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Coaxlink QSFP+

Framegrabber für CoaXPress-over-Glasfaser mit 4 Anschlüssen

Im Überblick
  • Ein mit optischen 40-Gbit/s-Modulen kompatibler QSFP+-Port
  • 5.000 MB/s Kamerabandbreite
  • PCIe 3.0 (Gen 3) x8 Bus: 6.700 MB/s Busbandbreite
  • Umfassende Funktionen mit 20 digitalen I/O-Leitungen
  • Umfassende Kamerasteuerungsfunktionen
  • Memento Event-Logging-Tool



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Was ist CoaXPress-over-Fiber
Was ist CoaXPress-over-Fiber

CoaXPress-over-Fiber ist eine kleine, aber signifikante Erweiterung der bestehenden CoaXPress-Spezifikation zur Unterstützung von Übertragungen über Glasfaser.

CoaXPress (CXP) ist der De-facto-Standard für Computer-Vision-Anwendungen mit hoher Bandbreite. CoaXPress 2.0, die neueste Version der Spezifikation, spezifiziert die CXP-12-Geschwindigkeit, eine Verbindung mit 12,5 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) über ein koaxiales Kupferkabel. Da Link Aggregation bei CoaXPress üblich ist, sind mit vier CXP-12-Links problemlos Bandbreiten von 50 Gbit/s (12,5 x 4) möglich. Die CoaXPress-Spezifikation wird von der JIIA (Japan Industrial Imaging Association, http://jiia.org/en/) gehostet.

CoaXPress-over-Fiber wurde als Ergänzung zur CoaXPress 2.0-Spezifikation entwickelt. Sie bietet eine Möglichkeit, das CoaXPress-Protokoll unverändert, also so wie es ist, über eine Standard-Ethernet-Verbindung einschließlich Glasfaser auszuführen. CoaXPress-over-Fiber verwendet dabei für Ethernet ausgelegte Standard-Elektronik, -Anschlüsse und -Kabel, wobei allerdings ausschließlich das CoaXPress-Protokoll, also weder das Ethernet- noch das GigE Vision-Protokoll, zum Einsatz kommt.

Lesen Sie auf unserer Technologieseite mehr über CoaXPress-over-Fiber.


Was sind die Vor- und Nachteile von Glasfaseroptik?


Vorteile

  • In erster Linie spielt die Kabellänge keine Rolle mehr, da Glasfaserverbindungen grundsätzlich nicht in ihrer Länge begrenzt sind.
  • Glasfaseroptik bietet mehr Bandbreite, da Verbindungen mit 10 und 25 Gbit/s pro Faser heute Standard und in Rechenzentren weit verbreitet sind.
  • Glasfaseroptik ist immun gegen elektrisches Rauschen, was in der Produktion und bei einigen medizinischen Anwendungen einen wesentlichen Vorteil bietet.
  • Glasfaseroptik ist leichter und kleiner als entsprechende Kupferverkabelungen und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen diese Eigenschaft wesentlich ist, wie z. B. in Flugzeugen oder Fahrzeugen.

Nachteile
  • Es gibt keine „Energie über Glasfaser“. Die Signale bei der Glasfaseroptik werden mit Licht übertragen. Es gibt keine Möglichkeit, Energie über Glasfaser zu übertragen. Geräte wie Kameras müssen daher separat mit Strom versorgt werden.


Was bietet CoaXPress-over-Fiber in Bezug auf Jitter und Latenz? Wie sind diese im Vergleich zum „traditionellen“ CoaXPress?

CoaXPress-over-Fiber basiert auf dem CoaXPress-Protokoll und weist in Bezug auf Jitter und Latenz die gleiche hohe Leistung wie CoaXPress auf. Da CoaXPress-over-Fiber im Vergleich zu CoaXPress darüber hinaus eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit unterstützt, werden Jitter und Latenz in diesen Versionen weiter verbessert.


Wie ist der Stand hinsichtlich des CoaXPress-over-Fiber-Standards?

Ab Februar 2021
Euresys und Sensor to Image begannen 2018 mit der Entwicklung von CoaXPress-over-Fiber und im Februar 2021 genehmigte die CoaXPress Workgroup die abschließende Freigabe und Integration in den Standard.
Euresys hat diese Freigabe vorausgeahnt und bietet Kameraherstellern/Integratoren bereits die CoaXPress-over-Fiber Bridge-IP-Cores sowie einen CoaXPress-over-Fiber-Framegrabber mit vier Anschlüssen (QSFP+) zur Evaluierung und Integration an.
Der CoaXPress Workgroup unter der Führung der Japan Industrial Imaging Association (JIIA) gehören namhafte Hersteller im Bereich Machine Vision an.


Universelle I/O-Leitungen kompatibel mit einer breiten Palette an Sensoren und Bewegungsencodern.
Universelle I/O-Leitungen kompatibel mit einer breiten Palette an Sensoren und Bewegungsencodern.


Windows-, Linux- und Mac OS-Treiber verfügbar
Windows-, Linux- und Mac OS-Treiber verfügbar

  • Einschließlich Unterstützung für Intel 32-Bit- und 64-Bit-Plattformen sowie ARM 64-Bit-Plattformen


PCIe 3.0 (Gen 3) x8 Bus
PCIe 3.0 (Gen 3) x8 Bus

  • 7.800 MB/s Spitzenlast-Busbandbreite
  • 6.700 MB/s kontinuierliche Busbandbreite


Welche Kabeloptionen gibt es für CoaXPress-over-Fiber?
Welche Kabeloptionen gibt es für CoaXPress-over-Fiber?

Einer der wichtigsten Vorteile von CoaXPress-over-Fiber ist die große Bandbreite an Konnektivitätsoptionen, die bereits von mehreren Unternehmen angeboten werden. Die ersten Konnektivitätsoptionen für CoaXPress-over-Fiber und Coaxlink QSFP+ bei 10 Gbit/s sind SFP+- und QSFP+-Module (Quad-SFP+ bzw. viermal SFP+).
Der Vorteil der Verwendung von Modulen im Vergleich zu festen Schnittstellen besteht darin, dass die Ports mit jedem geeigneten Transceivertyp entsprechend den Anforderungen der Anwendung ausgestattet werden können. Es ist eine Vielzahl von Transmitter- und Receivertypen verfügbar, sodass Benutzer den geeigneten Transceiver auswählen können, um die erforderliche optische Reichweite über Multimode- oder Monomode-Faser bereitzustellen.


Was ist die maximale Kabellänge mit Multimode-Fasern?
Was ist die maximale Kabellänge mit Multimode-Fasern?

Mit einem standardmäßigen optischen Transceiver-Modul 40GBASE-SR4 QSFP+ und einem MTP/MPO-Faseranschluss für Monomode-Fasern beträgt die maximale Glasfaserkabellänge 150 Meter. Diese Lösung eignet sich für Machine-Vision-Anwendungen.


Memento Event-Logging-Tool

  • Memento ist ein fortschrittliches Entwicklungs- und Debugging-Tool für Coaxlink-Karten.
  • Memento zeichnet genaue Protokolle aller mit der Kamera, dem Framegrabber und seinen zugehörigen Treibern sowie der Anwendung im Zusammenhang stehenden Ereignisse auf.
  • Es liefert Entwicklern eine präzise Zeitachse der zeitgestempelten Ereignisse mit Kontextinformationen einer Logikanalysatoransicht.
  • Es bietet wertvolle Hilfe bei der Anwendungsentwicklung und beim Debuggen sowie während des Maschinenbetriebs.


High-Performance DMA (Direct Memory Access)
High-Performance DMA (Direct Memory Access)

  • Direkte Übertragung in vom Benutzer zugewiesenen Speicher
  • Hardware Scatter-Gather-Unterstützung


Kompatibel mit Genicam
Kompatibel mit Genicam

Umfasst Support für

  • GenApi
  • Die Standard Feature Naming Convention (SFNC)
  • GenTL


Bilderfassung von den schnellsten und höchstauflösenden Kameras
Bilderfassung von den schnellsten und höchstauflösenden Kameras

  • Höchste Datenerfassungsrate der Branche
  • Bis zu 50 Gbit/s (5.000 MB/s) Bandbreite von Kamera zu Host-PC-Speicher


Was sind die Vorteile der Verwendung von CoaXPress-over-Fiber für meine Anwendung?

  • Ultrahohe Daten-/Frameraten
  • Viele Zubehör- und Verkabelungsoptionen zur Abdeckung beliebiger Längenanforderungen
  • Geringer CPU-Overhead, niedrige Latenz, jitterarme Bilderfassung
  • Höchste Anzahl an Kameras pro PC-Leistung
  • Sehr wettbewerbsfähiges Preis-Leistungs-Verhältnis
  • Breite Branchenakzeptanz durch JIIA- und IEEE-Standardisierung


Was ist die maximale Kabellänge mit Monomode-Fasern?
Was ist die maximale Kabellänge mit Monomode-Fasern?

Mit einem standardmäßigen optischen Transceiver-Modul 40GBASE-ER4 QSFP+ LC DOM und einem LC-Duplex-Faseranschluss für Monomode-Fasern beträgt die maximale Glasfaserkabellänge 40 Kilometer. Diese Lösung eignet sich beispielsweise für Anwendungen zur Videoübertragung.


Direkte GPU-Übertragung
Direkte GPU-Übertragung

  • Beispielprogramme für AMD DirectGMA und NVIDIA (CUDA) verfügbar.
  • Durch die direkte GPU-Übertragung werden keine unnötigen Systemspeicherkopien erstellt, wodurch die Auslastung der CPU ebenso wie die Latenz geringer ausfällt, was die Leistung bei den Datenübertragungszeiten für Anwendungen wesentlich verbessert.
  • Mit DirectGMA von AMD ist die direkte Erfassung der Bilddaten im GPU-Speicher möglich Kompatibel mit AMD FirePro W5x00 und höher sowie allen Produkten der AMD FirePro S-Serie.


Trigger-Fähigkeiten für Flächenscans

  • Wenn sich das Teil in seiner Position befindet, wird die Erfassung mithilfe eines Triggers ausgelöst. Hardware-Trigger kommen von den Coaxlink I/O-Leitungen. Software-Trigger kommen von der Anwendung.
  • Eine optionale Triggerverzögerung ist verfügbar, um die Erfassung entsprechend einer programmierbaren Zeit zu verschieben.
  • Eine Funktion zur Dezimierung von Triggern ermöglicht das Überspringen einiger Trigger.
  • Mit der Belichtungssteuerung der Kamera kann die Anwendung die Belichtungszeit der Kamera steuern.
  • Nach Beginn der Erfassung generiert die Coaxlink-Karte zum entsprechenden Zeitpunkt ein Signal, das ein an die Ausgangsleitung angeschlossenes Beleuchtungsgerät steuert.


Kompatibel mit eGrabber
Kompatibel mit eGrabber

  • eGrabber Studio: die neue interaktive Evaluierungs- und Demoanwendung von eGrabber
  • GenICam Browser: Eine Anwendung, die Zugriff auf die GenICam-Funktionen hat, die von GenTL Producern zur Verfügung gestellt werden.
  • GenTL Console: Ein Befehlszeilentool, das Zugriff auf Funktionen und Befehle gibt, die vom Euresys GenTL Producer zur Verfügung gestellt werden.


Mechanical
Format Standard profile, half length, 8-lane PCI Express card
Cooling method Air cooling, fan-cooled heatsink
Mounting For insertion in a standard height, 8-lane or higher, PCI Express card slot
Connectors
  • 'QSFP+' on bracket:
    • Enhanced Quad Small Form-factor Pluggable port
    • CoaXPress-over-Fiber host interface
  • 'EXTERNAL I/O' on bracket:
    • 26-pin 3-row high-density female sub-D connector
    • I/O lines and power output
  • 'INTERNAL I/O 1' and 'INTERNAL I/O 2' on PCB:
    • 2x 26-pin 2-row 0.1" pitch pin header with shrouding
    • I/O lines and power output
  • 'I/O EXTENSION' on PCB:
    • 26-pin 2-row 0.05" pitch pin header with shrouding
    • I/O extension lines and power output
  • 'AUXILIARY POWER INPUT' on module:
    • 6-pin PEG power socket
    • 12 VDC power input for I/O power
  • 'C2C-LINK' on module:
    • 6-pin 2-row 0.1" header
    • Card to card link
LED indicators
  • 'A', 'B', 'C', 'D' on bracket:
    • Bi-color red/green LEDs
    • CoaXPress Host connector indicator
  • 'FPGA STATUS LAMP' on PCB:
    • Bi-color red/green LED
    • FPGA status indicator
  • 'BOARD STATUS LAMP' on PCB:
    • Bi-color red/green LED
    • Board status indicator
Switches 'RECOVERY' on PCB:
  • 3-pin 1-row 0.1" header or 2-way DIP switch
  • Firmware emergency recovery
Dimensions PCB L X H: 167.65 mm x 111.15 mm, 6.6 in x 4.38 in
Weight 176 g, 6.21 oz (without transceiver)
Host bus
Standard PCI Express 3.0
Link width
  • 8 lanes
  • 1 lane, 2 lanes or 4 lanes with reduced performance
Link speed
  • 8.0 GT/s (PCIe 3.0)
  • 5.0 GT/s (PCIe 2.0) with reduced performance
Maximum payload size 512 bytes
DMA 32- and 64-bit
Peak delivery bandwidth 7,800 MB/s
Effective (sustained) delivery bandwidth 6,700 MB/s (Host PC motherboard dependent)
Power consumption Typ. 16.5 W ( 3.0 W @ +3.3V, 12.5 W @ +12V), excluding I/O power output and optical transceiver module
Camera / video inputs
Interface standard(s) CoaXPress 1.0, 1.1, 1.1.1 and 2.0, CoaXPress-over-Fiber Bridge Protocol 1.0
Connectors
  • Enhanced Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP+) port
  • Compliant with SFF-8436 (4 x10 Gbit/s Pluggable Transceiver) specification
  • Compliant with CoaXPress over Fiber
  • Available power for the module: 3.5 W (SFF-8436 Power Level 4)
Status LEDs One CoaXPress Host connection status LED per connection
Number of cameras One 1- or 2- or 4-connection camera
Maximum aggregated camera data transfer rate 5,000 MB/s
Supported CXP down-connection speeds 1.25 GT/s (CXP-1), 2.5 GT/s (CXP-2), 3.125 GT/s (CXP-3), 5 GT/s (CXP-5), 6.25 GT/s (CXP-6), 10.0 GT/s (CXP-10), and 12.5 GT/s (CXP-12)
Supported CXP up-connection speeds
  • Low-speed 20.83... Mbps (CXP-1 to CXP-6)
  • Low-speed 41.6... Mbps (CXP-10, CXP-12)
  • High-speed (CXP-1 to CXP-12)
Number of CXP data streams (per camera) 1 data stream per camera
Maximum CXP stream packet size 16,384 bytes
Camera types Area-scan cameras:
  • Grayscale and color (YCbCr, YUV, RGB and Bayer CFA)
  • Single-tap (1X-1Y) progressive-scan
Camera pixel formats supported
  • Mono8, Mono10, Mono12, Mono14, Mono16
  • BayerXX8, BayerXX10, BayerXX12, BayerXX14, BayerXX16 where XX = GR, RG, GB, or BG
  • RGB8, RGB10, RGB12, RGB14, RGB16
  • RGBA8, RGBA10, RGBA12, RGBA14, RGBA16
  • YCbCr601_422_8, YCbCr601_422_10
  • YCbCr709_422_8, YCbCr709_422_10
  • YUV422_8, YUV422_10
  • Raw
Area-scan camera control
Trigger
  • Precise control of asynchronous reset cameras, with exposure control.
  • Support of camera exposure/readout overlap.
  • Support of external hardware trigger, with optional delay and trigger decimation.
Strobe
  • Accurate control of the strobe position for strobed light sources.
  • Support of early and late strobe pulses.
On-board processing
On-board memory 4 GB
Image data stream processing
  • Unpacking of 10-/12-/14-bit to 16-bit with selectable justification to LSb or MSb
  • Optional swap of R and B components
  • Little endian conversion
Input LUT (Lookup Table)
  • Monochrome 8-bit to 8-bit transformation
  • Monochrome 10-bit to 8-, 10- or 16-bit transformations
  • Monochrome 12-bit to 8-, 12- or 16-bit transformations
Bayer CFA to RGB decoder '1-camera' firmware variant:
  • 3x3 linear interpolation method
  • 3x3 median-based interpolation method
Data stream statistics
  • Measurement of:
    • Frame rate (Area-scan only)
    • Line rate
    • Data rate
  • Configurable averaging interval
Event signaling and counting
  • The application software can be notified of the occurrence of various events:
    • Standard event: the EVENT_NEW_BUFFER event notifies the application of newly filled buffers
    • A large set of custom events
  • Custom events sources:
    • I/O Toolbox events
    • Camera and Illumination control events
    • CoaXPress data stream events
    • CoaXPress host interface events
  • Each custom event is associated with a 32-bit counter that counts the number of occurrences
  • The last three 32-bit context data words of the event context data can be configured with event-specific context data:
    • Event-specific data
    • State of all System I/O lines sampled at the event occurrence time
    • Value of any event counter
General Purpose Inputs and Outputs
Number of lines 20 I/O lines:
  • 4 differential inputs (DIN)
  • 4 singled-ended TTL inputs/outputs (TTLIO)
  • 8 isolated inputs (IIN)
  • 4 isolated outputs (IOUT)
NOTE: The number of I/O lines can be extended using I/O modules attached to the I/O EXTENSION connector.
Usage
  • Any I/O input lines can be used by any LIN tool of the I/O Toolbox
  • Selected pairs of I/O input lines can be used by any QDC tool of the I/O toolbox to decode A/B signals of a motion encoder
Electrical specifications
  • DIN: High-speed differential inputs compatible with ANSI/EIA/TIA-422/485 differential line drivers and complementary TTL drivers
  • TTLIO: High-speed 5V-compliant TTL inputs or LVTTL outputs, compatible with totem-pole LVTTL, TTL, 5V CMOS drivers or LVTTL, TTL, 3V CMOS receivers
  • IIN: Isolated current-sense inputs with wide voltage input range up to 30V, compatible with totem-pole 5V CMOS drivers, RS-422 differential line drivers, potential free contacts, solid-state relays and opto-couplers
  • IOUT: Isolated contact outputs compatible with 30V / 100mA loads
Filter control
  • Glitch removal filter available on all System I/O input lines
  • Configurable filter time constants:
    • for DIN and TTLIO lines: 50 ns, 100 ns, 200 ns, 500 ns, 1 µs
    • for IIN lines: 500 ns, 1 µs, 2 µs, 5 µs, 10 µs
Polarity control Yes
Power output Non-isolated, +12V, 1A, with electronic fuse protection
I/O Toolbox tools The I/O Toolbox is a configurable interconnection of tools that generates events (usually triggers):
  • Line Input tool (LIN): edge detector delivering events on rising or falling edges of any selected input line.
  • Quadrature Decoder tool (QDC): a composite tool including:
    • A quadrature edge detector delivering events on selected transitions of selected pairs of input lines.
    • An optional backward motion compensator for clean line-scan image acquisition when the motion is unstable.
    • A 32-bit up/down counter for delivering a position value.
  • Device Link Trigger tool (DLT): delivers an event on reception of a valid high-speed CoaXPress 2.0 connection trigger packet message from the remote device.
  • User Actions Scheduler tool (UAS): to delegate the execution of 'User Actions' at a scheduled time or encoder position. Possible user actions include setting low/high/toggle any bit of the User Output Register or generation of any User Events.
  • Delay tool (DEL): to delay up to 16 events from one or two I/O toolbox event sources, by a programmable time or number of motion encoder ticks (any QDC events).
  • Divider tool (DIV): to generate an event every nth input events from any I/O toolbox event source.
  • Multiplier/divider tool (MDV): to generate m events every d input events from any I/O toolbox event source.
  • The 'Input Tools' (LIN, QDC, DLT and UAS) can be further processed by the 'Event Tools' (DEL, DIV and MDV) to generate any of the following "trigger" events:
    • The "cycle trigger" of the Camera and Illumination controller
    • The "cycle sequence trigger" of the Camera and Illumination controller
    • The "start-of-scan trigger" of the Acquisition Controller (line-scan only)
    • The "end-of-scan trigger" of the Acquisition Controller (line-scan only)
I/O Toolbox composition 8 LIN, 1 QDC, 2 DLT, 1 UAS, 2 DEL, 1 DIV, 1 MDV, 2 C2C
C2C-Link
Description
  • Accurate synchronization of the trigger and the start-of-exposure of multiple grabber-controlled area-scan cameras.
  • Accurate synchronization of the start-of-cycle, start-of-scan and end-of-scan of multiple grabber-controlled line-scan cameras.
Specification
  • C2C-Link synchronizes cameras connected to:
    • the same card
    • to different cards in the same PC (requires an accessory cable such as the "3303 C2C-Link Ribbon Cable" or a custom-made C2C-Link cable)
    • to different cards in different PCs (requires one "1636 InterPC C2C-Link Adapter" for each PC and one RJ 45 CAT 5 STP straight LAN cable for each adapter but the last one)
  • Maximum distance:
    • 60 cm inside a PC
    • 1200 m cumulated adapter to adapter cable length
  • Maximum trigger rate:
    • 2.5 MHz for configurations using a single PC, or up to 10 PCs and 100 m total C2C-Link cable length
    • 200 kHz for configurations up to 32 PCs and 1200m total C2C-Link cable length
  • Trigger propagation delay from master to slave devices:
    • Less than 10 ns for cameras on the same card or on different cards in the same PC
    • Less than 265 ns for cameras on different cards in different PCs (3 PCs and 40m total C2C-Link cable length)
Software
Host PC Operating System
  • Microsoft Windows 10, 8.1, 7 for x86 (32-bit) and x86-64 (64-bit) processor architectures
  • Linux for x86-64 (64-bit) and aarch64 (64-bit) processor architectures
  • macOS for x86-64 (64-bit) processor architecture
Refer to release notes for details
APIs
  • EGrabber class, with C++ and .NET APIs: .NET assembly designed to be used with development environments compatible with .NET frameworks version 4.0 or higher
  • GenICam GenTL producer libraries compatible with C/C++ compilers:
    • x86 dynamic library designed to be used with ISO-compliant C/C++ compilers for the development of x86 applications
    • x86_64 dynamic library designed to be used with ISO-compliant C/C++ compilers for the development of x86_64 applications
    • aarch64 dynamic library designed to be used with ISO-compliant C/C++ compilers for the development of aarch64 applications
Environmental conditions
Operating ambient air temperature 0 to +55 °C / +32 to +131 °F
Operating ambient air humidity 10 to 90% RH non-condensing
Storage ambient air temperature -20 to +70 °C/ -4 to +158 °F
Storage ambient air humidity 10% to 90% RH non-condensing
Certifications
Electromagnetic - EMC standards
  • European Council EMC Directive 2014/30/EU
  • United States FCC rule 47 CFR 15
  • Great Britain UKCA Electromagnetic Compatibility Regulations 2016
EMC - Emission
  • EN 55032:2015 / CISPR 32:2012 Class B
  • FCC 47 Part 15 Class B
EMC - Immunity
  • EN 55035:2017 / CISPR 35:2016
  • EN 61000-6-2:2005 / IEC 61000-6-2:2016
  • EN 61000-4-2:2009
  • EN 61000-4-3:2006
  • EN 61000-4-4:2004
  • EN 61000-4-6:2014
KC Certification Korean Radio Waves Act, Article 58-2, Clause 3
Flammability PCB compliant with UL 94 V-0
RoHS European Union Directive 2015/863 (ROHS3)
REACH European Union Regulation 1907/2006
WEEE Must be disposed of separately from normal household waste and must be recycled according to local regulations
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