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  • 干货!工业相机接口标准进行详解

    导语:面对市面上出现的越来越多的工业相机品牌,各相机厂商都给出了大量的相机参数,例如:相机接口、芯片类型、量子效应、帧率等。一般非行业内人士,在面对这些参数时往往会无所适从。小编根据长期的相机使用经验,同时结合跟客户接触的情况,为大家总结出目前使用比较广泛的工业相机接口知识!
     

    工业相机接口标准详解
     

            目前,工业相机数据传输接口方式有很多种,包括CoaxPress、CameraLink接口、USB接口、Gige接口等。
     

    工业相机接口标准详解
     

            其主要性能比较如下表所示:
     

    工业相机接口标准详解

     

            USB2.0

            USB 即“Universal Serial Bus ”,中文名称为通用串行总线。这是近几年逐步在PC 领域广为应用的新型接口技术。USB2.0则可以达到速度480Mbps,并且可以向下兼容USB1.1。
     

            这几年,随着大量支持USB的个人电脑的普及,USB逐步成为个人电脑的标准接口已经是大势所趋。在主机端,最新推出的个人电脑几乎100%支持USB;而在外设端,使用USB接口的设备也与日俱增,例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。
     

            2000年制定的USB 2.0标准是真正的USB 2.0,被称为USB 2.0的高速(High-speed)版本,理论传输速度为480 Mbps,即60 MB/s,但实际传输速度一般不超过30 MB/s,采用这种标准的USB设备也比较多。USB电缆的长度在不加级连装置的情况下为小于5m。
     

            USB3.0

            USB3.0 —— 也被认为是SuperSpeedUSB——为那些与PC或音频/高频设备相连接的各种设备提供了一个标准接口。只是个硬件设备,计算机内只有安装USB3.0相关的硬件设备后才可以使用USB3.0相关的功能!从键盘到高吞吐量磁盘驱动器,各种器件都能够采用这种低成本接口进行平稳运行的即插即用连接,用户基本不用花太多心思在上面。新的USB 3.0在保持与USB 2.0的兼容性的同时,还提供了下面的几项增强功能:
     

            (1)极大提高了带宽——高达5Gbps全双工(USB2.0则为480Mbps半双工)

            (2)实现了更好的电源管理

            (3)能够使主机为器件提供更多的功率,从而实现USB——充电电池、LED照明和迷你风扇等应用。

            (4)能够使主机更快地识别器件

            (5)新的协议使得数据处理的效率更高
     

            这款新的超高速接口的实际传输速率大约是3.2Gbps(即409.6MB/S)。理论上的最高速率是5.0Gbps(即640MB/S)。
     

            IEEE1394

            IEEE1394接口为Apple公司开发的串行接口标准,又称Firewire接口。IEEE 1394接口能够在计算机与外围设备间提供100、200、400Mbps的传输速率。该接口不要求PC端作为所有接入外设的控制器,不同的外设可以直接在彼此之间传递信息。
     

            利用IEEE 1394的拓扑结构,该接口不需要集线器就可连接63台设备,并且可由桥网将独立的子网连接起来,该接口不需要强制用电脑控制这些设备。IEEE 1394b接口规范能够实现800Mbps和1.6Gbps传输速度的高速通信方式,并可实现较长距离数据的传输。无线方式IEEE 1394超高速数据传输技术可以实现400Mbps的无线通信速度。传送距离在无障碍时可达12m,传送电波采用60GHz的微波。
     

            GigE

            千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容,并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范,其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE 802.3标准中所定义的管理对象。作为以太网的一个组成部分,千兆以太网也支持流量管理技术,它保证在以太网上的服务质量,这些技术包括IEEE 802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议(RSVP)。 目前光纤信道技术的数据运行速率为1.063Gbps,使数据速率达到完整的1000Mbps,千兆位以太网分为5类、超5类、6类UTP双绞线,传输距离为100米。
     

            Camera link

            Camera Link是适用于视觉应用数字相机与图像采集卡间的通信接口。这一接口扩展了Channel Link技术,提供了视觉应用的详细规范。如下图所示:标准的Camera Link电缆提供相机控制信号线、串行通信信号线和视频数据线。其中,相机控制信号线为4路LVDS,它们被定义为相机输入和图像采集卡输出;串行通信线为2路LVDS,用于在相机与图像采集卡间进行异步串行通信。通信信号线包括:SerTFG(至图像采集卡的串行通信微分线),SerTC(至相机的串行通信微分线)。这一串行接口具有一个开始位和一个停止位,但没有奇偶(parity)位和握手(handshaking)位。在的Camera Link串行通信线中,相机和图像采集卡必须支持9600的波特率;图像数据和图像可通过Channel Link总线进行传输。视频数据线的4路信号被定义为FVAL(帧有效时为高电平)、LVAL(像素有效时为高电平)、DVAL(数据有效时为高电平)和SPARE(预留位)。
     

    工业相机接口标准详解
     

            CoaXPress
     

            CoaXPress 是一种非对称的高速点对点串行通信数字接口标准。该标准容许设备(如:数字相机)通过单根同轴电缆连接到主机(如:个人电脑中的数据采集设备),以高达6.25G比特/秒的速度传输数据。鉴于 CoaXPress 具备多通道传输图像数据和元数据的能力,因此,设备可以不必是单独的一部摄像机,也可以是一种将数字摄像机之间的数据连接到一起的接口设备。对于从主机到设备的信息传送,有一个可以控制和配置数据的传输速度为20兆比特/秒的“上行链路”。对于更高的传输速度,多条链路可以叠加,以提供数倍于单根同轴电缆的传输带宽。还可以通过电缆提供电压为24伏的电源,每根电缆的功率为13瓦。
     

            在高性能、高速度、长距离图像系统应用领域的接口标准选择方面,CoaXPress以顶级竞争者的身份迅速浮现。被市场快速接受的一个主要原因在于CoaXPress巧妙而及时地迎合了摄像机技术领域的最新发展。

            以上就是对工业相机借口的总结内容,咱们下期见!

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