СТА 4/2010

ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А 10 изображениях движущихся объектов, и возможность получать кадры с высоки ми разрешением и частотой. PCIe CML64F Одноканальная PCI Express ® х4 плата видеозахвата PCIe CML64F (рис. 4) поддерживает захват видео и передачу видеоданных по цифровому интерфейсу Camera Link ® (см. врезку «Протокол Camera Link») в трёх возможных конфи гурациях: Base/Medium/Full (основ ная/средняя/полная). Применение в PCIe CML64F микросхем ПЛИС поз воляет получить высокую гибкость, бо+ льшую производительность и улуч шить качество, используя функции предварительной обработки изображе ний, такие как усиление и коррекция смещений. Плата имеет буферную па мять 128 Мбайт для хранения цифровых данных перед передачей их по шине PCIe, что делает плату подходящей для промышленных применений, требую щих безотказности в работе, высокой скорости и хорошего разрешения. Час тота ввода данных (pixel clock rate) со ставляет 85 МГц, передача изображения по шине осуществляется со скоростью до 680 Мбайт/с. Примером промышленного приме нения платы PCIe CML64F может слу жить её совместное использование с линейной сканирующей камерой. Та кая система даёт возможность опреде ления положения, ширины и площади заготовок, движущихся по конвейер ной линии, а также подсчёта количест ва изделий, размещённых на конвейере в произвольном порядке (рис. 5). Существует три режима работы с ли нейными сканирующими камерами: ● страничный запуск Page trigger – система срабатывает на определён ное количество полученных строк от камеры; ● линейный запуск Line trigger – систе ма постоянно получает с камеры и передаёт все строки изображения и при этом тактируется сигналами ли нейного триггера; ● свободное сканирование Free run – получение изображений контроли руется программным обеспечением, сигнал запуска не используется. СТА 4/2010 www.cta.ru Рис. 4. Плата PCIe CML64F с интерфейсом Camera Link® Протокол Camera Link Этот протокол создавался, чтобы упоря дочить и стандартизировать разработки таких ведущих компаний, как EPIX, Integral Technologies, Matrox, National Instruments и др., для подключения скоростных видеока мер к платам видеозахвата. Базой послу жила технология Channel Link компании National Semiconductor, основанная, в свою очередь, на физической реализации ин терфейса LVDS. Интерфейс Camera Link передаёт по стан дартному кабелю сигналы управления ви деокамерой, синхросигналы, видеоданные и имеет три конфигурации: ● Base – один чип Channel Link, один разъ ём для кабеля; ● Medium – два чипа Channel Link, два разъёма для кабеля; ● Full – три чипа Channel Link, два разъёма для кабеля. В конфигурации Base один чип Channel Link может передать 28 бит данных, и для этого достаточно одного кабеля. В конфи гурации Medium передаётся 28 × 2 = 56 бит данных, а в Full – 28 × 3 = 84 бит, причём в этих конфигурациях для подключения ка меры к плате необходимы два кабеля Camera Link. В соответствии с протоколом Camera Link при передаче видеоданных в формате 3, 6 или 8 байт за такт максимальные пропуск ные способности разных конфигураций составят: ● Base – 3 байт × 85 МГц = 255 Мбайт/с; ● Medium – 6 байт × 85МГц = 510Мбайт/с; ● Full – 8 байт × 85 МГц = 680 Мбайт/с. Заметим, что реальная пропускная спо собность оказывается меньше теоретически возможной (так, в конфигурации Full теоре тически имеем 3 чипа × 28 бит × 85 МГц = = 892 Мбайт/с, в действительности же – только 680 Мбайт/с). Это вызвано тем, что, согласно протоколу, кроме основной ин формации, передаются служебные биты, и часть битов зарезервирована. При всех достоинствах Camera Link име ет и свои ограничения, которые необходи мо принимать во внимание: ● допускается сравнительно небольшая (до 10 м) длина кабеля; ● в конфигурациях Medium и Full исполь зуемые пары кабелей должны быть оди наковыми; ● стоимость решений получается относи тельно высокой, так как подключение ка меры к компьютеру требует наличия спе циализированной платы видеозахвата; ● соединения всегда имеют вид точка–точ ка, что усложняет работу при подключе нии нескольких камер одновременно. ■ Рис. 5. Система определения размеров изделий и подсчёта их количества на конвейере © СТА-ПРЕСС