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머신비전 카메라 카메라링크 인터페이스에 대하여

머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스란?

  Camera Link는 카메라, 케이블 및 프레임그래버를 포함해 과학 및 산업용 비디오 제품을 표준화 하기위해 설계되었으며, 글로벌 표준은 AIA(Automated Imaging Association)에서 유지 관리 합니다.
  Camera Link Interface Standard(1.0)은 2000년 10월에 발표되었으며, 1.1은 2004년, 1.2는 2007년에 채택하였고, 그 이후 2012년 2월에 2.0이 도입되면서 Mini라고 불리는 SDR과 파워를 함께 공급하는 POCL이 정식 규격으로 통합 되었습니다.  현재 사용하는 버전은 2.1 버전 입니다.
  Camera Link는 확장성에 따라, Base, Medium, Full, Full Deca로 나눠져 있습니다.
(출처 : https://www.automate.org/a3-content/vision-standards-camera-link)

Camera Link 인터페이스의 장점?

  Camera Link 인터페이스의 장점은 높은 대역폭입니다. 하나의 케이블로 255MB/s의 높은 대역폭을 내며, 두개의 케이블로는 최대 850MB/s의 대역폭을 보장합니다.

Camera Link 케이블의 종류

  Camera Link 케이블은 크게 두가지가 있습니다. Camera Link Standard 라고 부르는 MDR 커넥터와 Camera Link Mini 라고 부르는 SDR 커넥터가 있습니다.
  과거 Standard가 Cameralink 인터페이스의 표준이였으나, 센서의 크기와 카메라 크기가 작아짐에 따라 Camera Link Mini Cable이 개발되었고, 지금은 MDR보다 SDR이 더 많은 비중을 차지하고 있습니다.
  Camera Link 케이블로 카메라 전원을 공급받는 POCL도 일반 Camera Link 커넥터와 동일한 커넥터를 사용합니다.
카메라 링크 케이블의 종류
Camera Link 케이블의 종류

Camera Link 인터페이스의 케이블을 길고 안정적으로 사용하는 방법

  Camera Link Cable의 권장 길이는 Base 기준 7m, Full 기준 5m 이지만, 실제 장비의 컨디션이 좋은 경우 10m 까지 사용하는 경우도 있습니다.
  하지만 장비의 안정적인 운용을 컨디션에 의존할 수 없습니다. 하드웨어 구성품 중 Camera Link 리피터를 이용하면 카메라 기준 길이의 최대 2배까지 사용 가능하기 때문에 10m 이상의 길이를 사용할 때는 권장하고 있습니다.
Cameralink Cable 길이 연장하는 방법
Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - 리피터
  Camera Link 리피터를 사용하지 않고 쉽게 케이블 길이를 늘릴 수 있는 방법은 Euresys사의 Grablink Series를 사용하는 것입니다.
  Grablink Series에는 Ecco, Ecco+ 기능이 내장되어 있어 Grablink Base와 Grablink Full의 경우 케이블 길이를 늘리거나 같은 길이에서 전송속도를 최대 30%까지 높여 사용할 수 있으며, Grablink Full XR의 경우 최대 2배까지 사용할 수 있습니다.
Cameralink Cable 길이 연장하는 방법
Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - Euresys Grablink Series의 ECCO/ECCO+ 기능

한 대의 카메라 이미지를 두 대의 PC에서 받는 방법

  고해상도 이미지를 분석하는 경우 PC 한 대에서 처리하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 경우, 한 카메라에서 여러 이미지를 취득 후 PC 마다 다른 검사를 시행할 수 있습니다.
  스플리터를 사용하게 되면 Master PC는 카메라 제어를 담당하고, Master PC / Slave PC 모두 이미지 취득이 가능하여, 고해상도 이미지를 효율적으로 처리할 수 있습니다.
스플리터를 이용해 이미지 복사하기
스플리터를 이용한 이미지를 취득하는 방법 예시

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.
GigE Vision의 패킷 전송방식
인터페이스 별 비교 그래프
  아래 머신비전 인터페이스 비교표를 참고하면 수치를 통해 비교할 수 있습니다.

카메라 인터페이스 비교표

인터페이스 규격 대역폭 케이블
길이
전원공급 보드
CoaxPress CXP-3 / 1-lane 기준 3.125 Gbit/s* (325 MB/s) 100 m 가능
(POCXP)
필요
CXP-6 / 1-lane 기준 6.25 Gbit/s* (625 MB/s) 75 m
CXP-12 / 1-lane 기준 12.5 Gbit/s* (1,250 MB/s) 30 m
Camera Link Base 2.04 Gbit/s (255 MB/s) 7 m 가능
(POCL)
Midium 4.08 Gbit/s (510 MB/s) 5 m
Full 5.44 Gbit/s (680 MB/s) 5 m
Full Deca 6.8 Gbit/s (850 MB/s) 5 m
USB USB 2.0 480 Mbit/s (600 MB/s) 5 m 가능
USB 3.2 Gen1 5 Gbit/s (625 MB/s) 5 m
USB 3.2 Gen2 10 Gbit/s (1,250 MB/s) 5 m
GigE GigE 1 Gbit/s (125 MB/s) 100 m 가능
(POE)
5 GigE 5 Gbit/s (625 MB/s) 100 m
10 GigE 10 Gbit/s (1,250MB/s) 37 m 지원안함
*오버헤드값이 포함된 수치
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