光ファイバーケーブル経由の CoaXPress 2.1 は高速で安定しています

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2021 年に CoaXPress v2.1 標準がリリースされるまで、CoaXPress (CXP) インターフェイスのカメラ、PC、およびフレーム グラバー間の唯一の物理媒体は 75Ω 同軸ケーブルでした。 ほとんどのビジョン アプリケーションでは、当時も現在も、1 本の同軸ケーブルでリンクあたり最大 12.5 Gbps (ギガビット/秒) でデータを転送できる CXP 2.1 インターフェイスが、高スループットの検査システム、品質管理、工場に最適です。自動化のニーズ。 同軸ケーブルを使用した CXP 2.1 は、GigE Vision、USB3、または Camera Link よりも高速かつ安定しており、コストと、高速化、ケーブル長の延長、熱放散、および電力供給に対する増大する要件との間の理想的なバランスであることが証明されています。

それでは、誰がその勝利の方程式を変えたいと思うでしょうか?

日本インダストリアルイメージング協会 (JIAA) が、欧州マシンビジョン協会、自動化推進協会、および CoaXPress 標準委員会を構成するマシンビジョン企業のコンソーシアムとともに、これを実行したことが判明しました。 委員会は、帯域幅伝送が 100、200、さらには 400 Gbps、つまり単なる同軸ケーブルの能力をはるかに超えた速度に向かって急速に進化していることを認識しました。 CXP v2.1 を修正し、光ファイバー リンクが CoaXPress プロトコルで動作できるようにする簡単な追加を行いました。 その大胆な行動により、彼らはマシン ビジョン業界に CoaXPress Over Fiber (CXPoF) を導入しました。

CoaXPress に詳しくない方のために説明すると、CoaXPress は、高スループット、高速データ伝送を必要とするビジョン アプリケーションを対象とした非対称のポイントツーポイント シリアル通信として 2007 年に初めて導入されました。 オリジナル バージョン (CXP-6) では、プッシュプル DIN コネクタを使用した標準同軸ケーブルで最大 6.25 Gbps の速度でデータを転送できましたが、8b10b エンコードのオーバーヘッドにより実効データ レートは 5.0 Gbps でした。 2 つまたは 4 つのリンクに集約された場合、CXP-6 はカメラからフレーム グラバーまで最大 25 Gbps の帯域幅をサポートしました。 標準のネットワーク インターフェイス カード (NIC) を使用する GigE Vision アプリケーションとは異なり、CXP にはフレーム グラバーが必要です。 GigE Vision は NIC カードに依存しているため、データ パケット管理はドライバーによって実行され、ホスト CPU に大幅な負荷がかかります。

当時、Camera Link と GigE インターフェイスがシステム速度の上限であったことを考えると、CXP は非常に歓迎されるイノベーションでした。 業界は、より正確なトリガリング、より長いケーブル長、データ、制御、電力 (PoCXP)、通信の単一ケーブルの統合など、他の多くの特性も称賛しました。 PoCXP は、プロジェクトの設置面積の周りに追加の電源ケーブルを配線する必要性を排除することで、イメージング システムの複雑さを簡素化しました。

CoaXPress は、産業および医療アプリケーションで重要な低遅延、低ノイズのインターフェイスです。 半導体や OLED メーカーから、インテリジェント交通システムや生物医学研究まで、さまざまな業界が CXP 標準をすぐに採用しました。 古い軍用機に搭載されているような従来の画像システムには、アナログ カメラを接続するための同軸ケーブルがすでに設置されていました。 エンジニアは、フレーム グラバーを交換して新しい CXP カメラを取り付けることで、アナログを CXP にアップグレードするのが簡単であることを発見しました。

当時、Camera Link と GigE インターフェイスがシステム速度の上限であったことを考えると、CXP は非常に歓迎されるイノベーションでした。

CXP v2.1 標準では速度がさらに向上しました。 10 Gbps (CXP-10) と 12.5 Gbps (CXP-12) という 2 つの非常に高速な新しい速度が導入され、元のバージョンの帯域幅が効果的に 2 倍になりました。 CXP はカメラごとに 1 本（シングル）から 2 本（デュアル）または 4 本（クワッド）ケーブルまで拡張可能であるため、CXP 2.1 プロトコルは、4 本のケーブルを使用する場合、1 台のクアッドリンク カメラから最大 50 Gbps の帯域幅を確実に達成できます。 CXP-12 は、10 Gbps を転送できる 10GigE および USB 3.1 Gen 2 に先駆けて登場します。

さらに、CXP v2.1 では、GenICam 汎用プログラミング インターフェイスと GenDC (Generic Data Container) のサポートが追加されました。 GenDC は、さまざまな種類のデータを表現、送信、受信するために使用されるモジュールです。 GenDC は、2D、3D、マルチスペクトルなどのマシン ビジョン関連の画像データと、追加情報、ヒストグラム、統計などのメタデータを対象としています。