Kameras. und ihre Schnittstellen im. Vergleich! Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 1

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1 Kameras und ihre Schnittstellen im Vergleich! Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 1

2 Die Vorteile der EVT Produkte Als Hersteller haben wir durch eigene Hard- und Software-Entwicklungen vollen Zugang zu sämtlichen Systemansätzen Eigene Software, die in den meisten Industrien durch unsere Distributoren eingesetzt wird. Bei System Integratoren und OEM Kunden ist die Standard Software in den meisten Industrien im Einsatz (Automotive, Elektro, Pharma, Nahrungsmittel,...) Durch die Kooperation mit mehreren System-Partnern ist die Software auf dem aktuellsten Technologiestand. Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 2

3 Vortragsübersicht Kamera Rechner Verbindung Analog CameraLink IEEE-1394 USB 2.0 GigE PCIe extern Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 3

4 Kamera - Rechner - Verbindung Analog Standard Video 50/60 Hz non Standard Video Digital USB 2.0 IEEE1394 (FireWire) CameraLink Gigabit Ethernet GigE PCIe extern Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 4

5 Kamera - Rechner - Verbindung Beleuchtung Analog Bild Optik Sensor Digitalisierung Sensor CameraLink IEEE 1394 USB 2.0 GigE PCIe extern DMA CL PtP Verbindung IEEE 1394 Bus Multi Point Verbindung Busmaster USB 2.0 Bus max. 128 Devices Ethernet Bus div. Protokolle und Stacks PtP Verbindung BV Board CameraLink IEEE1394 USB 2.0 GigE PCIe extern DMA DMA DMA DMA DMA ( Sensor Hauptspeicher oder direkte Verarbeitung der Bilddaten (z.b. Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 5

6 Analog XC-ES50 XC-HR90 Framegrabber notwendig - teuer, schwer austauschbar Videonorm - Standard 50 / 60 Hz, 5MHz Normfrei: - nicht austauschbar - Framegrabber abhängig - Anpassung auf der Kamera Analogsignal Übertragung - störanfällig Spezialkomponenten (Kabel) MBit / sec Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 6

7 CameraLink XCL-5005 Framegrabber Notwendig - Anpassung auf Kamera notw. MV Standard (DLL basierend) PtP Verbindung Spezialkomponenten (Kabel) langsamer Rückkanal RS232 differentielle Datenübertragung - viele Leitungen direkte Digitalisierung Derzeit max 1.5 Gbit bis 3.2 GBit XCL-U1000(c) Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 7

8 CameraLink Vorteile Hohe verfügbare Geschwindigkeit 1.5 GBit/s bis max. 2.3 definierter Stecker definierte SW Protokolle und API Nachteile Bus von BV für BV -> teuer nicht überall verfügbar Grabber Boards notwendig Boards nicht austauschbar zwischen Herstellern Keine Busarchitektur max 2. Kameras pro Board Kamerakommunikation über RS232 langsam dickes, schwer zu biegendes Kabel Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 8

9 IEEE1394/FireWire XCD-U100 Standardinterface oder PCI Board IEEE1394 Standard (DCAM) (Sony, Apple,...) Standard Komponenten (Kabel,...) Bussystem 63 x 1023 Nodes Bidirektionale Datenübertragung Isochrone Datenübertragung Busmaster System Leitungslänge 4-11 m pro Segment Von 400 Mbit bis 3,2 Gbit / sec Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 9

10 IEEE1394/FireWire Vorteile Nachteile Zukunftsweisende definition bis 3.6 Gbit Weltweit genormte Komponenten auch verfügbar Kein spezieller Grabber notwendig teilweise Onboard Bidirektionales Bussystem Garantierte Übertragungsleistung Dünne, leicht verlegbare Kabel Bausteine teuer Kabellänge Derzeit nur 800 Mbit Bausteine verfügbar Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 10

11 USB 2.0 Standardinterface oder PCI Board MV Kamera Kein Standard (Herstellertreiber) Standardkomponenten (Kabel,...) Bidirektionale Datenübertragung Isochron möglich Hostmaster System 128 Busteilnehmer Leitungssegment 4 m Bis 480 MBit / sec Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 11

12 USB 2.0 Vorteile Nachteile Standardisiert und weltweit verbreitet Preisgünstige Hardware (Chips, Devices) dünne Kabel leicht zu verlegen Hotplugfähig Automatische Erkennung der Geräte Polling (CPU Last, Reaktionszeit) 480 Mbit keine weitergehende Definition Fehler können nur erkannt werden Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 12

13 GigE Vision Standard Interface oder PCI, PCIe Board MV Standard entwickelt sich gerade Standard Komponenten (Kabel,...) Bussystem Bidirektionale Datenübertragung Kein Iso-Transfer Standard Hardwarebausteine derzeit 1 GBit/sec (10 Gbit verf.) Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 13

14 PCI Extern Standard Interface Maximale Geschwindikeit Erste Entwicklungen Bidirektional symmetrisch 250 Mbyte / sec sym. pro Lane PCIe 1x 500 Mbyte; 2x 1 Gbyte 32x 16 Gbyte/sec Kabellänge 7m Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 14

15 Zusammenfassung Analog bleibt noch bestehen IEEE-1394 wirklicher Standard - wird aber nicht richtig gepflegt USB derzeit preiswerte Nische CameraLink wird von GigE abgelöst GigE leistungsfähige und preisgünstige Lösung - Normierung notwendig PCIe für spezielle Anwendungen Dipl.-Inf. Michael Beising Kameras und ihre Schnittstellen 15

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