CoaXPress란 무엇일까요?
CoaXPress, 높은 데이터 전송 속도를 위한 표준
CoaXPress(또는 줄여서 CXP) 표준은 원래 산업용 화상 처리 업계의 6개 회사에서 시작되었는데, 그 목표는 더 먼 거리에서도 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 빠른 데이터 인터페이스를 개발하는 것이었습니다. 최초의 CoaXPress 인터페이스는 산업용 화상 처리 분야의 선도적인 무역 박람회에서 발표되었는데, 2008년 슈투트가르트에서 열린 'Vision'에서 첫선을 보였습니다. 이후 3년의 개발 기간을 거쳐 2011년 CXP 1.0이 공식적으로 표준 버전으로 발표되었습니다. 이후 이 표준은 산업용 화상 처리 분야에서 자리를 잡았고, 결국 2021년에는 CXP 2.0으로 발전하게 되었습니다.
CoaXPress 1.0/1.1 표준에 따른 인터페이스는 채널당 6.25 Gbps의 데이터 전송 속도를 지원합니다. 현재 CoaXPress 2.0 표준은 기존 속도를 2배나 높여 채널당 최대 12.5 Gbps의 데이터 전송 속도를 규정합니다.
CoaXPress는 어떤 어플리케이션 분야에 이점을 제공합니까?
따라서 다른 표준에 비해 CoaXPress 인터페이스의 가장 큰 장점은 높은 데이터 속도입니다. 또한 카메라와 PC를 연결할 수 있는 거리가 길어 많은 어플리케이션에 유용하며 매우 정교한 화상 처리 솔루션에도 가능성을 제공합니다. 특히 반도체 산업에서 CoaXPress는 매우 인기가 높습니다. 예를 들어 3D AOI 시스템(자동 광학 검사)에서는 많은 양의 데이터를 지연 시간 없이 고해상도로 구현해야 합니다. 그 외에도 인쇄물 검사, 식품 검사, 교통 기술(ITS) 또는 의료 분야 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.
인터페이스 비교 - CoaXPress vs USB/GigE
CXP의 특별한 기능을 설명하기 위해 대표적인 두 가지 인터페이스인 USB와 GigE를 살펴보겠습니다.
USB 3.0 인터페이스는 산업용 이미지 처리 분야에서 신뢰할 수 있는 대안으로 자리 잡았습니다. USB3 비전 표준은 이 인터페이스를 활용하며 대중 시장에서도 점점 더 폭넓게 사용되고 있습니다. 따라서 모든 노트북, PC, 태블릿 및 스마트폰에는 이제 USB 3.0 인터페이스가 탑재되어 있습니다.
기가비트 이더넷(GigE)은 2006년부터 산업용 이미지 처리 분야에서 검증된 표준으로 활용되어 왔습니다. 설치된 어플리케이션의 수를 기준으로 GigE는 현재 산업용 디지털 카메라에 가장 널리 사용되는 인터페이스 기술입니다.
USB 3.0과 GigE의 장점은 PC에 플러그인 카드를 추가로 통합할 필요가 없다는 것입니다. 이에 반해 CoaXPress 표준은 데이터 전송을 위해 PC에 삽입된 해당 플러그인 카드를 활용합니다. CoaXPress는 USB나 GigE와 달리 표준 PC의 일부가 아니기 때문입니다. 또한 플러그인 카드는 CPU 부하를 낮추며, 특수한 플러그인 카드가 없으면 CoaXPress의 높은 데이터 전송 속도는 CPU에 많은 부하를 발생시킵니다.
CoaXPress 2.0으로 업그레이드
개별 인터페이스 간의 기본적인 차이점을 비교하였으니, 이제 CoaXPress 2.0 표준을 보다 자세히 살펴보겠습니다. CoaXPress 1.0/1.1 표준에 따른 인터페이스는 채널당 6.25 Gbps의 데이터 전송 속도를 지원하는 반면 CoaXPress 2.0 표준은 그 두 배 수준인 채널당 최대 12.5 Gbps의 전송 속도를 규정합니다.
인터페이스 카드와 프레임 그래버의 차이점은 무엇입니까?
두 가지 옵션 중 하나를 플러그인 카드로 사용하여 CoaXPress 카메라를 PC에 연결할 수 있지만 각 옵션은 어플리케이션 요구 사항에 따라 특정한 이점을 제공합니다.
"프레임 그래버(frame grabber)"라는 용어는 아날로그 비디오 신호를 PC에서 디지털화해야 했던 시절에서 유래했습니다. 오늘날에는 이미 카메라 센서에서 이미지가 디지털화된 후 디지털 형식으로 PC로 전송됩니다. 따라서 프레임 그래버는 디지털 인터페이스(GigE, USB, Camera Link, CoaXPress)만 제공하고 이미지 데이터를 임시로 저장합니다. 일부 프레임 그래버는 비닝 또는 스케일링과 같은 데이터 사전 처리를 수행할 수도 있습니다. 데이터는 PC의 프로세서를 거치지 않고 직접 메모리 액세스(DMA)를 통해 메인 메모리에 직접 기록되므로 CPU의 부하가 크게 줄어듭니다. 프레임 그래버의 이미지 데이터는 일반적으로 이미지 처리용 특수 소프트웨어(예: Halcon) 또는 GenICam과 같은 표준화된 인터페이스를 통해 액세스합니다. 프레임 그래버 시스템의 구성 노력과 비용은 비교적 높지만 데이터 사전 처리가 필요한 어플리케이션에서는 그만한 가치가 있습니다.
프레임 그래버와 달리 인터페이스 카드는 매우 간단합니다. 인터페이스 카드는 사전처리 작업을 완전히 생략하는 대신 카메라 연결에서 이미지 데이터만을 받아들인 후 작업 메모리에 직접 저장합니다. 이러한 특징 역시 DMA를 통해 CPU를 우회하여 CPU 부하를 낮춥니다. 인터페이스 카드에서 화상 처리 작업이 생략되기 때문에 프레임 그래버에 비해 비용 및 구성 작업이 적습니다.
특징 | 인터페이스 카드 | 프레임 그래버 |
|---|---|---|
이미지 데이터 사전처리(예: 크기 조정) | 아니요 | 예 |
가능 | 예 | 예 |
가능 | 예 | 대부분 가능 |
이미지 처리 소프트웨어(예: Halcon)에 대한 인터페이스 | 예 | 대부분 가능 |
설치 및 구성 노력 | 낮음 | 낮음 |
비용 | 낮음 | 낮음 |
요약
장거리 고속 전송으로 대용량 데이터 처리 : 산업용 이미지 처리 CoaXPress 2.0 표준은 이 모든 것을 가능하게 해 줍니다. 널리 보급된 Camera Link 표준의 후속으로 설계된 이 컴퓨터 비전 인터페이스는 PC에 해당 인터페이스 카드가 필요합니다. 그러나 전송되는 데이터의 양이 많다는 점을 고려할 때, CPU가 데이터 전송으로 인해 차단되지 않고, 이미지 처리 어플리케이션에서 활용될 수 있으며, 이 인터페이스 카드에서 전처리도 가능합니다.
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