CoaXPress

CoaXPress（CXP）は、マシンビジョンアプリケーションにおける高速画像データ伝送用に開発されたデジタルインターフェース規格です。名称は「Express（高速）」と「Coaxial（同軸）」を組み合わせた造語で、CoaXPressが他の規格（ Camera LinkやGigE Visionなど）よりも高速であることを強調し、75Ωの同軸ケーブルを物理的な伝送媒体として使用します。CoaXPressは主にデジタル画像処理アプリケーションで使用されますが、汎用的なデジタルデータの高速伝送にも適しています。

データを生成して送信する「デバイス」（産業用デジタル カメラなど）は、1 本以上の同軸ケーブルを使用して、データを受信する「ホスト」（コンピュータのフレーム グラバーボードなど）に接続されます。CoaXPress 規格 1.0 および 1.1 は、同軸ケーブルあたり最大 6.25 Gbit /s のビット レートをサポートし、新しい 2.0 規格では、 「デバイス」から「ホスト」への同軸ケーブルあたり最大 12.5 Gbit /s のビット レートをサポートします。ケーブルの数は規格によって制限されません。最近の CoaXPress カメラおよびフレーム グラバーの中には、8 本の同軸ケーブルを使用して最大約 48 GB/s の画像データ レートを提供するものもあります。古いCamera Link規格では、最大 850 MB/s しか伝送できません。最大 41.6 Mbit /sで動作する低速アップリンクは、「デバイス」の制御やトリガーに使用できます。 CoaXPressホストは、同軸ケーブルを介して24V、ケーブル1本あたり最大13Wを供給できます。CoaXPress規格では、「デバイス」と「ホスト」の両方が、標準化された汎用プログラミングインターフェースであるGenICamをサポートする必要があります。トランスポート層のない純粋なLVDSを基盤とするCamera Linkとは異なり、CoaXPressは8b/10bエンコーディングを用いてパケット単位でデータを送信し、CRCを提供します。CoaXPressは、 Automated Imaging AssociationのCamera Link HS規格と競合しています。

歴史

CoaXPressは2008年に6社によって開発され、その中でもAdimec、EqcoLogic（現在のMicrochip Technology）、Active Siliconが最大の推進力となっていました。その目標は、高速でデータ量の多いビジョン関連通信用のCamera Link規格の後継を開発することでした。最初の共同作業は「社内でVisilinkと呼ばれていました」が中止されました。 [ 1 ] CoaXPress規格は、2008年11月に「Vision」トレードショーで初めて実演されました。好評を博した後、Adimec、Eqcologic、Active Silicon、AVAL DATA、NED、Components Expressからなる産業企業の標準策定コンソーシアムが2009年初頭に結成されました。2009年の次のVisionで、コンソーシアムはマシンビジョンアプリケーションの推進に対する取り組みが評価され、VisionAwardを受賞しました。[ 2 ]この時までに、日本インダストリアルイメージング協会はCoaXPressを採用して公式規格として成熟させ、その後、最初のドラフトバージョン1.0が2010年12月に発表されました。[ 3 ] [ 4 ]

ケーブルとコネクタ

BNCコネクタ（左）とDIN 1.0/2.3コネクタ（右）

CoaXPressの伝送媒体は、特性インピーダンス75Ωの同軸ケーブルです。最大伝送距離は、ビットレートとケーブルの品質によって異なります。RG -11、RG-6、RG-59などのケーブルが使用できます。また、アナログカメラシステムからデジタルカメラシステムへアップグレードする際に、既存の同軸ケーブルを再利用することも可能です。

CoaXPressのオリジナルコネクタは75ΩのIEC 61169-8 BNCコネクタです。CoaXPress 1.1ではより小型のDIN 1.0/2.3コネクタが追加され、CoaXPress 2.0ではCXP-6よりも高速な速度に対応するため、Micro-BNCコネクタが追加されました。最近のカメラやフレームグラバー製品のほとんどはDIN 1.0/2.3またはMicro-BNCコネクタを使用しており、IEC 61169-8 BNCコネクタはほとんど使用されなくなりました。5W5コネクタを使用したソリューションも実証されていますが、CoaXPressコンソーシアムでは公式にサポートされていません。[ 5 ] [ 6 ]

変種

CoaXPressはスケーラブルな規格であり、1.25 Gbit/sから25 Gbit/s以上の速度まで接続できます。以下の表は、一般的な実用的なケーブル長を示しています。CoaXPress仕様では、各速度規格におけるCXPケーブルの電気的特性のみが規定されており、最大長は明示的に規定されていません。

名前ビットレートGepco VHD1100ケーブルを使用した場合の最大ケーブル長[ 7 ]ベルデン1694A RG-6ケーブルを使用した場合の最大ケーブル長[ 8 ]
CXP-11.25 ギガビット/秒212メートル130メートル
CXP-22.5 ギガビット/秒185メートル110メートル
CXP-33.125 ギガビット/秒169メートル100メートル
CXP-55 ギガビット/秒102メートル60メートル
CXP-66.25 ギガビット/秒60メートル40メートル
CXP-1010 ギガビット/秒40メートル
CXP-1212.5 ギガビット/秒30メートル

CoaXPressは、フレームグラバーからカメラへの低速アップリンクチャネルをサポートします。このアップリンクチャネルのビットレートは、規格バージョン1.0および1.1では20.833 Mbit /s、規格バージョン2.0では41.667 Mbit /sです。アップリンクチャネルは8b/10bエンコーディングを使用します。このアップリンクは、カメラ制御、トリガー、ファームウェアアップデートに使用できます。

マルチレーンDIN 1.0/2.3ケーブルソリューションを使用する場合、オプションの高速アップリンクも使用可能で、カメラへの6.25 Gbit/sアップリンク通信が可能になります。これにより、非常に正確なトリガーが可能になります。[ 5 ]

使用法

最も一般的な用途は、マシンビジョンなどの画像自動取得・解析アプリケーションにおいて、カメラとコンピュータをフレームグラバーを介して接続することです。CoaXPressインターフェース規格をサポートし、これを利用するカメラとフレームグラバーもいくつか登場しています。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

実装

CoaXPress互換のドライバおよびイコライザデバイスを開発している企業は、少なくとも2社あります。Microchip Technology（EqcoLogicの買収を通じて）とMacomです。[ 13 ] [ 14 ]これらのデバイスは、CoaXPress標準プロトコルを実装するためにFPGAデバイスと組み合わせて使用​​する必要があります。このような標準実装は、このプロトコル専用に設計されたFPGA IPコアを使用して実行され、標準で定義されているすべての機能に対応します。ビジョンシステムの各側（カメラやフレームグラバーなど）には、専用のFPGA IPコアが必要です。

参照

参考文献

  1. ^マシンビジョンの未来は続く：未来標準フォーラム、日付なし、adimec.com
  2. ^ 「CoaXPressが2009年のVision Awardを受賞、EMVA」。2015年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月20日閲覧。
  3. ^ 「CoaXPressニュースレター 2011年1月号」（PDF）。2013年3月19日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2024年12月9日閲覧。
  4. ^ 「CoaXPress規格、EMVAの承認を取得」 2015年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年12月1日閲覧。
  5. ^ a b CoaXPressインターフェースが主流に、Vision Systems、2010年2月
  6. ^ CoaXPressケーブル（性能データ付き）
  7. ^ CoaXPress ドライバ/イコライザー チップセットアーカイブ2013-01-22 at archive.today
  8. ^ CoaXPress 2.0
  9. ^ CoaXPress規格がカメラとフレームグラバーをサポート、2011年5月31日、アンドリュー・ウィルソン、Vision Systems Design誌。2012年11月28日閲覧。
  10. ^カメラが CoaXPress 規格に準拠していることが認定されました、2012 年 11 月 12 日、Dave Wilson、Vision Systems Design 誌シニア エディター、2012 年 12 月 1 日閲覧
  11. ^製品フォーカス - ビジョンの未来を見つめて、アンドリュー・ウィルソン、Vision Systems Design誌編集者、2011年12月1日、2012年12月1日閲覧
  12. ^ CoaXPressインターフェースがマシンビジョンの主流に、Ann R. Thryft、Design News、2011年11月28日。2012年12月1日閲覧。
  13. ^ M23428: 12G/6G/3G/HD/SD-SDI ケーブル ドライバー
  14. ^ M23544: 12G マルチレート ロングリーチ イコライザー（リクロッカー付き）
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