Jetzt auch in der App!

Das Handbuch der Bildverarbeitung Mehr

Erweitern Sie Ihr Bildverarbeitungs Know-how

BESSER MEHR WISSEN

Profitieren Sie von der Erfahrung unserer Experten

Vision Docs - das neue Handbuch ist da

DAS NACHSCHLAGEWERK

FÜR BILDVERARBEITER

Holen Sie sich das aktuelle Handbuch! Mehr

IEEE 1394 (FireWire)

IEEE 1394 (auch bekannt als FireWire) wurde ursprünglich von Apple Computers als flexible Verbindungsleitung für digitale Video- und Computerperipherie wie Festplatten und Drucker entwickelt.

Der Standard liefert eine garantierte theoretische Bandbreite von bis zu 50 MB/s und erlaubt für IEEE 1394a bei 400 Mb/s eine Datenübertragung über Entfernungen von bis zu 4,5 Meter und von bis zu 14 Meter bei 200 Mb/s. Abhängig von der Konfiguration und der Kabelqualität können auch längere Entfernungen realisiert werden.

2004 wurde die FireWire-Generation IEEE 1394b entwickelt, die eine Erhöhung der Datenrate bis zu einer garantierten Bandbreite von 100 MB/s (800 Mb/s) ermöglicht. Praxistests unter Anwendungsbedingungen haben gezeigt, dass eine Geschwindigkeit von 83 MB/s möglich ist. Die Planungen für FireWire sehen empfohlene Standards mit Geschwindigkeiten von 1.600 und 3.200 Mb/s vor. Es ist jedoch fraglich, ob die Bildverarbeitungsindustrie diese Standards übernimmt, da mit USB 3.0 inzwischen eine Schnittstelle für Host-basierte Hochgeschwindigkeitsübertragungen zur Verfügung steht.

Mit IEEE 1394b wurden zudem drei weitere Kabeloptionen hinzugefügt: CAT5 Twisted Pair, das 100 Mb/s über 100 Meter ermöglicht, Plastic Optical Fibre (POF) für Übertragungen mit 200 Mb/s über 100 Meter Entfernung und Glasfaser (GOF) für Geschwindigkeiten von 800 Mb/s über eine Entfernung von 100 Meter. Tests haben hier sogar schon über Entfernungen von 400 Meter funktioniert. Für die Bildverarbeitung ist Glasfaser aufgrund der limitierten Datenraten der anderen Kabel bei großen Entfernungen die einzig praktikable Lösung. Für Anwendungen im industriellen und wissenschaftlichen Bereich wurde ein eigener, unkomprimierter IEEE-1394-Videostandard von der IIDC (Instrumentation & Industrial Digital Camera Working Group) entwickelt, der DCAM-Standard. Er bietet eine wirkliche Plug & Play-Funktionalität. Kameradefinitionsdateien und zeitaufwändige Konfigurationen entfallen. DCAM definiert eine Standardregisterkarte für die Kamera mit Standardauflösungen und Standardbildraten.

Um die erforderliche Flexibilität zu gewährleisten, enthält der Standard außerdem ein nicht definiertes Format mit der Bezeichnung Format 7. Es enthält Anwenderregister, die es erlauben, neue Funktionen hinzuzufügen, die nicht im DCAM-Standard definiert sind. Da die meisten Kameras inzwischen eine Reihe frei wählbarer intelligenter Funktionen (sogenannte Smart Features) wie z.B. Timestamp (Systemzeit), verzö- gertes Auslesen und Partial Scan enthalten, hat DCAM den Vorteil der Plug & Play-Funktionalität verloren, da Kamerahersteller spezielle SDKs liefern, um die intelligenten Funktionen ihrer Kameras zu steuern. FireWire ist zahlenmäßig immer noch eine der meistverkauften digitalen Kameraschnittstellen für langsame Kameras. Für neue Anwendungen wird sie aber meist durch GigE Vision oder USB 3.0 verdrängt.

FireWire: Topologische Modelle

IEEE 1394 ist ein Bussystem, das über bis zu 63 Knoten verfügen kann, von denen 16 für Kameras vorgesehen sind. Die Architektur bietet zwei Kommunikationskanäle: einen asynchronen Kanal für die Steuerung der Kameraregister und einen isochronen Kanal (asynchrone Daten- übertragung über eine synchrone Verbindung), der DMA-Kanäle zur Datenübertragung mit minimaler oder keiner CPU-Auslastung nutzt.

Die Anzahl der DMA-Kanäle auf der Host-PC-Schnittstelle definiert die Anzahl der Kameras, die gleichzeitig aktiv sein können. Normalerweise sind dies vier Kameras, manche Bilderfassungskarten unterstützen jedoch bis zu acht Kameras.

Kabel- und Verriegelungsmechanismen

Bildverarbeitungsentwickler hatten mit IEEE 1394 häufig das Problem, dass der Standard keinerlei Verriegelungsmechanismen oder robotertaugliche Kabel vorsieht. STEMMER IMAGING bietet jedoch eine Reihe von Kabeln an, die diese Anforderungen erfüllen und mit Kameras und Schnittstellenkarten kompatibel sind. Die Kabel stehen mit und ohne Verriegelungsmechanismen und optional in robotertauglicher Ausführung zur Verfügung und werden im Detail im Kapitel Kabel behandelt.