CoaXPress 2.0 扩展带宽及更多功能......

WhitePaper / 02.2019


CoaXPress作为高端机器视觉标准取得的成功,得益于其电缆和连接器的可靠性、简单性,延长的电缆长度以及其他行业所需特性,例如极低抖动触发器、相机控制和电缆供电。CoaXPress 2.0标准版带来了丰富的新功能,同时保持向后兼容CoaXPress
1.1.1。以下是这些新功能的概述以及示例用例。
 

 扩展带宽和更高的触发器速率

具有四路CXP-12连接的CoaXPress 2.0链路可支持50 Gbps或5 GByte/s的最大数据传输速率。例如,这足够支持每秒三百幅图像以上的 10 位 1200 万像素的区域扫描传感器,或者以 30 万行/秒的速度工作的 8 位 16k 线性扫描传感器。单个连接器CoaXPress CXP-10相机通过单根电缆提供的带宽超过Camera Link Extended Full 80位配置通过两根电缆提供的带宽(6.8 Gbps或0.85 GBytes/s)。四路连接CXP-12图像采集卡在单个插槽中提供的带宽比四块Camera Link Full图像采集卡更多。
 
  














 





此外,CoaXPress 2.0还可以将主机与设备之间的上行连接速率从20.83 Mbps提高到41.6 Mbps(CXP-10和CXP-12),使主机能够在单触发消息模式下以接近600 kHz,或在双触发消息模式下接近300 kHz的速率向相机发送触发消息(上升/下降边缘)。电缆长度是与CoaXPress 2.0扩展比特率相关的另一个重要因素。由于在电缆驱动器和均衡器上花费了很多精力来使CXP-10和CXP-12成为可能,因此较低比特率的电缆长度得到了明显改善(CXP-1、CXP-2、CXP-3、CXP-5和CXP- 6)。














支持Micro-BNC连接器

由扩展比特率驱动,CoaXPress 2.0支持Micro-BNC(也称为HD-BNC  TM )连接器。该连接器是事实上的标准,由Amphenol®发明,旨在处理高达
12 Gbps的传输速率。它广泛用于12G-SDI链路的广播领域,具有无与伦比的机械稳定性,紧凑的尺寸(类似于DIN 1.0/2.3),以及合适的电气特性.


统一时间戳

CoaXPress 2.0引入了统一的时间戳,允许采用统一时间报告设备、主机和软件事件。统一时间戳的基础是主机和设备维护一个内部独立的自由运行时钟。主机和设备都会使用各自的时钟(设备事件为“t-dev”,主机事件为“t-host”)为内部事件添加时间戳。设备定期向主机发送时间同步消息,允许它跟踪t-dev和t-host之间的关系。基于该关系,主机可以将以t-dev表示的任何时间戳转换为以t-host表示的时间戳。
 

事件信道

事件信道是CoaXPress 2.0中引入的新通信路径,它为设备提供了一种异步向主机发送消息和状态更新的机制。所有事件消息都使用统一时间戳机制添加时间戳。通过这个新信道,设备可以在发生特定内部事件时精确地通知应用,例如,曝光开始或输入/输出信号状态。
 

错误报告

CoaXPress 2.0引入了一系列计数器,使用户可以清楚地了解运行过程中的链路质量。每当发生与链接相关的问题时,这些计数器都会递增,例如:链路丢失,检测到错误的8b/10b符号,CRC错误以及重复字符之间的差异(在某些CXP消息中用于稳健性)。应用程序可以通过GenApi读取或重置这些计数器。


控制包标签

CoaXPress 2.0还在控制数据包中引入了标记字段,以改善控制信道的稳定性。 标签字段是一个自由运行的数字,主机发出的每个新命令都会使该数字递增。设备(相机)必须发送确认消息以及相应命令包中接收的标记。使用该规则,主机和设备可以始终从错误条件中恢复,例如,在丢失确认消息的情况下。在这种特殊情况下,在约定超时后,主机将重新发送命令,同时保持相同的标记。设备将能够根据接收的标记验证该命令是否已执行。


数据共享

CoaXPress 2.0定义了数据共享规则,其中设备同时将数据流式传输到多个主机。 能够进行数据共享的设备必须具备多个链路,每个链路(称为子设备)必须是标准的CoaXPress链路。  这意味着从主机的角度来看,来自数据共享设备的每个链路都可以被视为常规设备。CoaXPress 2.0还为图像流定义了许多共享模式,如下所示:

CoaXPress 2.0中的其他改进/功能

CoaXPress 2.0标准还包括几个关于机械、电气和协议级别的澄清,使其更容易实现和更可靠。
 

结论

自2011年被批准为官方标准以来,CoaXPress视觉接口标准已在全球机器制造商和系统集成商的机器视觉和视频监控行业中得到广泛应用。CoaXPress 2.0是该标准的最新发展,通过提供带宽支持下一代高分辨率,高帧率相机,向前一代迈出了重要一步,提供新一代应用,在更短的时间内提供更清晰的图像,使其可能实现比以往更高水平的生产力、质量、安全性和对现实世界的理解。

 

作者:
Paulo Possa

士,硬件工程师


 

Author:
Dr. Paulo Possa
Hardware Engineer