Camera Link es un protocolo de comunicación en serie estándar [1] diseñado para aplicaciones de interfaz de cámara basadas en la interfaz Channel-link de National Semiconductor . Fue diseñado con el propósito de estandarizar productos de video científicos e industriales, incluidas cámaras, cables y capturadores de fotogramas . El estándar es mantenido y administrado por Automated Imaging Association o AIA, el grupo comercial de la industria global de visión artificial .
Protocolo de transmisión
Camera Link utiliza de uno a tres chips transceptores de enlace de canal con cuatro enlaces de 7 bits en serie cada uno. [1] [2] [3] Como mínimo, Camera Link usa 28 bits para representar hasta 24 bits de datos de píxeles y 3 bits para señales de sincronización de video, dejando un bit libre. Los bits de sincronización de video son Datos válidos, Cuadro válido y Línea válida. Los datos se serializan 7: 1 y los cuatro flujos de datos y un reloj dedicado se manejan a través de cinco pares LVDS . El receptor acepta los cuatro flujos de datos LVDS y el reloj LVDS, y luego conduce los 28 bits y un reloj a la placa. El estándar de enlace de cámara requiere que estos 28 bits se transmitan a través de 4 pares diferenciales serializados con un factor de serialización de 7. El reloj de datos paralelo se transmite con los datos. Por lo general, un bloque PLL o SERDES debe generar un reloj de 7x para transmitir o recibir el video serializado. Para deserializar los datos, se pueden emplear un registro de desplazamiento y un contador . El registro de desplazamiento captura cada uno de los bits serializados, uno a la vez, luego registra los datos en el dominio del reloj paralelo, una vez que el contador de datos ha alcanzado su valor terminal.
Variantes
Camera Link viene en varias variantes que difieren en la cantidad de datos que se pueden transferir. Algunos de ellos requieren dos cables para su transmisión.
Configuración Base
La configuración Camera Link "Base" transmite señales a través de un solo conector / cable. [1] [2] [3] El cable utilizado es un conector macho MDR ("Mini D Ribbon") de 26 clavijas, optimizado por 3M para la señal LVDS. Además de los 5 pares LVDS que transmiten los datos de video serializados (24 bits de datos y 4 bits de encuadre / habilitación), el conector también transporta 4 señales de control discretas LVDS y 2 canales de comunicación serial asíncronos LVDS para comunicarse con la cámara. En la frecuencia máxima de funcionamiento del chipset (85 MHz), la configuración básica produce un rendimiento de datos de video de 2,04 Gbit / s (255 MB / s).
Configuración media / completa
La especificación Camera Link incluye configuraciones de mayor ancho de banda que proporcionan rutas de datos de video adicionales a través de un segundo conector / cable. La configuración "Media" duplica el ancho de banda de video, agregando 24 bits de datos y los mismos 4 bits de entramado / habilitación presentes en la configuración "Base". [1] [2] [3] Esto produce una ruta de datos de video de 48 bits de ancho capaz de un rendimiento de hasta 4.08 Gbit / s (510 MB / s). La configuración "Completa" agrega otros 16 bits a la ruta de datos, lo que da como resultado una ruta de video de 64 bits de ancho [1] [2] [3] que puede transportar 5.44 Gbit / s (680 MB / s).
Configuración Deca
Algunos fabricantes de hardware de adquisición de datos y cámaras han ampliado el ancho de banda de la interfaz más allá de los límites impuestos por la especificación de la interfaz Camera Link. Estos formatos amplían el ancho de la configuración "Completa" utilizando 8 bits no utilizados y reasignando los 8 bits redundantes de encuadre / habilitación para producir un ancho de ruta de datos de hasta 80 bits en dos conectores / cables, lo que aumenta aún más el ancho de banda de video. Ha surgido un consenso en la industria sobre la variante de 80 bits, y las cámaras compatibles y los capturadores de fotogramas se comercializan con el término "Camera Link Deca". Sin embargo, algunos fabricantes usan el término "Completo extendido" para referirse a la configuración Deca, [4] y otros aún conservan el uso del término Enlace de cámara completo al referirse a Deca completo. La ruta de video de 80 bits puede transportar 6,8 Gbit / s (850 MB / s). [5]
Tiempo de señal
La siguiente imagen muestra la sincronización relativa de la señal del reloj y una línea de datos de uno de los transceptores Channel Link utilizados para las transmisiones Camera Link. Las palabras de datos comienzan en el medio de la fase alta del reloj y el bit más significativo se transmite primero. [6]
Asignaciones de bits
Los bits de los valores de los píxeles no se asignan a los transmisores en serie en orden, sino que se permutan de forma complicada, como se muestra en la siguiente figura. La figura etiqueta los bits de datos de Camera Link de forma consecutiva e incluye 8 bits adicionales que no forman parte de la especificación Camera Link Full. (El estándar Camera Link divide los bits de datos en ocho puertos de 8 bits indicados por combinaciones de letras y números, pero utiliza las mismas combinaciones de letras y números para los canales de color que no siempre se corresponden uno a uno, lo que hace que esta notación sea ambigua).
La mitad superior de esta figura solo es relevante para las configuraciones Media y Completa que requieren dos interfaces físicas y dos cables. Los dos rectángulos en el medio representan los cables, con las clavijas del conector de cada señal impresas a cada lado.
A la izquierda de los transceptores, se imprime la lista de bits de datos de píxeles transmitidos a través de ese enlace de canal, de LSB a MSB. Los caracteres L, F y D se refieren a los bits Line Sync, Frame Sync y Data Valid, respectivamente. El guión bajo representa un bit de repuesto no utilizado. Queda por decir cómo se asignan los bits de datos de píxeles a los bits 0 a 71 utilizados en la figura. Para píxeles de escala de grises, este es un mapeo trivial uno a uno; para píxeles de color con un múltiplo de 8 bits por color, los colores simplemente se concatenan en el orden rojo, verde y azul (de LSB a MSB). Para datos RGB de 12 bits, los 8 bits inferiores de cada color se asignan a los bits de datos 0-7,16-23,32-39; los 4 bits más altos de cada color a los bits 8-11,12-15,40-43. [1]
Cables y conectores
El estándar prescribe conectores de cinta delta en miniatura de 26 clavijas (MDR-26) para usar con Camera Link; [1] La variante reducida SDR-26 está permitida desde la versión estándar 1.2. Las asignaciones de los pines del conector se muestran en la figura grande de la sección anterior. El pinout del conector es el siguiente:
Los pares diferenciales coincidentes se ubican deliberadamente en lados opuestos del conector y en diferentes lados del conector en los diferentes extremos del cable. Esto evita el sesgo debido a que el conector está montado perpendicularmente en una placa de circuito impreso . [6]
Los cables Camera Link son cables de par trenzado blindados. La norma especifica que los pares diferenciales deben estar apantallados individualmente y el cable en su conjunto debe tener dos apantallamientos. [1] Algunas empresas ahorran costes al no proteger los dos pares de señales de interfaz serie, que transportan señales más lentas que los datos de la cámara; Estos cables tienen un extremo de cámara y un extremo de captura y no se pueden invertir y no se pueden usar como un segundo cable en una configuración Media o Completa.
Especificaciones estándar de la interfaz
El estándar Camera Link es mantenido por la AIA . La introducción de Camera Link Interface Standard (1.0) se publicó en octubre de 2000. La revisión 1.1 se adoptó en enero de 2004, con soporte de funciones de software ampliado. El comité de estándares adoptó la versión 1.2 en enero de 2007, introduciendo conectores mini SDR ("Shrunk D Ribbon") (SDR-26) y alimentación a través de Camera Link (POCL). El anexo D de la revisión 1.2 agrega descripciones mecánicas y eléctricas a la norma, especialmente el rendimiento del cable. El anexo E de la revisión 1.2 enumera los requisitos de los equipos POCL. Camera Link 2.0 se lanzó en noviembre de 2011.
Ver también
- Enlace de canal
- Asociación de imágenes automatizadas
- Visión GigE
- Lista de anchos de banda de dispositivos
- Señalización diferencial de baja tensión (LVDS)
- CoaXPress
Notas
- ^ a b c d e f g h Especificaciones del estándar de interfaz de enlace de cámara para cámaras digitales y capturadores de fotogramas, versión 1.1 de Automated Imaging Association, enero de 2004
- ^ a b c d Breve descripción archivada el 20 de enero de 2013 en la Wayback Machine de la tecnología Camera Link por el fabricante de la cámara Basler
- ^ a b c d Una descripción técnica de la interfaz CameraLink
- ^ Manual de NI PCIe 1433
- ^ "Manual de usuario del MC13xx" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de febrero de 2007 . Consultado el 28 de mayo de 2008 .
- ^ a b Guía nacional de diseño de enlaces de canal de semiconductores
enlaces externos
- Automated Imaging Association , el organismo responsable del estándar Camera Link
- Camera Link estándar V1.0 , octubre de 2000
- Camera Link HS , Camera Link High Speed Standard con soporte para cableado de fibra y hasta 16.000 MB / s