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Big Vision Data

Echtzeit-Datenspeicherung über SSD-Laufwerke

Es besteht kein Zweifel: Big Data ist auch in der Bildverarbeitung angekommen. Doch wie können die unglaublichen Datenmengen überhaupt noch zeitnah gespeichert werden? Ein neues Storage Module gibt eine Antwort.

Das Storage Modul ermöglicht SSD-Laufwerken mit NVMe-Schnittstelle Datendurchsatzraten von deutlich über 1GByte/s, selbst im Dauerbetrieb, zu erreichen. (Bild: Kithara Software GmbH)

Das Storage Modul ermöglicht SSD-Laufwerken mit NVMe-Schnittstelle Datendurchsatzraten von deutlich über 1GByte/s, selbst im Dauerbetrieb, zu erreichen. (Bild: Kithara Software GmbH)

Obwohl industrielle Bildtechnologien schon immer datenintensiv waren, explodieren heute regelrecht die Anforderungen an das Speichersystem von kamerabasierter Steuerungssoftware. So besteht in vielen industriellen Vision-Applikationen oft die Notwendigkeit, große Mengen an Informationen schnell mit dem Datenträger auszutauschen, vor allem wenn die Datenkommunikation zudem in Echtzeit laufen soll. Gegenüber vielen anderen industriellen Bereichen stößt man speziell im Vision-Bereich oft auf anspruchsvolle Herausforderungen bezüglich des Datenmanagements. Durch speicherintensive Datenquellen wie Kameras und Hochleistungssensoren sowie den zunehmenden Einsatz von Multikamerasystemen werden auch die angeschlossenen Speichermedien immer wichtiger. Mit steigenden Auflösungen und Frameraten lassen sich Kamerafunktionen in immer mehr Bereichen integrieren und ermöglichen so einige Anwendungen überhaupt. Aufgrund dieser qualitativen und quantitativen Entwicklung ist Big Data somit auch für die industrielle Bildverarbeitung bereits ein entscheidendes Thema.

Softwarebasierte Speicherlösung

Angesichts der immensen Datenmengen können viele angeschlossene Speichersysteme eine nahtlose und verlustfreie Datenerfassung oft nicht gewährleisten und werden zum Flaschenhals. So stoßen die Speichermechanismen von Rechnern in Bereichen wie Automobiltechnik, Qualitätssicherung oder Produktion, die mit echtzeitgestützten Kamerafunktionen arbeiten, schnell an ihre Grenzen, wenn Bilderfassung und -verarbeitung hochwertiger werden. Selbst SSD-Laufwerke mit NVMe-Spezifikation sind zwar hardwareseitig für Big-Data-Anforderungen geeignet, die Standardtreiber sind jedoch nicht optimiert für extreme Speicheraufgaben. Das neue Storage Module stellt als Teil des Echtzeitsystems RealTime Suite hier eine Lösung für die vermehrte Nachfrage nach einem leistungsfähigen Speichersystem dar. Das Softwaremodul ermöglicht SSD-Laufwerken mit NVMe-Schnittstelle Datendurchsatzraten von deutlich über 1GByte/s, selbst im Dauerbetrieb, zu erreichen. Dies schließt sowohl das Schreiben als auch Lesen der Daten in Echtzeit mit ein. Durch hochoptimierte Echtzeit-Treiber für das NVMe-Protokoll lässt sich mit dem Storage Module so das volle Potential der SSD-Hardware bezüglich Lese- und Schreibgeschwindigkeiten nutzbar machen. Verwendet wird das UDF-Dateisystem, das auch plattformübergreifend die besten Leistungseigenschaften aufweist.

Überschneidende Anwendungsbereiche

Eingesetzt wird das Storage Module bereits in der Automobilentwicklung, wie z.B. bei der Entwicklung und dem Testen von automatisierten Fahrzeugsteuerungen wie Assistenzsysteme oder autonom fahrende Automobile. Da sich hier mehrere Anwendungsbereiche überschneiden (Bildverarbeitung, Computer Vision, Messtechnik, integrierte Fahrzeugsoftware), sind die Anforderungen an das Datensystem entsprechend hoch. So würde beispielsweise ein Prüfstand für eine mehrfach-kameragestützte Fahrzeugsteuerung, die zudem Echtzeit-Bildverarbeitung verwendet, mit einem riesigen Datenvolumen konfrontiert werden, welches vom Speichersystem eines herkömmlichen Entwicklungs-PCs nicht mehr zu bewältigen wäre. Das Storage Module wird deshalb verwendet, um die Entwicklungsplattform flexibel und einfach integrierbar zu halten, ohne auf ein leistungsfähiges Speichersystem innerhalb einer Echtzeitumgebung verzichten zu müssen. So entfällt die zeit- und kostenaufwändige Implementierung spezialisierter Hardwarelösungen. Auch für anspruchsvolle Hardware-in-the-Loop-Anwendungen, die durch originalgetreue Simulation von Realbedingungen erhebliche Datenaufkommen haben, eignet sich das Modul.

Einbettung in Echtzeitkontext

Innerhalb des Echtzeitsystems RealTime Suite stehen verschiedene Echtzeitanbindungen an relevante Kommunikationsschnittstellen, Automatisierungsprotokolle, Kamerainterfaces und Automobilbussysteme zur Verfügung. Alle diese Datenformate lassen sich mit dem Storage Module speichern, um datenintensive Echtzeitanwendungen für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten zu realisieren.

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