Wo eine Kamera, da ein Framegrabber

  • Published Januar 2017

In seinem neuesten Artikel berichtet Dave Wilson über PCI Express als potentielle Entwicklungsperspektive für Kameraschnittstellen. Auf der Vision-Messe 2016 wurden Kameras mit PCIe-Schnittstelle gezeigt. Sie waren erhältlich mit Anschlüssen für bis zu sieben Meter lange Kupferkabel oder – kostspieliger – für Glasfaserkabel zur Signalübertragung an eine PCIe-Schnittstellenkarte im PC. Mit PCIe Gen3 x8 steht hier eine nominale Bandbreite von beeindruckenden 64 GBit/s zur Verfügung.

Nur wenige Anwendungen dürften von diesem enormen Datendurchsatz profitieren und dieser Ansatz hat auch seinen Preis. Auf der einen Seite erhöhen sich die Kosten des Gesamtsystems durch die teurere Kamerahardware, spezielle Kabel und eine besondere PCIe-Schnittstellenkarte. In Anbetracht dessen, dass ein Framegrabber ebenfalls bereits eine Schnittstellenkarte darstellt, ändert sich aus Sicht des Nutzers der Systemaufbau dadurch nicht. Auf der anderen Seite kann man es so sehen, dass die Intelligenz des Framegrabbers in die Kamera verlagert wurde. Damit steht jedoch keine in der maschinellen Bildverarbeitung standardisierte Schnittstelle mehr zur Verfügung, wie z.B. CoaXPress oder Camera Link. Folglich ist der Systementwickler an den Kamerahersteller gebunden, wenn er umfangreichere Anpassungen an Hard- und Software vermeiden möchte.

Auch wenn Framegrabber in den Anfängen der maschinellen Bildverarbeitung kompliziert zu benutzen waren, nur zusammen mit einer bestimmten Auswahl an zertifizierten Kameras funktioniert haben und darüber hinaus noch teuer waren, haben sich die Zeit zum Besseren gewendet. Dank enormer Fortschritte in der Standardisierung, wie z.B. mit dem GenICam- und dem CoaXPress-Standard, sind Kameras und Framegrabber des gleichen Standards vollkommen kompatibel und funktionieren plug’n’play. CoaXPress nutzt beispielsweise kostengünstige Coax-Kabel, die zuverlässig über einige Duzend oder sogar einige hundert Meter betrieben werden können. Mit der anstehenden Verabschiedung des neuen CoaXPress-Standards steht eine nominale Bandbreite von 50 GBit/s über vier aggregierte Leitungen zur Verfügung.

Wenn Ihre jetzige Anwendung also extrem hohe Bandbreite jenseits der 25 GBit/s benötigt und Sie sich die zusätzlichen Kosten und die Abhängigkeit von einem einzigen Kamerahersteller leisten möchten, dann ist PCIe eine der Optionen, die bereits heute zur Verfügung steht. In allen anderen Fällen sind dedizierte und im Machine Vision Bereich weit verbreitete Schnittstellen-Standards, wie Camera Link oder CoaXPress der naheliegende Weg. Wir raten auch bei der Auswahl der Komponenten für diese Standards darauf zu achten, dass diese langfristig verfügbar sind. Hinterfragen Sie die Expertise Ihres Anbieters, indem Sie sich für Ihre Anwendung im Detail beraten lassen.