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Für die Zukunft bereit

Was ist neu bei CameraLink HS Version 2.0?

Bis zur Messe Vision in Stuttgart Anfang November 2014 will das CameraLink-HS-(CLHS)-Komitee Version 2.0 der CLHS-Spezifikation veröffentlichen. Die Spezifikation wird überarbeitet und um neue Features erweitert.
Ein Hauptaugenmerk wird dabei auf die 3D-Bildverarbeitung gelegt. In CLHS werden dafür neben 2D-Datentypen wie z.B. xy-Position, monochrom, 10Bit etc. auch spezielle 3D-Datentypen wie z.B. kartesische Koordinaten, Polar-Koordinaten, Confidence Level usw. definiert. Damit ist es möglich, auch für 3D-Informationen eine einheitliche Datenstruktur zu verwenden, um die Kompatibilität zwischen verschiedenen Kameras und Framegrabbers zu gewährleisten. Zudem bietet die neue Spezifikation die Möglichkeit, mehrere verschieden große Bildausschnitte (ROI) eines Bildes als kleine Einzelbilder zu übertragen. Sofern die Kamera und der Framegrabber (Bildeinzugskarte) dies unterstützt, kann sowohl die Position als auch die Größe des ROI in Echtzeit geändert werden. Dies kann z.B. für eine Echtzeit-Objektverfolgung genutzt werden, ohne das komplette Bild übertragen

zu müssen. CLHS unterstützt von Anfang an Glasfaserkabel als Übertragungsmedium. Mit Multimode-Fasern sind je nach Qualität des Kabels Übertragungslängen von bis zu 550m bei einer Bitrate von 10GBit/s bis zum nächsten Verstärker (Repeater) möglich, bei Singlemode-Faser können die Kabel bis zu 10km lang sein. Derzeit ist aber die maximale Kabellänge auf ca. 300m begrenzt durch die maximale Latenzzeit eines Kommandopaketes (Command Message). Um längere Kabel zu unterstützen, wird die maximale Latenz in der nächsten Version des Standards nicht mehr fest vorgeschrieben, sondern bei der automatischen Erkennung der Kamera (Device Setup) automatisch ermittelt. Die gemessene Latenzzeit kann benutzt werden, um die verschiedenen Verzögerungen von Trigger-Paketen über das Kabel zu kompensieren, wenn mehrere Kameras mit unterschiedlichen Kabellängen verwendet werden. CameraLink HS ist in Hinblick auf den Kommandopfad voll kompatibel zum allgemeinen GenICam Standard und zu GenICam GenCP (Generic Control Protocol). Um den GenICam Standard bestmöglich zu nutzen, wird versucht auch die GenICam SFNC (Standard Features Naming Convention) besser in die neue CameraLink HS Spezifikation einzubinden, um die Namensgebung der notwendigen Kamerafunktionen zu vereinheitlichen. Die überarbeitete Spezifikation wird auch um zusätzliche Bitraten und Kabel erweitert. Das sogenannte M-Protokoll wird zukünftig neben 3,125 auch 6,25GBit/s unterstützen. Damit sind über ein einziges CX4-Kabel über 4.000MByte/s möglich. Für das sogenannte X-Protokoll, das derzeit eine Bitrate von 10,3125GBit/s besitzt, wird zusätzlich der QSFP-Stecker mitaufgenommen. Somit sind für das X-Protokoll über ein einziges Kabel bis zu 4,750MByte/s möglich. QSFP bietet zudem eine breite Auswahl an verschiedenen Kabeln, z.B. Anschluss für LC-Stecker oder MTP/MPO-Stecker (kleiner Stecker für viele Fasern eines Glasfaserkabels). Auch gibt es spezielle Breakoutkabel um 4x10G pro Kabel (QSFP) auf vier einzelne SFP+-Stecker zu legen, um somit eine Kamera an mehreren Framegrabbern anzuschließen. Es ist somit möglich die Bilddaten eines modernen Cmos-Bildsensors mit einer Auflösung von 4.096×3.072Pixel, 10Bit/Pixel und 300fps (4.500MByte/s) über ein einziges Glasfaserkabel zu übertragen. Natürlich sind für noch höhere Bandbreiten auch weiterhin mehrere Kabel pro Kamera möglich.

Fazit

Mit der überarbeiteten Spezifikation und den neuen Features sieht sich CameraLink HS in Zukunft gerade auch für High-End-Anwendungen bestens gerüstet.

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