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line scan application 라인스캔 머신비전 기술은 대형, 고해상도, 고속 이미지 캡처가 필요한 결함 없는 이미지를 검사하는 데 적합한 머신비전 기술입니다. 예를 들어 종이, 섬유, 금속, 유리 테이프 등과 같이 대형 웹(web) 이미지 검사를 위해서는 라인스캔 카메라 기술이 사용되어야 합니다. 라인스캔 기술은 일련으로 연속된 이미지 데이터를 취득하기 때문에 데이터 양이 방대합니다. 또한 고속으로 이동하는 물체의 이동 속도와 카메라의 이미지 캡처 속도를 동기화시켜 정확한 이미지를 확보해야 합니다. 이러한 이유로 고속으로 이미지를 취득하고 취득한 데이터를 처리하여 PC로 전송하는 기술이 필요합니다. 즉, 고속으로 이미지를 전송하는 인터페이스와 고속으로 데이터 처리하는 프레임그래버 조합은 라인스캔 비전 검사에서 있어 대량의 이미지 데이터를 효율적으로 처리하는 핵심 요소입니다. 이를 통해 이미지 처리의 가장 중요한 데이터 흐름을 유지하여 머신비전 시스템의 성능과 효율성을 높입니다. 이러한 면에서 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버는 해상도, 프레임 속도 및 대역폭 측면에서 기존의 한계를 뛰어넘는 성능을 제공합니다. web"*: 종이, 섬유, 금속, 플라스틱, 유리 등과 같은 재료가 롤 형태로 연속적으로 움직이는 것을 의미합니다. 1 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF Euresys의 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버는 CoaXPress 2.0 표준의 CXP-12 모드를 활용하여 기존 CoaXPress 1.0 규격의 CXP-6보다 두 배 빠른 12.5 Gbps의 확장된 대역폭을 제공합니다. 이미지 데이터를 전송하는 인터페이스 종류와 대역폭 또한 최신 PCI Express 버스*(통신시스템)의 기능과 결합하여 초당 수 기가바이트의 이미지 데이터를 PC 메모리로 전송할 수 있습니다. CoaXpress*는 대량의 데이터를 고속으로 전송하는 인터페이스. 프레임 그래버: 카메라로부터 받은 영상 신호를 디지털 데이터로 변환시켜 주는 영상 캡처 장치. CXP-12: CXP는 CoaXpress의 약자로 12는 데이터 전송 속도, 즉 12기가 바이트를 뜻함. PCI 버스(Peripheral Component Interconnect Bus)는 컴퓨터 메인보드에 주변 장치를 장착하는 데 쓰이는 컴퓨터 버스의 일종. 컴퓨터 버스: 컴퓨터 안의 여러 장치 사이를 연결해 데이터와 주소, 제어 신호 등 정보를 전송하는 통로(통신 시스템). 데이터 흐름(Data flow): 시스템 내에서 데이터가 이동하고 처리되는 방식과 경로를 의미. 데이터가 생성되거나 수집된 이후, 저장되고 처리되며 최종적으로 호스트 pc에 전송되는 과정. Coaxlink Quad CXP-12 DF 주요 사양 CoaXPress CXP-12 연결 4개 및 데이터 전달 출력 4개: 카메라 대역폭 5,000 MB/s PCIe 3.0(Gen 3) x8 버스: 버스 대역폭 6,700 MB/s 다기능 디지털 I/O 라인 10개 폭넓은 카메라 제어 기능 Memento 이벤트 로그 툴 디지털 I/O 라인: input, output 데이터 입출력을 의미. PCIe 3.0 (Gen 3): PCIe의 세 번째 세대, 3.0 버전, 8 레인을 가진 PCIe 슬롯을 의미. 각 레인은 데이터 전송 경로를 의미하며, 8 레인 슬롯은 동시에 8개의 데이터 경로를 통해 정보를 전송할 수 있음. Memento 이벤트 로그 툴: 시스템 운영 중 발생한 오류 등을 기록한 이벤트 로그를 관리하는 도구. 이를 통해 문제를 진단하고 해결하는 데 도움이 된다. 비전 검사에서 사용되는 라인스캔 카메라는 고해상도 및 고속으로 일련의 이미지를 캡처하기 때문에 이미지 데이터 양이 큽니다. 그러므로 일부 산업의 비전 검사에서 여러 코어 CPU를 사용하더라도 처리해야 할 데이터가 너무 많아 1대의 PC로는 충분한 성능을 제공하기 어려운 경우가 있습니다. 이미지 데이터 처리 속도가 부족하면 이미지 분석, 객체 인식, 데이터 해석에 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 작업의 효율성을 높이기 위해 여러 대의 PC에 작업을 분산시켜 데이터 처리와 전송 속도를 확장해야 합니다. 2 데이터 전달 기능(Data Forwarding)이 있는 4개 채널 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버 Coaxlink Quad CXP-12 DF는 DF(Data Forwarding) 기능을 지원합니다. 이 기능은 여러 대의 PC에 분배하여 이미지 처리 작업 부화를 방지합니다. Coaxlink Quad CXP-12 DF는 고속 카메라로 수집한 이미지 데이터를 CoaXPress 인터페이스를 통해 수신받고 동일한 데이터를 PCI Express 버스를 통해 호스트 PC로 전송합니다. 동시에 같은 데이터를 출력포트로 다른 장치(PC)나 시스템에 전달합니다. PCI 버스(Peripheral Component Interconnect Bus)는 컴퓨터 메인보드에 주변 장치를 장착하는 데 쓰이는 컴퓨터 버스의 일종 이러한 방식으로 하나의 카메라를 여러 PC 장치와 연결하는 데이지 체인*방식으로 연결할 수 있습니다. 즉, 하나의 카메라에 최대 10대의 컴퓨터에 연결하여카메라에서 수집된 데이터를 모든 PC에서 동시에 수신하여 처리합니다. 데이지 체인(Daisy Chain): 데이지 체인(daisy chain)이란 연속적으로 연결된 하드웨어 장치들의 구성을 지칭. 게다가 마스터 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 CoaXPress 비트스트림*에서 각 서브 보드의 동기화, 데이터 수집, 처리, 전송을 조정합니다. 마스터 CoaXlink 보드는 모든 장치 간의 회선까지 완벽하게 동기화하여 수집한 데이터가 정확하게 일치하도록 합니다. 이를 통해, 트리거(데이터 전송) 신호를 조정합니다. 비트스트림: 데이터 통신 회로들을 통해서 연속적으로 전송이 되는 일련의 비트열로 데이터들을 하는 스트림의 단위 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 데이터 포워딩 기능 덕분에 각 PC에 하나의 Coaxlink 보드만 필요하며 다중화 부속품을 필요하지 않습니다. 또한 PC를 서로 가깝게 배치하거나 최대 40m까지 거리를 둘 수 있습니다. 즉, 추가 부속품 비용이 발생하지 않으며, 40m 거리까지 유연하게 PC와 장비를 설치할 수 있으므로 시스템 비용을 줄일 수 있습니다. 3 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버 산업 어플리케이션 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 주로 한 줄씩 이미지를 촬영하는 Line scan 카메라 어플리케이션(포장지, 인쇄, 금속 스트립)에 사용됩니다. 예를 들어 Line scan 카메라에서 매우 큰 이미지를 촬상해야 할 경우 매우 큰 이미지를 여러 부분으로 나누어 검사하는 것이 효과적입니다. 즉, Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드를 사용하여 데이터를 여러 PC에서 동시에 처리할 수 있습니다. 이 방법은 택타임(Tack Time)도 줄이고 PC의 부하율도 줄입니다. 택타임(Tack Time): 요구하는 생산 목표를 달성하기 위해 제품 하나를 생산하는데 필요한 시간 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF 어플리케이션 Euresys의 Coaxlink Quad CXP-12 DF는 검사 속도를 높이고 생산성을 향상합니다. Euresys 프레임그래버에 대해 더 궁금하시다면 화인스텍으로 문의 주세요!
2024.08.23코엑스프레스 인터페이스 제대로 사용하는 방법 머신비전 카메라 CoaXPress 인터페이스란? 이 표준은 2008년 11월 처음 선보였으며, 2009년 초에 6개 회사인 Adimec, Eqcology, Active Silicon, AVAL DATA, NED 및 Components Express로 구성된 산업 기업의 표준 협회가 구성되었습니다. 2009년 이 협회는 비전 상을 수상하면서 JIIA에서 CoaXPress를 공식 표준으로 채택하였고, 2010년 12월에 첫 버전 1.0이 출시되었습니다. CoaXPress 표준 1.0, 1.1의 경우 6.25Gbit/s (CXP-6)를 지원하며, 2019년 출시한 CoaXPRess 표준 2.0에서는 12.5Gbit/s(CXP-12)를 지원합니다. CoaXPress 인터페이스는 머신 비전, 의료 이미징, 생명 과학, 방송, 국방, 스포츠 등과 같은 전문, 산업용 이미징 어플리케이션에서 고속 이미징을 위한 인터페이스 표준으로 자리 잡았습니다. 2021년 1월 CoaxPress 2.1이 JIIA에 표준으로 지정되었으며, 몇 가지 기능이 개선되었습니다. CoaXPress 인터페이스의 장점? CoaXPress 4개의 케이블에 CXP-12를 연결할 경우 최대 전송속도는 50Gbps 또는 5GByte/s 이기 때문에 12메가 10bit 이미지를 기준으로 300fps으로 전송받을 수 있으며, 8bit 16K 라인스캔 센서는 30KHz/s의 속도로 전송받을 수 있습니다. CXP 버전에 따른 최대 데이터 전송량(1lane 기준) 기존에 많이 사용 중인 Camera Link, USB 인터페이스의 케이블 길이에 대한 아쉬움을 덜어낼 수 있습니다. 데이터 전송 속도에 따른 케이블 사용 길이 CoaXPress를 사용해 고해상도 이미지를 분산처리하는 방법 CoaXPress 인터페이스의 가장 큰 장점인 고해상도 이미지를 빠르게 전송할 수 있다는 것입니다. 하지만 PC 1대에서 50메가 이상의 고해상도 이미지를 빠르게 처리하기 어렵습니다. 원활히 검사하기 위해서는 여러 대의 PC가 필요한데 그 문제를 해결하기 위해 Data Forwarding 기술이 등장했습니다. 카메라 Data Forwarding 방법 (예시 : Euresys Coaxlink G3 DF) Euresys의 Coaxlink Quad G3 DF Frame Grabber를 사용할 경우 고해상도 이미지를 순식간에 여러 PC로 전송할 수 있기 때문에 PC마다 각각 다른 검사를 실행해 PC의 부하를 줄여 빠른 검사가 가능하게 됩니다. CoaXPress 단일 케이블로 할 수 있는 4가지 기능 CoaXPress 인터페이스는 많이 알려진 동축 케이블 입니다. 한 가닥의 동축케이블은 아래 4가지 기능을 동시에 할 수 있습니다. 이미지 데이터 수신 카메라 컨트롤 전원 소프트웨어 트리거 CoaXPress 인터페이스의 장점 CoaXPress 인터페이스 커넥터의 종류 CoaXPress 인터페이스의 대표적이 커넥터는 3가지 입니다. BNC Micro BNC DIN 1.0/2.3 CXP-6 버전까지는 DIN 1.0/2.3 커넥터가 많이 사용되었으나, 내부 구조상 접촉 불량 사례가 많아지면서 전송량이 높은 CXP-12 버전부터는 Micro-BNC 커넥터를 사용하게 되었습니다. CoaXPress 인터페이스 커넥터의 종류 CoaXPress를 더 안전하고 더 빠르게 사용하는 방법은 광통신 SFP+ CoaXPress는 구리선으로 데이터를 전송합니다. 물리적으로 케이블 길이의 한계와 데이터 송신의 한계가 분명 존재합니다. 이 한계를 극복하기 위해 CoaXPress 인터페이스에 광 통신 케이블을 접목한 SFP+ 인터페이스가 새롭게 출시되었습니다. 프로토콜은 CoaXPress를 기본으로 사용하기 때문에 전송 방식만 광 통신으로 변경된 인터페이스 입니다. SFP+는 광 통신 케이블의 장점은 아래와 같습니다. CoaXPress SFP+ 인터페이스의 장점과 단점 장점 케이블의 길이는 40Km로 매우 깁니다. 광 섬유 1개당 최대 25Gbs의 대역폭을 가집니다. 전기 노이즈의 영향을 받지 않습니다. 구리선보다 가볍기 때문에 항공기와 같이 무게가 중요한 어플리케이션에 유리합니다. 단점 빛으로 전기를 보낼 수 없기 때문에 카메라 전원은 별도로 지원해야 합니다. CoaXPress 인터페이스 광케이블(SFP+)의 장점 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프
2022.07.19