CoaXPress 2.0 für Ihr Vision System
Die Abkürzungen CoaXPress und CXP stehen für so genannte Koaxialkabel, die für die Bildverarbeitung optimiert wurden. Der Standard zeichnet sich durch hohe Übertragungs-Geschwindigkeiten in Echtzeit aus, die mit CoaXPress 2.0 bis zu 12,5 Gbps je Kanal erreichen. Dadurch lassen sich große Datenmengen über nur ein einziges Kabel zuverlässig übertragen.
Letzte Aktualisierung: 14.03.2024
Lesedauer: ca. 9 Minuten
Das Wichtigste über CoaXPress 2.0
CoaXPress 2.0 ermöglicht die Übertragung großer Datenmengen mit einer Datenrate von bis zu 12,5 Gbps pro Kanal und Stromversorgung über ein einziges Koaxialkabel (Power-over-Coax).
Es ist die Vision Schnittstelle mit den niedrigsten Kosten pro Megabyte.
Für die Nutzung ist eine zusätzliche Schnittstellenkarte oder ein Framegrabber erforderlich, was die CPU entlastet und eine effiziente Datenverarbeitung ermöglicht.
Die Schnittstelle unterstützt die einfache Synchronisation mehrerer Kameras sowie den GenICam-Standard für nahtlose Integration von Kamera, Interface und Software.
Besonders in der Halbleiterindustrie, bei 3D AOI-Systemen, Druck- und Lebensmittelinspektion, Verkehrstechnik und Medizin bietet CoaXPress 2.0 Vorteile durch hohe Datenrate und große Übertragungsdistanzen.
Was ist das Besondere an CoaXPress 2.0?
Im Vergleich zur Vorgängerversion spart CoaXPress 2.0 an Kabeln: Wo früher mehrere Kabel nötig waren, läuft bei dieser Version alles über ein einziges Koaxialkabel. Darüber werden sowohl Daten als auch Strom übertragen – und das mit einer hohen Bandbreite von bis zu 12,5 Gbit pro Sekunde und Kanal.
Wenn Sie sich für CoaXPress entscheiden, müssen Sie Ihren PC aufrüsten. Während andere Schnittstellen wie oder bereits Teil vom Standard-PC sind, benötigt CoaXPress eine zusätzliche oder einen . Nur so können Sie die Daten von der Kamera zum PC übertragen.
Der hat den Vorteil, dass sie die CPU Ihres Rechners entlastet. Dadurch steht mehr Rechenkapazität für andere Aufgaben wie die Bildverarbeitung zur Verfügung.
Vorteile von CoaXPress als Schnittstelle
Dank dieser Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle schöpfen Sie die Möglichkeiten moderner hochauflösender Bildsensoren mit einer hohen Bildwiederholrate voll aus – um in Ihren Anwendungen maximale Leistung zu erzielen.
Kabellänge: Während USB 3.0 auf Kabellängen von maximal 10 Metern begrenzt ist, ermöglicht CXP Übertragungsstrecken von bis zu 40 bis 100 Metern (bei niedrigerer Bandbreite).
Preisvorteil: CXP benötigt für die Datenübertragung als auch Stromversorgung lediglich ein einziges Kabel. CXP gilt daher als die Schnittstelle mit den niedrigsten Kosten pro Megabyte.
Synchronisation: Mit CoaXPress 2.0 lassen sich mehrere Kameras an einen Computer anschließen und sehr präzise miteinander synchronisieren. So können auch bewegte Objekte auf dem Fließband aufgenommen werden.
Schnelligkeit: Mit 12,5 Gbit pro Sekunde setzt CXP als Schnittstelle einen hohen Standard in der Datenübertragung. Zudem kann auch die Geschwindigkeit Ihres Computers profitieren, da die CPU entlastet wird.
Geringste Latenzen: CoaXPress 2.0 bietet eine sehr niedrige Latenz von wenigen Mikrosekunden für harte Echtzeit-Anforderungen mit einer deterministisch sehr geringen Varianz (Jitter).
Kompatibilität: Die Schnittstelle unterstützt den , wodurch die Verbindung von Kamera, Interface und Software gegeben ist.
Einfaches Setup: Es gibt lediglich ein einziges Kabel, das mit dem Computer verbunden wird. Sie müssen also nur drei Komponenten installieren und anschließen. Dafür gibt es nur einen Steckertyp: den Micro-BNC (HD-BNC)-Stecker in kleiner Bauform.
Aufbau eines klassischen CoaXPress 2.0-Bildverarbeitungssystems
In der Darstellung sehen Sie den typischen Aufbau eines CoaXPress 2.0-Systems. Die CXP-Kamera ist im Vergleich zu kompakten USB 3.0- oder GigE-Kameras tendenziell größer. Dies liegt u. a. an den größeren verbauten Sensoren mit höherer Wärmeentwicklung, die abgeleitet werden muss.
Im Vergleich zur Vorgängerversion lässt sich ein schlankerer Systemaufbau mit einer geringeren Anzahl an Datenkabeln realisieren. I/O-Kabel sind häufig verzichtbar, weil Stromversorgung und Triggern über das Koaxialkabel sichergestellt werden (Einkabellösung). Die standardisierten Kabelanschlüsse für Kamera und Bildeinzugskarte sind zudem robuster als früher.
Welche Anwendungsbereiche profitieren von CoaXPress?
CoaXPress-Systeme eignen sich besonders für Anwendungen, die eine synchronisierte Bilderfassung von mehreren hochauflösenden Kameras bei hohen Geschwindigkeiten erfordern. Dabei spielt der Standard seine Stärken aus, wie die hohe Bandbreite und das Überbrücken größerer Distanzen zwischen Kamera und PC. Dadurch ist es beispielsweise in der Halbleiterindustrie möglich, ein bewegtes Objekt aus mehreren Perspektiven zu erfassen. In (Automated Optical Inspection) lassen sich große Datenmengen mit hoher Auflösung ohne nennenswerte Latenzzeit verarbeiten. Weitere Anwendungsgebiete finden sich u. a. in der , der Fertigungs-Automatisierung, , , der und der .
Umstellung auf CoaXPress 2.0
Wenn Sie Ihr System von einer älteren Version auf CoaXPress 2.0 umstellen, müssen Sie nicht alle Komponenten tauschen. Der Standard ist nämlich mit der ersten CXP-Version kompatibel, wodurch ein System mit gemischten Generationen funktionstüchtig ist. Jedoch könnten Ihnen dadurch neue Produktfeatures verloren gehen, weshalb sich eine gesamte Umstellung auf lange Sicht in jedem Falle lohnt.
Stellen Sie von einem anderen Interface auf CoaXPress 2.0 um, sollten Sie einige Faktoren überprüfen:
Sind Kamera und Computer mit der neuen Verkabelung und den damit einhergehenden hohen Daten- und Auflösungsraten kompatibel?
Ist eine Stromversorgung über Power-over-Coax möglich?
Müssen Software und Treiber aktualisiert werden?
Was unterscheidet die Schnittstellenkarte vom Framegrabber?
Bei CoaXPress – im Gegensatz zu USB und GigE – handelt es sich um ein spezielles Machine Vision Interface. Dadurch ist keine Hardware standardmäßig vorhanden, um CoaXPress-Kameras an übliche PCs anzubinden. Eine zusätzliche Bildeinzugskarte im PC ist daher notwendig.
Framegrabber
Der Framegrabber stellt das digitale Interface zur Verfügung (CoaXPress, GigE, Camera Link) und speichert die Bilddaten zwischen. Einige Framegrabber nehmen eine der Bilddaten vor, z. B. oder Skalierung. Die Daten werden zudem per Direct Memory Access (DMA) ohne Umweg über den Prozessor des PCs in den Arbeitsspeicher geschrieben. Der Zugriff auf die Bilddaten aus dem Framegrabber geschieht meist über spezielle Bildverarbeitungs-Software (z. B. Halcon) oder standardisierte Schnittstellen wie GenICam. Der Konfigurationsaufwand und die Kosten für ein System mit Framegrabber sind vergleichsweise hoch.
Schnittstellenkarte
Im Unterschied zum Framegrabber ist eine Schnittstellenkarte einfacher ausgestattet. Sie verzichtet komplett auf die Bildvorverarbeitung und nimmt lediglich die Bilddaten über den Kameraanschluss entgegen, um sie dann direkt im Arbeitsspeicher abzulegen. Dabei wird wieder per DMA die CPU umgangen und damit deutlich entlastet. Durch den Verzicht auf die Bildverarbeitung auf der Schnittstellenkarte sind aber die Kosten und auch der Konfigurationsaufwand geringer.
Schnittstellenkarte vs. Framegrabber
Eigenschaften | Schnittstellenkarte | Framegrabber |
|---|---|---|
Vorverarbeitung der Bilddaten (z. B. Skalierung) | Nein | Ja |
CPU-Entlastung per DMA | Ja | Ja |
Standardtreiber/-schnittstellen (z. B. GenICam) | Ja | Meistens |
Schnittstellen zu Bildverarbeitungs-Software (z. B. Halcon) | Ja | Meistens |
Installations- und Konfigurationsaufwand | Niedrig | Mittel |
Kosten | Niedrig | Mittel |
Fazit: Von CoaXPress 2.0 profitieren
Große Datenmengen bei hoher Übertragungsgeschwindigkeit über weite Entfernungen: Der CoaXPress 2.0-Standard für die macht all dies möglich. Konzipiert als Nachfolger des Camera Link-Standards erfordert dieses Machine Vision Interface jedoch eine Bildeinzugskarte im PC. Angesichts der großen Datenmengen muss dies aber kein Nachteil sein, da somit die CPU des PCs entlastet wird. Sie steht voll für die Bildverarbeitungs-Anwendung zur Verfügung, da zusätzliche Bildvorverarbeitung auf die Karte ausgelagert wird.
Die Weiterentwicklung von CoaXPress 2.0 ist CoaXPress-over-Fiber. Erfahren Sie mehr darüber im Learning-Artikel.
Unsere CoaXPress 2.0-Produkte
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FAQs zu CoaXPress 2.0
CoaXPress 2.0 ist eine Highspeed-Schnittstelle (Bandbreite von 12,5 Gbps je Kanal) für industrielle Bildverarbeitungssysteme. Sie ermöglicht große Datenmengen und die Stromversorgung von Machine Vision Kameras über ein einziges Koaxialkabel zu übertragen – ideal für anspruchsvolle Anwendungen wie 3D AOI, Druckinspektion, Sport- und Bewegungsanalyse oder Medizintechnik.
CoaXPress 2.0 erreicht höhere Übertragungs-Geschwindigkeiten (bis zu 12,5 Gbps pro Kanal) bei sehr geringen, deterministischen Latenzen, unterstützt lange Kabellängen (bis zu 100 Meter) und ermöglicht eine stabile Synchronisation mehrerer Kameras. Außerdem werden Daten und Strom gemeinsam über ein einziges Kabel übertragen.
Neben einer kompatiblen ist eine zusätzliche oder ein im PC erforderlich. Diese Komponenten sorgen für eine effiziente Datenübertragung und entlasten die CPU des Systems. Der Framegrabber bietet eine zusätzliche Bildvorverarbeitung, um die Bildqualität zu verbessern und die Bilddatenmenge drastisch zu reduzieren. Die zusätzlichen Kosten des Framegrabbers amortisieren sich schnell durch eingesparte Hardware wie CPUs und GPUs.
Ja, CoaXPress 2.0 ist abwärtskompatibel zu früheren Versionen. Ein gemischter Betrieb verschiedener Generationen ist möglich. Um jedoch alle neuen Funktionen zu nutzen, empfiehlt sich eine vollständige Systemumstellung.
CoaXPress 2.0 eignet sich besonders für Anwendungen mit hohen Datenraten und großen Entfernungen zwischen Kamera und PC, z. B. Halbleiterinspektion, Lebensmittelkontrolle, Druckinspektion, Verkehrstechnik und medizinische Bildgebung.