NEWS@IMAGING

Immer einen Schritt voraus

Silicon Software LightBridge: Externer Grabber mit Thunderbolt

15. Oktober 2014

Mit LightBridge stellt Silicon Software auf der VISION 2014 ein neues Konzept für die Bildverarbeitung vor, das die Funktionalität eines Frame Grabbers durch die externe Anbindung über eine Thunderbolt-Schnittstelle an den PC zur Verfügung stellt.

Ein Frame Grabber verrichtet seine Arbeit eingebaut in einem PC. An dieser bisher quasi unumstößlichen Aussage rüttelt unser Partner Silicon Software mit der Vorstellung von LightBridge, einer neuen Produktkonzeption, die das Unternehmen zur VISION 2014 erstmals präsentiert. Sie versteht sich als externe Bildaufnahme- und Bildverarbeitungskomponente und stellt somit tatsächlich einen externen Frame Grabber dar.

LightBridge ist ein lüfterloses System in einem kompakten Gehäuse von 10,5 x 12,5 x 5,5 cm³. Über ein elektrisches oder optisches Thunderbolt-Kabel wird es an den Host-PC angeschlossen. Viele aktuelle PCs besitzen inzwischen einen solchen Thunderbolt-Anschluss, doch auch für PCs ohne Thunderbolt hat Silicon Software eine Lösung in Form einer halbhohen Thunderbolt-Erweiterungskarte für einen PCIe x4-Slot parat.

Robuste PCIe-Technologie

Thunderbolt weist eine Reihe von Vorteilen auf: Die Schnittstelle basiert zu 100% auf PCIe und wird vom PC-System als eine Verlängerung der Mainboard-Busse gesehen. Damit ist weder ein Treiber notwendig, noch entsteht zusätzlicher Overhead. Zudem erbt Thunderbolt die Robustheit der PCIe-Technologie und erfordert keinen Aufwand für Softwareadaptionen. Thunderbolt verhält sich vollständig kompatibel zu einem internen Frame Grabber.

Aktuell verfügbar sind Thunderbolt-Varianten mit 1 GB/s und 2 GB/s, wobei die Technologiepartner Intel und Apple bereits schnellere Versionen angekündigt haben. LightBridge setzt in der ersten Version auf die 1 GB/s-Version, die für CameraLink ausreichend Bandbreite bietet. Nachfolgende Versionen, die schnellere Standards wie CoaXPress und CameraLink HS unterstützen sollen, werden mit schnelleren Thunderbolt-Chips ausgestattet sein.

Elektrische und optische Datenübertragung

Eine weitere Stärke: Thunderbolt ist sowohl für die elektrische, als auch für die optische Datenübertragung standardisiert. Drei große Hersteller bieten inzwischen optische Kabel in Längen bis zu 100 Metern für Thunderbolt an, die kompakt, elastisch, für eine sehr hohe Anzahl von Biegezyklen zertifiziert und in hohem Maße torsionsgeeignet sind. Neben der Kabellänge ist auch die Störungsfreiheit der fiberoptischen Verbindung im industriellen Umfeld wichtig. Hier gibt es bereits Kabel mit Steckerverschraubung, um robuste Verbindungen sicherzustellen.

LightBridge wurde mit zwei Thunderbolt-Anschlüssen konzipiert und erlaubt eine Reihenschaltung von bis zu sechs Endgeräten. Der Ausbau eines Bildverarbeitungssystems mit weiteren Kameras ist daher im Rahmen der Gesamtbandbreite von Thunderbolt jederzeit möglich. Als Kameraeingänge stehen zurzeit zwei CameraLink-Anschlüsse zur Verfügung. Die Hardwarekonzeption sieht eine modulare Variantenbildung für weitere relevante digitale Schnittstellen vor.

LightBridge-FPGA für den Anwender programmierbar

Das Signalverarbeitungskonzept ist mit seinen optoentkoppelten Ein- und Ausgängen auf die Steuerung von Bildverarbeitungsperipherie ausgelegt. Für die SPS-Kompatibilität und Synchronisierungsaufgaben ist ein RS485-Steckeranschluss verfügbar. Bei der Verwendung mehrerer LightBridge-Systeme können diese automatisch synchronisiert werden. Für die kommenden Generationen will Silicon Software Feldbus-Protokolle direkt implementieren. Hierüber wird LightBridge Statusmeldungen absetzen oder Konfigurationsdaten laden. Durch die Besonderheit, dass der LightBridge-FPGA für den Anwender programmierbar ist, können komplette Bildverarbeitungsaufgaben im System berechnet werden und über die SPS ihren Status kommunizieren.

Herzstück der LightBridge ist ein FPGA. Er übernimmt die Bildeinzugs- und Bildvorverarbeitungsaufgaben und garantiert eine Signalverarbeitung mit minimalen Latenzen. LightBridge ist zudem in einer programmierbaren Version geplant. Der Kunde kann den FPGA dann über VisualApplets grafisch für seine Bedürfnisse programmieren. Mit der Programmierung des FPGAs entscheidet der Anwender, wie er LightBridge einsetzen möchte. Von einfachen Bildverarbeitungen z.B. der Verrechnung von mehreren Zeilenkamerabildern zu einer langen Zeile bis hin zu autarken Bildverarbeitungsaufgaben wie z.B. der Sortierung von Glaspartikeln nach Farbe und Größe mit automatischer Ausschleusung ist das Einsatzgebiet ausschließlich von den verfügbaren FPGA-Ressourcen abhängig. Auch im nicht-industriellen Bereich sieht Silicon Software neue Anwendungsfelder z.B. in der Medizintechnik oder im Bereich Sport und Entertainment.

Vorkonfiguriert und schnell austauschbar

LightBridge setzt auf die intelligente Integration und Verbindung vorhandener Technologien und schafft dennoch eine neue Kategorie von Bildverarbeitungsprodukten und Einsatzmöglichkeiten. Zu den wichtigsten Vorteilen der Innovation zählt, dass LightBridge vorkonfiguriert und bei Bedarf innerhalb von Minuten ausgetauscht werden kann. Dies reduziert teure Stillstandszeiten beim Anwender.

Silicon Software

Mannheim, Germany

Die Silicon Software GmbH wurde 1997 mit Sitz in Mannheim gegründet. Das Unternehmen bietet mit seinen Hard- und Software- Entwicklungen auf höchstem technologischen Niveau nicht nur Standard- und OEM-Produkte, sondern auch hochflexible Lösungen, mit denen Sie schnell auf wechselnde Anforderungen reagieren können.