Camera Link hat sich als digitaler Schnittstellenstandard in der industriellen Bildverarbeitung etabliert. Das Interface ermöglicht die Erfassung von Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit, Auflösung und Farbtiefe in den Bildspeicher eines Framegrabbers. Für die Bildauswertung müssen die Daten allerdings auch über den internen PC-Bus transferiert werden. Der Standard PCI Bus wird hier mit seiner begrenzten Bandbreite zum Flaschenhals. Abhilfe schafft der neue PCI Express (PCIe) Bus, der bereits von vielen PC- und Grafikkartenherstellern unterstützt wird.

Die digitale Schnittstelle Camera Link bietet ein einheitliches Interface für Farb- und Monochromkameras mit Flächenoder Zeilensensoren. Der Camera Link Standard definiert die komplette Übertragung einschließlich des Kabels mit 26-poligem MDR-Normstecker und einheitlicher Pinbelegung. Für die unterschiedlichen Anforderungen bietet Camera Link drei Ausbaustufen: Base, Medium und Full. In der vollen Ausbaustufe wird eine Bandbreite von 680 MB/s erreicht. Hiermit ist Camera Link allen anderen Kameraschnittstellen weit überlegen.

Um die hohen Datenraten bewältigen zu können, sind professionelle Framegrabber mit entsprechend großen Bildspeichern ausgestattet. Manche Framegrabber ermöglichen zusätzlich eine Bildvorverarbeitung, wie Bayer Farbdekodierung oder Shading- Korrektur. Notwendig ist aber auch ein möglichst schneller Transfer der Bilddaten in den Speicher des Hostrechners oder zu weiteren Verarbeitungskarten. Der Standard PCI Bus (32Bit/33MHz) bietet hier mit seinen spezifizierten 132 MB/s (in der Praxis stehen 80 bis 90 MB/s für die Bildübertragung zur Verfügung) nicht genügend Kapazität. Abhilfe schafft der neue PCI Express Standard. In seiner maximalen Ausbaustufe werden Übertragungen bis 4 GB/s erreicht.

Eröffnung neuer Möglichkeiten

Bereits die Minimalkonfiguration von PCI-Express (PCIe x1) lässt die doppelte Übertragungsrate im Vergleich zum bisherigen Standard PCI-Bus zu. Mit einer x4-Konfiguration erhält man die 8-fache Datenrate, so dass hiermit die Bilderfassung auf der gesamten Camera Link Bandbreite von 680 MB/s möglich ist. Definiert ist PCI Express bis zur 16-fachen Ausbaustufe (PCIe x16), was der 30-fachen Übertragungsrate des Standard PCI Busses entspricht. Berücksichtigt man, dass die Überragung bidirektional definiert ist, erhält man sogar das 60-fache Übertragungsvolumen. Durch die serielle Ausführung des Busses vereinfachen sich die Stecker und Interfaceverbindungen. PCI Express ist zum bisherigen Standard PCI Bus softwarekompatibel und wird inzwischen von vielen Motherboard- und Grafikkartenherstellern unterstützt.

Da die Motherboards in der Regel Standard-PCI wie auch PCI Express Steckplätze aufweisen, ist der Parallelbetrieb mit allen Baugruppen sichergestellt. Leutron Vision trägt mit der neuen Produktfamilie PicPort-Express den oben aufgezeigten Vorteilen beider Schnittstellen Rechnung (Abb.). PicPort-Express umfasst mehrere Modelle von PCI Express Framegrabbern mit Camera Link Interface für Matrix- und Zeilenkameras. Je nach Modell können an einem Board ein oder zwei Kameras unabhängig voneinander in den Modi Base und Medium angeschlossen werden. Unterstützt werden eine Vielzahl von Kameratypen in allen möglichen Konfigurationen (z.B. 8 Taps x 8 Bit oder 1 Kanal mit 36 Bit RGB) bis zu einer Größe von 64K x 64K und einer Bildpunktrate von 85 MHz. Ein 128 MB großer Bildspeicher, 4 MB große Lookup-Tabellen und zahlreiche TTL, LVDS und optoisolierte Ein- und Ausgänge sind weitere wichtige Feature der Bildeinzugskarten.

Bayer-Decodierung für Farbkameras oder Shading-Korrekturen für Zeilenkameras sind in Echtzeit auf den Boards möglich. Die Integration von kundenspezifischen Bildverarbeitungsfunktionen wird ebenfalls angeboten. Mit dem Software Development Kit LV-SDS steht für die PicPort-Express Framegrabber eine moderne Entwicklungsumgebung unter den Betriebssystemen Windows, Linux und VxWorks zur Verfügung. Die neue Serie von Leutron Vision eignet sich hervorragend für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen, wie Oberflächen-, Qualitäts- und Bewegungskontrolle, sowie zur Fehleranalyse in der Medizin- und Verkehrstechnik und für industrielle Anwendungen.

Kontakt: Dipl. Ing. (FH) Meinrad Simnacher Leutron Vision GmbH Tel. 07531/ 59 42 0 desales@leutron.com www.leutron-vision.de