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CoaXPress - Un nuevo estándar para vision artificial

CXP admite hasta 6,25 Gbps desde la cámara al frame grabbers  a través de un solo cable coaxial de largo alcance, seis veces más rápido que GigE Vision y un 40% más rápido que USB3

CoaXPress - Un nuevo estándar para vision artificial

CoaXPress (CXP) es un estándar de comunicación serie de alta velocidad por un cable coaxial asimétrico. Su uso más común es servir de interfaz de conexión entre cámaras y ordenadores (mediante capturadoras de vídeo) en aplicaciones con adquisición y análisis automatizado de imágenes (como la visión artificial).

La fuerza impulsora del desarrollo del estándar CoaXPress fue la necesidad de superar la longitud del cable, limitaciones de velocidad y facilidad de uso de las interfaces de video digital heredadas para cumplir con los requisitos de las aplicaciones de imágenes de alta gama y de la generación futura. CoaXPress, una combinación de "expreso" y "coaxial", fue desarrollado por un consorcio de seis empresas industriales: Adimec, Eqcologic, Active Silicon, AVAL DATA, NED y Components Express.

Durante la última década se ha confiado en que las interfaces USB3 y GigE Vision evolucionarán con gracia, ofreciendo velocidades de rendimiento más rápidas para mantenerse al día con el aumento de la resolución de la cámara, pero esto no termina de ser suficiente.

CXP admite hasta 6,25 Gbps desde la cámara al frame grabbers a través de un solo cable coaxial de largo alcance; esto es aproximadamente seis veces más rápido que GigE Vision y un 40% más rápido que USB3. Para velocidades más altas, se pueden usar dos o más cables coaxiales en paralelo, es decir, al escalar a cuatro cables, se pueden alcanzar velocidades de datos de 25 Gbps. Además, CXP ofrece los beneficios de un canal de enlace ascendente de baja velocidad utilizado para el control o el disparo de la cámara, mientras que una fuente de alimentación de 24 V puede suministrar hasta 13 vatios por canal a una cámara CXP.

Una de las fuerzas impulsoras de la rápida adopción de CXP dentro del ecosistema de visión artificial es que permite la reutilización del cable coaxial en los sistemas analógicos existentes, por lo que proporciona una migración rentable y sin problemas a un procesamiento digital más rápido y de mayor resolución. Un usuario puede reemplazar solo su cámara analógica y su capturador de fotogramas para obtener velocidades de transmisión de CoaXPress. El ancho de banda adicional de CXP le da a prácticamente cualquier aplicación de visión la potencia de fuego para manejar ejecuciones de producción más rápidas y realizar inspecciones más precisas.

El estándar CXP 2.0

La versión más reciente de la interfaz, CXP v2.0, aumenta la velocidad de la velocidad de datos a 10 Gbps (CXP-10) o 12.5 Gbps (CXP-12) por enlace, lo que permite un diseño de cámaras que pueden funcionar hasta cinco gigapíxeles por segundo Con cuatro canales CXP, por ejemplo. CXP 2.0 es compatible con las cámaras CXP 1.1 y los capturadores de fotogramas, además permite una mayor velocidad de datos ascendente y admite varias características de GenICam.

Además, CXP 2.0 es compatible con el nuevo conector micro BNC que es comparable en tamaño a los conectores DIN 1.0 / 2.3, pero conserva la robustez del conector BNC estándar. El micro BNC admite las señales de alta frecuencia requeridas para CXP 2.0 y puede alcanzar un tono más pequeño si es necesario cuando se colocan uno al lado del otro.

La nueva interfaz de 10 Gigabit Ethernet (10 GigE Vision). Presentado en 2016, 10 GigE proporciona un aumento diez veces mayor en la velocidad de transmisión de datos sobre su predecesor, GigE, y fue específicamente diseñado para entornos de prueba de alta velocidad.

El 10 GigE requiere hasta siete vatios, además del requisito de potencia de la cámara, que es aproximadamente el doble que el de otras interfaces. Se apoya en la CPU de la PC y en el bus de memoria interna para su funcionamiento, ya que el procesamiento y el almacenamiento en búfer no se pueden descargar a un FPGA capturador de cuadros ni a la memoria. El descubrimiento y la operación de PnP también se requieren en todas las circunstancias, lo que hace que un sistema complejo esté sujeto a cuellos de botella. Las aplicaciones de datos altos que usan 10 GigE realmente necesitan un capturador de cuadros para descargar la CPU y la memoria.

De manera similar, USB 3.1 Vision (SuperSpeed ​​+) está limitado a uno a tres metros con un cable pasivo, en comparación con 40 metros para CXP, USB 3.1 Vision requiere costosos cables activos para cada cámara en un sistema típico.

Las cámaras CXP de primera generación eran voluminosas, ineficientes en cuanto a energía y cuestan considerablemente más que las cámaras GigE o USB3 con características similares. Eso ha cambiado con la última versión de cámaras CXP de enlace único que combinan dimensiones ultra compactas con menores costos, menores requisitos de energía y toda la velocidad de una cámara CXP de tamaño completo.

Un sistema CXP de enlace único es fácil de configurar. Cuenta con una cámara CXP con un único conector de enlace, generalmente BNC o DIN, junto con un capturador de fotogramas de un solo enlace con un conector DIN. El precio de venta al público de una cámara CXP de 4 MP, un capturador de fotogramas de un solo enlace y un cable de dos a cinco metros es aproximadamente un 15-25% superior al de una oferta similar de USB3, pero ofrece un ancho de banda un 40% mayor. A medida que aumenta la longitud del cable, la diferencia de precios entre CXP y USB3 se reduce.

 

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