 표준의 최신 버전인 CoaXPress 2.0은 이전 버전에 비해 큰 발전을 이루어 냈습니다. 새 표준은 차세대의 고해상도 및 고 프레임 레이트 카메라를 활용할 수 있는 대역폭을 제공하므로, 더 짧은 시간에 더욱 선명한 이미지를 제공하는 혁신적인 애플리케이션의 개발이 가능하고 이전보다 생산성, 품질 및 보안을 향상시킬 뿐 아니라 실세계를 더 잘 이해할 수 있게 합니다.