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下一個世代的傳輸協定:Camera Link High Speed(CLHS)介面
Sep 28th, 2022
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2012年問世的Camera Link HS(簡稱CLHS)是工業相機和系統頗為成熟的介面標準之一,是從機器視覺行業第一個標準的相機介面協定Camera Link發展而來。CLHS建立在Camera Link的低延遲、零抖動、即時的優勢之上,並且進一步提供更高速的資料傳輸頻寬,可支援銅纜和光纖兩種。

從Camera Link到Camera Link High Speed

CLHS-M協議可支持銅纜線(C2)的硬體,線材距離可達 15 米,傳輸資料量達3300MB/s,高達Camera Link 的3.8倍。應用產品為Piranha XL TDI 16K相機,最高掃描速度達125KHz。


CLHS X協議增加支持光纖,SFP+光纖傳輸量達1200 MB/s,CX4傳輸資料量達8400MB/s是CoaxPress 2.0的1.6倍。應用產品為Linea HS 16K TDI相機,最高掃描速度達400KHz。 

介面 頻寬 線材距離 產品 掃描速率
Camera Link 850MB/s 5-10M Linea 16K  48 kHz
CoaXPress 6 x4 2500MB/s 40M N/A N/A
CoaXPress12 x4 5000MB/s 25M N/A N/A
CLHS-M 3300MB/s 15M Piranha XL 16K TDI 125 kHz
CLHS-X SFP+ x2 2400MB/s 300M Linea ML 16K 280 kHz
CLHS-X CX4 8400MB/s 100M Linea HS 16K TDI 400 kHz

不同介面的Teledyne DALSA相機掃描速度

特色:自我檢測線材,節省成本

目前相機主流的高速傳輸介面有CLHS和CoaXPress(CXP)兩大介面。以走線便利性來說,CLHS只有一條線,而CXP是四條纜線,使用CLHS機台的走線規劃會比較具靈活性。由於CLHS是走光纖,因此傳輸距離是CXP無法比擬的。

另外,CLHS也可從影像擷取卡的程式上進行線材自我檢測,確認線材是否異常。以往線材是否異常,都必須把線材拆下做AB交換測試,如果機台不大就還好,但如果機台很大、又是在無塵室的Inline產線,更換線材就會變成一項大工程。


直接更換線材說起來容易,實際卻可能造成災難性的後果。我們曾碰過一個實際案例:
客戶的機台在無塵室In-line產線,停機要大費周章申請,抽換十幾米的線又要耗費不少工時。光是從停機、換線到復機,就花了三天時間。結果檢查完才發現根本不是線的問題,客戶等於白白損失三天的產能!


如果使用CLHS介面,客戶能直接從影像擷取卡程式使用Eye Diagram立即進行線材偵錯,不用半小時就知道線材是否有損壞,省下三天的抽換線材測試時間。 

圖片來源 : LINX Taiwan

提早為50Gbps時代做好準備

由於FPGA和PHY技術已準備好支持 50-Gbps 和更高的速率,CLHS標準中已有的特性和功能,可以使通向50 Gbps的道路毫不費力。為了實現50 Gbps的速度,CLHS將在一根光纖中引入一個使用主從通道的虛擬通道。通過規範中的這一微小變化,組件供應商將能夠輕鬆遷移到更高速的接口,而對硬件和軟件架構的影響最小。