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USB 3.0-Schnittstelle und USB3 Vision Standard

USB3 Vision interface logo
USB 3.0 hat sich in den letzten Jahren zu einer relevanten  Schnittstellen-Technologie für Anwendungen in den Bereichen Industrie, Medizin und auf dem Massenmarkt entwickelt. Von technischer Seite überzeugt USB 3.0 mit Übertragungsbandbreiten von bis zu 350 MB/s. Außerdem ist USB 3.0 vollständig „Plug-and-play“-fähig. Durch seine Echtzeitfähigkeit und die hohe Bandbreite wird USB 3.0 die älteren und langsameren Interfaces FireWire und USB 2.0 auf mittelfristige Sicht aus dem Vision Markt verdrängen. Nach aktuellsten Marktdaten und Entwicklungen ist davon auszugehen, dass USB 3.0 einen festen Platz in der Schnittstellenlandschaft erobern wird und sich neben Gigabit Ethernet als wichtiges Mainstream-Interface etabliert.

Nichtsdestotrotz werden Anwender natürlich individuell entscheiden, welches die für sie optimale Schnittstelle ist. Jede verfügbare Schnittstelle hat andere Stärken und muss applikationsspezifisch ausgewählt werden. USB 3.0 punktet bei Bandbreite und „Plug-and–play“-Fähigkeit, GigE hingegen bietet deutliche technische Vorteile bei Kabellänge (bis zu 100 Meter) und im Multi-Kamera-Set-up.

Analog zur GigE-Schnittstelle, die über den GigE Vision Standard definiert ist, gibt es auch für die USB 3.0-Schnittstelle einen Standard für die industrielle Bildverarbeitung: den USB3 Vision Standard. Dieser Standard wurde im Januar 2013 offiziell verabschiedet.  Er wird von der AIA (Automated Imaging Association) gehostet und stellt den Standard für das USB 3.0-Interface in der Bildverarbeitungs-Industrie dar. Basler hat als eines der Gründungsmitglieder diesen Standard entscheidend mit vorangetrieben.

Ziel des Standards ist, eine einheitliche Regelung der USB 3.0-Kommunikation und -Struktur zu schaffen. Ohne einen solchen Standard gäbe es unzählige verschiedene Zubehör-Komponenten und individuelle Lösungen der einzelnen Hersteller – das Angebot wäre für den Endkunden undurchsichtig und nur schwer überschaubar.

Vor der Veröffentlichung des USB3 Vision Standards gab es keinen Standard für USB-Geräte in der Bildverarbeitungs-Industrie. Es existierten bis dahin individuelle, Lösungen der verschiedenen Kameraanbieter, basierend auf der USB 2.0-Schnittstelle des Massenmarktes. Dies war zwar in den meisten Fällen ausreichend, doch  Stabilität, Langzeitverfügbarkeit der Komponenten und Robustheit des Gesamtsystems für eine industrielle Lösung waren somit allerdings nicht gewährleistet. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass die logische Implementierung einer Schnittstelle und ein entsprechender Standard entscheidend dafür sind, dass sich eine Schnittstellen-Technologie erfolgreich am Markt der industriellen Bildverarbeitung etabliert und verbreitet.

Das Design des USB3 Vision Standards baut auf dem GenICam Standard auf, der gemeinsamen Programmierschnittstelle aller modernen Industriekamera-Schnittstellen. USB3 Vision und GenICam bringen den Anwendern Stabilität und geringe Latenzen bei der Bilddatenübertragung und der Ansteuerung von Kameras. Die Verwendung von USB3 Vision-zertifizierten Kameras, Software und Zubehör hat für die Anwender viele Vorteile: Angefangen vom einfachen Austausch und der Verwendung verschiedener Kameras bis hin zu einer ausgereiften Kommunikation der verschiedenen Hardware- und Softwarebestandteile im System-Set-up.

Im USB3 Vision Standard ist erstmalig auch die Mechanik definiert. Das bedeutet, dass beispielsweise festgelegt ist, wie Kabelanschlüsse verschraubt sein müssen. Dadurch wird die Robustheit der Schnittstelle erhöht und die Austauschbarkeit von Komponenten gewährleistet.

Der USB3 Vision Standard definiert seine eigenen Transportschichten, die speziell auf die Bedürfnisse der Vision Technologie zugeschnitten sind. So gibt es den Control Transport Layer und den Event Transport Layer, in denen asynchrone Ereignisse vom Gerät zum Host übertragen werden, sowie den Stream Transport Layer, der dafür sorgt, dass Daten zuverlässig, schnell und mit einem geringen Overhead transportiert werden können.


Einige der Vorteile der USB 3.0-Schnittstelle sind:
  • Übertragungsbandbreiten von bis zu 350 MB/s
  • Hervorragende Echtzeitfähigkeit
  • Hohe Stabilität und sehr gutes Fehlermanagement
  • Einfache Integration in alle Bildverarbeitungs-Anwendungen (3rd Party Libraries)
  • Standardisierung durch USB3 Vision
Kamera-Selektor
Unser praktischer Kamera-Selektor bietet Ihnen eine Übersicht aller Basler USB 3.0-Flächenkameras. Das Tool lässt Sie auch weitere Kriterien wie Auflösung, Sensor oder optische Abmessungen auswählen, um die für Sie passenden Kameras zu finden.

Haben Sie Fragen zu den Vorteilen der USB 3.0-Technologie? Möchten Sie herausfinden, ob eine USB 3.0-Kamera für Ihre Anwendung passt? Wir helfen Ihnen gerne weiter.

 
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