Tabelle 2 | Zusammenstellung der Verkabelungsmöglichkeiten für Camera Link HS. (Bild: Flir Systems, Inc.)
Thunderbolt3
Eine Flir-Marktanalyse ergab, dass die Thunderbolt-Schnittstelle in der Machine-Vision-Branche noch keine allzu große Verbreitung gefunden hat, aber mit Thunderbolt3 könnte sich dies ändern. Die Schnittstelle verspricht eine nützliche Kombination aus bis zu 40Gbit/s, Benutzerfreundlichkeit und dem USB-Typ-C-Stecker. Thunderbolt3 unterstützt auch die USB Power Delivery-Spezifikation für eine Leistung von bis zu 100W. Durch die Begrenzung der Kabellänge auf 50cm wird das Interface möglicherweise aber nur in begrenztem Maße eingeführt, solange keine zuverlässigen und preisgünstigen aktiven optischen Kabel erhältlich sind. Die maximale Übertragungsrate über ein Thunderbolt3-Kabel beträgt 40Gbit/s, aber der effektive Durchsatz fällt deutlich niedriger aus. Die PCIe 3.0 x4-Verbindung zwischen Hosts und Geräten sowie ihre PHYs bieten eine Bandbreite von 32Gbit/s. Die verbleibende Bandbreite wird verwendet, um Display-Port-Signale für HD- und UHD-Monitore zu übertragen. Die PCIe-Schnittstelle der PHYs ermöglicht Host-seitiges DMA. Intel, das die Thunderbolt-Technologie entwickelt und managed, kündigte kürzlich an, dass alle neuen Chipsätze des Unternehmens Thunderbolt3 unterstützen. Der Halbleiterhersteller lockerte auch die Lizenzanforderungen, um Dritthersteller zu ermutigen, die Schnittstelle zu übernehmen. Die Bemühungen von Intel haben auf Verbraucherseite zu der ungewöhnlichen Situation geführt, dass Thunderbolt3-Hosts verfügbar sind, aber keine Geräte. Es gibt derzeit noch keine Machine-Vision-Kameras mit Thunderbolt3.
Camera Link HS
Der Camera Link HS-Standard (CLHS) wurde im Jahr 2012 eingeführt. Er verbesserte die ursprüngliche Camera Link-Schnittstelle durch höhere Geschwindigkeit und größere Flexibilität in der Verkabelung. Der CLHS-Standard unterstützt zusätzliche Kabeltypen. Somit hat der Benutzer die Möglichkeit, höhere Geschwindigkeit gegen geringere Kabellänge einzutauschen und umgekehrt. Die teuren Kabel der früheren Generation gehören der Vergangenheit an. Die CRC-Fehlerkorrektur und das erneute Senden von Daten verbessert zudem die Übertragungszuverlässigkeit. Einzelbit-Übertragungsfehler werden automatisch erkannt und korrigiert. Für eine zusätzliche Bandbreite bei High-Speed-Anwendungen können bis zu acht Kabel parallel verlaufen. Trotz der Verbesserungen ist CLHS keine Schnittstelle für den Massenmarkt. Es unterstützt keinen direkten Speicherzugriff (DMA). Dafür ist das Interface so ausgelegt, dass Bilddaten so schnell wie möglich in einen FPGA übertragen werden. Bevor eingehende CLHS-Bilddaten an einen Benutzer übertragen werden, empfängt und verarbeitet ein Framegrabber die Daten. Diese Anforderung macht entsprechende Vision-Systeme teurer und komplexer. Bei Systemen, welche die Daten auf mehrere PCs verteilen, steigt die Komplexität noch weiter.
CoaXPress 2.0
Die CoaXPress 2.0-Spezifikation (CXP), die Anfang 2017 fertiggestellt wurde, bietet Leistungs- und Funktionsverbesserungen, die vor allem bei High-Speed-Anwendungen relevant sind. CXP baut auf der Technologie für 4K60-Videos über HD-SDI auf, um die Einzelkanalgeschwindigkeit von 6,25 auf 12,5Gbit/s zu erhöhen. Bei dieser Geschwindigkeit kann ein vieradriges Kabel pro Sekunde 4GB an Bilddaten von der Kamera zum Host übertragen. Die Verdopplung der maximalen Uplink-Geschwindigkeit verdoppelt die maximale Trigger-Frequenz auf über 500kHz. CXP 2.0 unterstützt die Übertragung an mehrere Empfänger. Dadurch können die Kameras Daten an Framegrabber in unterschiedlichen Host-PCs senden. Auch bei CXP 2.0 gilt, wie bei der Standardversion von CXP, eine maximale Kabellänge von 40m. Während einspurige Koaxialkabel erschwinglich sind, steigen die Kosten für mehrspurige Kabel und Framegrabber schnell an.
