Happy Birthday

30 Jahre Framegrabber, Interfaces und Embedded-Systeme

Bereits seit 1988 ist das britische Unternehmen Active Silicon in den Bereichen Framegrabber und Embedded Vision aktiv. Daher nutze inVISION die Chance, anlässlich des 30-jährigen Firmenjubiläums sich mit Colin Pearce (CEO) und Chris Beynon (CTO) über die Geschichte der Firma und aktuelle Bildverarbeitungstrends zu unterhalten.

Zwei der Active Silicon Gründungsväter von 1988: CEO Colin Pearce (l.) und CTO Chris Beynon (r.).  (Bild: Active Silicon Ltd.)

Active Silicon feiert dieses Jahr sein 30-jähriges Bestehen. Wie hat eigentlich alles 1988 angefangen?

Colin Pearce: Active Silicon begann als Beratungsunternehmen, welches Beratung bezüglich Design und Anwendung für die damals eingeführte Xilinx FPGA-Technologie anbot. Die Firma entwickelte sich jedoch relativ schnell zu einem produktbasierten Unternehmen, das FPGAs in firmeneigenen Videoprodukten einsetzte. Unser erstes eigenes Produkt war die S2200, eine Videoaufnahme- und Grafikkarte für die Sun Workstation. Die Karte wurde 1990 eingeführt und über die nächsten zehn Jahre ein Bestseller.

Welche Produkte haben Sie heute im Programm?

Chris Beynon: Heute haben wir drei Hauptproduktlinien: Framegrabber, Embedded-Vision-Systeme und Kamera Interface Boards. Unsere FireBird Framegrabber-Serie umfasst Bilderfassungslösungen für CoaXPress (CXP) und Camera Link (CL), die für High-Speed Anwendungen ausgelegt sind. Die Boards sind GenICam-konform, einschließlich der CL-Boards, und mit vielen Softwarelösungen und Bibliotheken von Drittanbietern kompatibel. Unsere Embedded-Systeme sind meistens kundenspezifische kompakte Mini-PCs mit integrierter Hardware für die Bildverarbeitung und Maschinensteuerung. Im medizinischen Bereich bieten wir dort Systeme für die Strahlentherapie, Augenheilkunde und chirurgische Mikroskopie an. Auch für die Gaming-Industrie fertigen wir spezielle Embedded-Systeme zur automatisierten Jeton-Sortierung oder zum Player-Tracking. In vielen dieser Industrien, sind lange Produktzyklen üblich, beispielsweise im medizinischen Bereich, wo Geräte über zehn Jahre oder länger verkauft werden. Unsere dritte Produktgruppe sind Kamera-Interface-Boards, die auf motorisierte Zoom-Block-Kameras, wie die von Sony oder Tamron, installiert werden. Noch in diesem Jahr werden wir z.B. eine Long-Reach-HD-Lösung auf den Markt bringen, die das Versenden von HD-Bilddaten über 500m Koaxialkabel ermöglicht.

Wie haben sich die Aufgaben von Framegrabbern in den letzten Jahren verändert?

Pearce: In den letzten 30 Jahren gab es einige Meilensteine. Mitte der 90er Jahre z.B. die Einführung des PCI-Busses. Zuvor hatten Framegrabber tatsächlich Einzelbilder abgespeichert und dann langsam die aufgenommenen Videodaten über den damals sehr langsamen ISA Interface-Bus-Standard gestreamt. Sobald sich der PCI-Bus etabliert hatte, wurden Framegrabber zu wirklichen Echtzeit-Streaming-Geräten, ähnlich wie Netzwerkkarten. Der Begriff Framegrabber ist also mittlerweile eigentlich falsch. Die Fähigkeit, Videos in Echtzeit zu streamen, erlaubte neue Anwendungen. Der nächste wichtige Schritt, ebenfalls in den 90er Jahren, war die Einführung von Digitalkameras und das Aufkommen von Bildverarbeitungsstandards. Die AIA begann mit dem 16Bit-Parallelschnittstellenstandard, der 68-polige Stecker einsetzte, um dann einige Jahre später die v1.0 des Camera-Link-Standards einzuführen. Bei Machine Vision Standards gibt es zwei Trends. Der erste ist der Wechsel von parallelen Bussen zu superschnellen seriellen Busstandards, wie z.B. PCI Express in PCs oder CXP in der industriellen Bildverarbeitung. Der zweite Trend ist, dass Bildverarbeitungsstandards mittlerweile deutlich mehr abdecken. Der erste AIA-Standard definierte im Wesentlichen nur den Stecker, moderne Standards dagegen legen das gesamte Protokoll fest und sind eng im GenICam-Standard integriert.

Sie setzen stark auf CoaXPress. Wie beurteilen Sie andere Highspeed Lösungen wie z.B. nBase-T, 25GigE, USB3.1 oder CLHS?

„Wir glauben nicht,
dass CLHS die gleiche
Marktakzeptanz wie
CXP bekommen wird.“
Chris Beynon, Active Silicon (Bild: Active Silicon Ltd.)

Beynon: CXP ist zweifelsohne der am weitesten verbreitete Standard am oberen Ende des Marktes. Allerdings dominiert bei den meisten Vision-Anwendungen GigE Vision, so dass die Einführung von nBase-T und 25GigE gute Lösungen für Anwendungen mit mittlerer Geschwindigkeiten bieten. Natürlich ändert sich die Definition von schnell ständig. CXP wird bald doppelt so schnell sein, wie bei seiner Einführung. Die Verbraucherstandards steigen in ihrer Geschwindigkeit zwar genauso wie die Vision Standards, letztere werden jedoch im Spitzenbereich Verbraucherstandards immer übertreffen – nicht nur in Bezug auf Geschwindigkeit, sondern auch in Schlüsselbereichen wie Stromverbrauch, Benutzerfreundlichkeit usw. Der Unterschied zwischen den beiden Bereichen, der bereits seit 25 Jahren zu beobachten ist, wird wahrscheinlich weiterhin bleiben, das heißt. die Marktnische im High-End-Bereich, in der Nutzer auch bereit sind, extra für Premiumleistungen zu zahlen, wird somit weiterhin Bestand haben. Während sich unser Framegrabber-Geschäft auf CXP und CL konzentriert, setzten wir in unserem Embedded-Vision-Geschäft – welches fast die Hälfte unseres Umsatzes ausmacht – häufig auch andere Standards ein, wie z.B. USB3.1 oder GigE Vision. Wir glauben nicht, dass CLHS die gleiche Marktakzeptanz wie CXP bekommen wird. Es ist schade, dass CLHS den Begriff Camera Link im Namen trägt. Das hat für Verwirrung auf dem Markt gesorgt, denn CLHS ist nicht mit früheren CL-Versionen kompatibel.

Inzwischen können Vision-Aufgaben auch mit einem Raspberry Pi gelöst werden. Warum braucht es in zehn Jahren immer noch Machine-Vision-Lösungen?

Beynon: In zehn Jahren wird es viele neue Lösungen für die industrielle Bildverarbeitung geben, aber die Plattformen, auf denen sie dann laufen, enthalten die neuen Generationen von System-on-Chip-basierten (SoC) Geräten, wie z.B. einen Raspberry PI. Wir erwarten eine teilweise Migration von den heutigen PCs, zu kleineren, möglicherweise verteilten Geräten, die auf den technologischen Entwicklungen aus dem Consumer Bereich basieren, wie z.B. Smartphones. Für Embedded-Systeme in Applikationen mit langen Produktlebenszyklen, wie z.B. bei Medizinprodukten, ist der Einsatz von Consumer Boards dagegen unwahrscheinlich, aufgrund der Probleme mit langfristiger Lieferfähigkeit. Allerdings wird die zugrundeliegende Technologie, die verwendet wird, wie z.B. MultiCore-ARM-basierte SoC-Chips, höchstwahrscheinlich eingesetzt werden. Eines unserer Embedded-Vision-Systeme der neueren Generation basiert bereits auf dem Xilinx Zynq-System und nicht auf einem mobilen Intel-Chip.

Was sind Ihre Pläne für die nächsten Jahre?

„Das größte Wachstum
erwarten wir bei den
Small-Form-Factor-
Embedded-Vision-Produkten.“
Colin Pearce, Active Silicon (Bild: Active Silicon Ltd.)

Pearce: Die kurze Antwort: weiterhin stetiges organisches Wachstum. Zudem wollen wir weitere Mitarbeiter einstellen, insbesondere talentierte FPGA-/Hardware-/Software-Ingenieure. Wir sehen immer noch ein stetiges Wachstum im Framegrabber-Markt und im medizinischen Sektor für Embedded-Systeme. Das größte Wachstum erwarten wir aber bei den Small-Form-Factor-Embedded-Vision-Produkten, die wir zurzeit entwickeln.

Neben dem Headquarter in UK haben Sie bereits ein Office in den USA. Sind weitere Niederlassungen in Europa oder Asien geplant?

Pearce: Wir denken daran, in Zukunft ein Büro in Asien zu eröffnen und eventuell auch in Deutschland. Im Moment konzentrieren wir uns aber auf die Entwicklung neuer Produkte und den Ausbau unseres F&E-Teams. Unser aktuelles Modell der Repräsentanz mit Direktverkauf und Unterstützung durch unsere Büros in Großbritannien und den USA funktioniert gut für uns.

Welche Produktneuheiten werden Sie zur Vision präsentieren?

Beynon: Auf der Vision werden wir eine Reihe neuer Produkte vorstellen. Bei den Framegrabbern stehen unser High-End-4-Kanal-CXP-Grabber, sowie unser kürzlich angekündigtes Low-Cost-Einkanal-CXP-Board im Mittelpunkt. Auf der Embedded Seite werden wir unsere Long-Reach-HD-Vision-Lösung präsentieren, die eine USB3.0-Schnittstelle für die einfache Integration enthält. Zudem werden wir unsere USB3 Vision Processing Unit mit integrierter GPU vorstellen, die in der Lage ist, mehrere Kanäle in Echtzeit aufzunehmen und wiederzugeben.