CoaXPress 2.0 pour votre système de vision
Les abréviations CoaXPress et CXP désignent des câbles dits coaxiaux qui ont été optimisés pour le traitement d'images. Cette norme se caractérise par des débits de transmission en temps réel élevés, pouvant atteindre 12,5 Gbps par canal avec la norme CoaXPress 2.0. Cela permet de transmettre de manière fiable de grandes quantités de données via un seul câble.
Dernière mise à jour : 14/03/2024
Temps de lecture : environ 12 Minutes
Ce qu'il faut savoir sur CoaXPress 2.0
La norme CoaXPress 2.0 permet la transmission de volumes importants de données à un débit pouvant atteindre 12,5 Gbps par canal et assure l'alimentation électrique via un seul câble coaxial (Power-over-Coax).
Il s'agit de l'interface visuelle présentant le coût par mégaoctet le plus bas.
Une carte d'interface supplémentaire ou une carte d'acquisition d'images est nécessaire pour l'utiliser, ce qui réduit la charge du processeur et permet un traitement efficace des données.
L'interface permet une synchronisation aisée de plusieurs caméras et prend en charge la norme GenICam, garantissant ainsi une intégration transparente entre la caméra, l'interface et le logiciel.
Grâce à ses débits élevés et à ses longues distances de transmission,la norme CoaXPress 2.0 offre des avantages notamment dans l'industrie des semi-conducteurs, les systèmes d'inspection optique 3D (AOI), l'impression et le contrôle alimentaire, les technologies de gestion du trafic et le secteur médical.
En quoi CoaXPress 2.0 est-il particulier ?
Par rapport à la version précédente, CoaXPress 2.0 réduit le nombre de câbles nécessaires : là où plusieurs câbles étaient auparavant requis, cette version transmet toutes les données via un seul câble coaxial. Les données et l'alimentation sont toutes deux transmises par ce câble, avec une bande passante élevée pouvant atteindre 12,5 Gbit par seconde et par canal.
Si vous optez pour CoaXPress, vous devrez mettre à niveau votre PC. Alors que d'autres interfaces, telles que GigE ou USB 3.0, sont déjà intégrées de série sur la plupart des PC, CoaXPress nécessite une carte d'interface supplémentaire ou une carte d'acquisition d'images. C'est le seul moyen de transférer les données de la caméra vers le PC.
L'utilisation d'une carte d'acquisition d'images présente l'avantage de réduire la charge pesant sur le processeur de votre ordinateur. Cela permet de libérer davantage de puissance de calcul pour d'autres tâches, telles que le traitement d'images.
Avantages de CoaXPress en tant qu'interface
Grâce à cette interface haut débit, vous pouvez tirer pleinement parti des capacités des capteurs d'image modernes à haute résolution et à fréquence d'images élevée, afin d'obtenir des performances optimales dans vos applications.
Longueur du câble : alors que la norme USB 3.0 est limitée à une longueur maximale de câble de 10 mètres, la norme CXP permet des distances de transmission allant jusqu’à 40 à 100 mètres (avec une bande passante réduite).
Avantage en termes de coût : le CXP ne nécessite qu'un seul câble pour la transmission des données et l'alimentation électrique. Le CXP est donc considéré comme l'interface présentant le coût par mégaoctet le plus bas.
Synchronisation : grâce à CoaXPress 2.0, il est possible de connecter plusieurs caméras à un ordinateur et de les synchroniser facilement entre elles. Cela permet de capturer même des objets en mouvement sur le tapis roulant.
Vitesse : avec un débit de 12,5 Gbit par seconde, l'interface CXP établit une norme élevée en matière de transmission de données. La vitesse de votre ordinateur peut également en bénéficier, car la charge du processeur est réduite.
Latence minimale : CoaXPress 2.0 offre une latence très faible — de l'ordre de quelques microsecondes — pour les applications en temps réel exigeantes, avec une gigue déterministe et très faible.
Compatibilité : l'interface prend en charge la norme GenICam, qui assure également la connexion entre la caméra, l'interface et le logiciel.
Installation facile : un seul câble se branche sur l'ordinateur. Vous n'avez donc que trois composants à installer et à connecter. Il n'y a qu'un seul type de connecteur : le connecteur Micro-BNC (HD-BNC) compact.
Mise en place d'un système classique de traitement d'images CoaXPress 2.0
Le schéma présente l'architecture type d'un système CoaXPress 2.0. Les caméras CXP ont tendance à être plus volumineuses que les caméras USB 3.0 ou GigE compactes. Cela s'explique, entre autres, par la taille plus importante des capteurs utilisés, qui génèrent davantage de chaleur qu'il faut dissiper.
Par rapport à la version précédente, cela permet une conception plus épurée du système, avec moins de câbles de données. Les câbles d'E/S sont souvent superflus, car l'alimentation et le déclenchement sont assurés par le câble coaxial (solution à câble unique). Les connexions standardisées pour la caméra et la carte d'acquisition d'images sont également plus robustes qu'auparavant.
Quels sont les domaines d'application qui tirent parti de la technologie CoaXPress ?
Les systèmes CoaXPress sont particulièrement adaptés aux applications nécessitant l'acquisition synchronisée d'images à grande vitesse à partir de plusieurs caméras haute résolution. C'est là que cette norme prend toute sa dimension, grâce à sa large bande passante et à sa capacité à couvrir de longues distances entre la caméra et l'ordinateur. Cela permet, par exemple, dans l'industrie des semi-conducteurs, de capturer un objet en mouvement sous plusieurs angles. Dans les systèmes d'inspection optique automatisée (AOI) en 3D, de grandes quantités de données haute résolution peuvent être traitées sans latence significative. Parmi les autres domaines d'application, on peut citer l'inspection d'imprimés, l'automatisation de la fabrication, l'analyse sportive et du mouvement, l'inspection alimentaire, les technologies de transport (ITS) et la médecine.
Passer à CoaXPress 2.0
Si vous souhaitez mettre à niveau votre système depuis une version antérieure vers CoaXPress 2.0, vous n'avez pas besoin de remplacer tous les composants. La norme est compatible avec la première version CXP, ce qui permet à un système mélangeant différentes générations de fonctionner correctement. Cependant, vous risquez de ne pas pouvoir bénéficier des nouvelles fonctionnalités des produits, c'est pourquoi une migration complète s'avère toujours avantageuse à long terme.
Si vous passez d'une autre interface à CoaXPress 2.0, vous devez tenir compte de plusieurs éléments :
La caméra et l'ordinateur sont-ils compatibles avec le nouveau câblage et les débits de données et les résolutions élevés qui y sont associés ?
L'alimentation via Power-over-Coax est-elle possible ?
Faut-il mettre à jour les logiciels et les pilotes ?
En quoi la carte d'interface se distingue-t-elle de la carte d'acquisition ?
Contrairement à l'USB et au GigE, CoaXPress est une interface spécialisée destinée à la vision industrielle. Ainsi, les PC standard ne sont pas équipés du matériel nécessaire pour connecter des caméras CoaXPress. Une carte d'acquisition d'images supplémentaire est donc requise dans le PC.
Carte d'acquisition
La carte d'acquisition d'images fournit l'interface numérique (CoaXPress, GigE, Camera Link) et stocke temporairement les données d'image. Certaines cartes d'acquisition effectuent un prétraitement des données d'image, tel que le binning ou la mise à l'échelle. Les données sont également écrites dans la mémoire vive (RAM) via un accès direct à la mémoire (DMA), sans passer par le processeur de l'ordinateur. L'accès aux données d'image provenant de la carte d'acquisition s'effectue généralement via un logiciel de traitement d'image spécialisé (par exemple, Halcon) ou des interfaces standardisées telles que GenICam. L'effort de configuration et les coûts liés à un système équipé d'une carte d'acquisition sont relativement élevés.
Cartes d’interface
Contrairement à une carte d'acquisition d'images, une carte d'interface présente une conception plus simple. Elle ne comporte aucune étape de prétraitement de l'image : elle se contente de recevoir les données d'image via la connexion à la caméra, puis de les stocker directement dans la RAM. Ici aussi, le DMA est utilisé pour contourner le processeur, ce qui réduit considérablement sa charge de travail. Cependant, comme la carte d'interface n'effectue aucun traitement d'image, son coût et les efforts de configuration nécessaires sont moindres.
Carte d'interface vs carte d'acquisition d'images
Caractéristiques | Cartes d’interface | Carte d'acquisition |
|---|---|---|
Prétraitement des données d'image (par exemple, mise à l'échelle) | Non | Oui |
Allègement du CPU grâce au DMA | Oui | Oui |
Pilotes/interfaces standard (par exemple, GenICam) | Oui | Principalement |
Interfaces avec des logiciels de traitement d'images (par exemple, Halcon) | Oui | Principalement |
Temps nécessaire à l'installation et à la configuration | Faible | Moyen |
Coûts | Faible | Moyen |
Conclusion : Profitez des avantages de CoaXPress 2.0
De grands volumes de données à des vitesses de transfert élevées sur de longues distances : la norme CoaXPress 2.0 pour le traitement d'images industriel rend tout cela possible. Conçue pour succéder à la norme Camera Link, cette interface de vision industrielle nécessite toutefois une carte d'acquisition d'images dans le PC. Compte tenu des volumes importants de données, cela ne constitue pas nécessairement un inconvénient, car cela réduit la charge pesant sur le processeur du PC. Le processeur est alors entièrement disponible pour l’application de traitement d’images, puisque le prétraitement supplémentaire des images est transféré vers la carte.
CoaXPress 2.0 a évolué pour devenir CoaXPress-over-Fiber. Pour en savoir plus, consultez l'article de formation.
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Foire aux questions sur CoaXPress 2.0
CoaXPress 2.0 est une interface haut débit (offrant une bande passante de 12,5 Gbps par canal) destinée aux systèmes de vision industrielle. Elle permet la transmission de volumes importants de données et l'alimentation électrique des caméras de vision industrielle via un seul câble coaxial, ce qui en fait la solution idéale pour des applications exigeantes telles que l'inspection optique automatique (AOI) en 3D, l'inspection d'imprimés, l'analyse sportive et du mouvement, ainsi que la technologie médicale.
La norme CoaXPress 2.0 offre des débits de transfert de données plus élevés (jusqu'à 12,5 Gbps par canal) avec des latences très faibles et déterministes, prend en charge de longues longueurs de câble (jusqu'à 100 mètres) et permet une synchronisation stable de plusieurs caméras. De plus, les données et l'alimentation sont transmises simultanément via un seul câble.
Outre une caméra de vision industrielle compatible, une carte d'interface ou une carte d'acquisition d'images est nécessaire dans le PC. Ces composants garantissent un transfert de données efficace et réduisent la charge sur le processeur du système. La carte d'acquisition d'images assure un prétraitement supplémentaire des images afin d'améliorer leur qualité et de réduire considérablement le volume des données d'image. Le coût supplémentaire lié à la carte d'acquisition d'images est rapidement amorti grâce aux économies réalisées sur le matériel, notamment les processeurs et les cartes graphiques.
Oui, CoaXPress 2.0 est rétrocompatible avec les versions antérieures. Il est possible d'utiliser simultanément des composants de différentes générations. Toutefois, pour tirer pleinement parti de toutes les nouvelles fonctionnalités, il est recommandé de procéder à une mise à niveau complète du système.
La norme CoaXPress 2.0 est particulièrement adaptée aux applications nécessitant des débits de données élevés et impliquant de longues distances entre la caméra et l'ordinateur, telles que l'inspection des semi-conducteurs, l'inspection alimentaire, l'inspection des imprimés, les technologies de gestion du trafic et l'imagerie médicale.