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CameraLink

CameraLink ist ein offizieller Standard, der von der AIA (Automated Imaging Association) verwaltet wird.

CameraLink entstand, weil man in der Branche nicht mehr für jede Kombination aus LVDS-Kamera und Frame Grabber ein maßgeschneidertes Kabel konfektionieren wollte. CameraLink ist ein offizieller Standard, der von der AIA (Automated Imaging Association) verwaltet wird. Ziel dieser Norm war es, die Aderzahlen in den Kabeln zu verringern und eine Skalierbarkeit hinsichtlich Zahl der Ausgänge, Bit-Tiefe und Geschwindigkeit zu bieten, damit CameraLink für alle Anwendungen eingesetzt werden kann, die bisher ein LVDS-Kamera-Interface verwendet hatten. CameraLink basiert auf der von National Semiconductor entwickelten Hardwaretechnologie Channel-Link für die Datenübertragung.

Eine teilweise Serialisierung der Daten verringert die Anzahl der Leitungen und vereinfacht den Kabelaufbau. Daten werden in seriellen Gruppen von 7 Bit über 10 Drahtadern (5x Twisted Pair) übertragen.

Um eine Skalierbarkeit sicherzustellen, bietet der CameraLink-Standard drei verschiedene Implementierungen: Base, Medium und Full. Diese unterschiedlichen Implementierungsstufen richten sich nach den speziellen Anforderungen der Kameras, wie beispielsweise Datenübertragungsraten, Anzahl der Bits (Dynamikbereich) eines jeden Kanals, sowie der Zahl der Kanäle oder Taps des verwendeten Sensors. Die Datenübertragungsrate liegt im Bereich von 240 MB/s pro Chipsatz. Für CameraLink Full, das drei Chipsätze verwendet, ergibt sich somit ein maximaler Gesamtdurchsatz von ca. 674 MB/s.

Der CameraLink-Standard bietet drei verschiedene Implementierungen: Base, Medium und Full.

Bei CameraLink gilt es zu beachten, dass der Standard weder das Timing der Kamera noch die Kamerakommunikation definiert. Er liefert lediglich mit RS232 eine physische Schnittstelle zur Kamerasteuerung und Channel Link für die Datenübertragung.

In dem Maß, wie das Format der Kameras sich verkleinerte, hat sich auch der Standard weiterentwickelt. Der ursprüngliche Stecker war für die modernen, kleinen Kompaktkameras viel zu groß. Deshalb steht heute eine Auswahl an normalen und Miniaturschnittstellen zur Verfügung, die 2006 mit in den Standard aufgenommen wurden. Da diese Miniaturschnittstellen dünnere Kabel erfordern, haben Tests ergeben, dass für derartige Kameras bei gleicher Geschwindigkeit nur kürzere Kabellängen möglich sind. Nachdem die Qualität der Kabel außerdem unterschiedlich sein kann, definiert der speziell für die Bildverarbeitung entwickelte Standard Mini-CameraLink keine Kabellängen. Die Steckverbinder sind mit Verriegelungsmechanismen versehen und die Kabel sind mit unterschiedlicher Flexibilität erhältlich, um auch einen Einsatz in Roboteranwendungen zu ermöglichen.

Weiterhin wurde der Standard um die Funktion Power over CameraLink (PoCL) und CameraLink Lite erweitert. PoCL ermöglicht es einem Frame Grabber, die Kamera über das Anschlusskabel mit Strom zu versorgen, und ist hauptsächlich für kleinere Kameras mit geringer Stromaufnahme geeignet. CameraLink Lite ist eine reduzierte Version von CameraLink Base, die weniger Bits nutzt und die Konstruktion von noch kleineren Kameras ermöglicht, da die empfohlenen Stecker noch kleiner als bei Mini CameraLink sind. Hier gilt es jedoch zu beachten, dass das Pinout nicht mit CameraLink oder Mini CameraLink kompatibel ist.

CameraLink nutzt eine Punkt-zu-Punkt-Architektur, d.h. jede Kamera benötigt einen eigenen Schnittstellenkanal im Computer. Der Vorteil liegt darin, dass kein Konkurrenzbetrieb möglich ist und die Daten deterministisch übertragen werden, d.h. die Zeit für die Datenübertragung ist konstant und vorhersehbar. Für Kameras mit weniger als 80 MHz Pixeltakt sind aktuell bis zu 10 m lange Kabel verfügbar. Innovative und dämpfungsarme Kabellösungen führen stetig zu größeren Kabellängen bzw. zur Unterstützung höherer Taktfrequenzen. Da die meisten Kameras mit geringerer Geschwindigkeit arbeiten, sind oft Kabellängen von bis zu 15 m möglich. Bei längeren Übertragungswegen können zwei Arten von Repeatern genutzt werden: Kupferdrahttechnologie für Zwischenlängen und Glasfaserkabel für lange Übertragungswege bis zu einigen Kilometern. CameraLink wird sicher auch weiterhin die bevorzugte Schnittstelle für anspruchsvolle Anwendungen und hohe Datenraten bleiben.

Die Kabellänge kann über Repeater und Extender erweitert werden.

2011 wurde die Version 2.0 des Standards veröffentlicht. Diese beinhaltet die Verwendung von GenICam zur Definition der Kamerasteuerung und nähert den Standard so an die modernen Plug&Play Standards an. Es ist jedoch nur die physikalische Verbindung für die Datenübertragung festgelegt, ein Konzept hinsichtlich Fehlererkennung oder Korrektur existiert nicht.