Bis zur Ratifizierung des CoaXPress®-2.0-Schnittstellenstandards mit 12,5 GBit/s im vergangenen Jahr hatten Bilderfassungslösungen für die industrielle Bildverarbeitung die Förderbänder als wesentliches Hindernis für einen schnelleren Durchsatz in Fertigungslinien abgelöst. Jetzt unternimmt Microchip Technology den nächsten Schritt, um das volle Potenzial von CoaXPress (CXP) in der Fertigung mit den ersten Single-Chip-PHY-Schnittstellen-ICs auszuschöpfen. Die Bausteine optimieren die Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen, maximieren die Übertragungsgeschwindigkeit und vereinfachen damit die Abläufe in hochvolumigen Abfüllbetrieben, bei der Lebensmittel- und industriellen Inspektionen sowie in bildgebenden Anwendungen.
 
„Wir haben mit der Standardisierungsorganisation JIIA (Japan Industrial Imaging Association) und unseren Hauptkunden zusammengearbeitet, um unser Angebot rund um CXP zu optimieren, damit sich die Vorteile der Spezifikation in der Fertigung voll ausschöpfen lassen“, erklärte Matthias Kästner, Vice President der Automotive Infotainment Systems Business Unit bei Microchip. „Unsere Übertragungslösungen mit geringer Latenz und niedrigem Stromverbrauch enthalten einen Equalizer, Kabeltreiber und Taktrückgewinnung in einem einzigen Chip, mit dem Hersteller von Kameras und Bilderfassungskarten schnelles, hochauflösendes Video und Steuersignale zusammen mit Strom über ein einziges Koaxialkabel bereitstellen können.“
 

Highspeed-CoaXPress-2.0-Bausteine

Die CoaXPress-Bausteine der Serie EQCO125X40 von Microchip setzen als erste den CXP-2.0-Standard um – ausgehend von einem neuen abwärtskompatiblen Design, einer integrierten Taktrückgewinnung (CDR; Clock Data Recovery) bei allen Geschwindigkeitsstufen und einem kameraseitigen Taktgeber, um die Anforderungen realer Umgebungen zu erfüllen. Die Bausteine erhöhen den Datendurchsatz bei der Bildverarbeitung erheblich, indem Kameras und Bilderfassungskarten 4- bis 8-mal schneller übertragen als andere Lösungen. Darüber hinaus ermöglichen die Bausteine die 4-fache Kabel-/Verbindungslänge bei einem viel geringeren Stromverbrauch und einer Latenzzeit nahe Null.
 
Die neue Serie erhöht auch die Designtoleranzen und die Flexibilität, indem alle Frequenzen bei jeder Geschwindigkeit (von CXP-1 bis CXP-12) nahtlos erfasst werden, was mehrere Kanäle überflüssig macht, da 12,5 GBit/s Bandbreite über ein einziges Kabel unterstützt werden. Breitere Verkabelungsoptionen stellen sicher, dass Systeme nach Bedarf installiert werden können, und der integrierte CDR verbessert die Jitter-Performance für das von der Kamera an die Bilderfassungskarte gesendete Signal. Durch die kamerainterne NF-Taktrückgewinnung muss kein separater Takt im FPGA programmiert werden. Hinzu kommt eine integrierte Prüfung der Verbindungssignalintegrität, mit der das System die Integrität der Kabelverbindung vor und während des Betriebs in Echtzeit überprüft.
 
Für Hersteller von Bilderfassungskarten macht das neue Angebot von Microchip es einfacher und kostengünstiger, robustere Produkte zu entwickeln, die Kunden überall dort in der Fertigung einsetzen können, wo sie sie benötigen. Mit diesen Bausteinen lassen sich Qualitätstests vor dem Einrichten von Anlagen und von Kabelverbindungen in Echtzeit durchführen, um Nutzern robustere und umfassendere Lösungen zu bieten. Es besteht auch die Möglichkeit, über mehrere Kabel bis zu 50 GBit/s zu skalieren.
 
„Die neue CXP-12-Familie von Microchip bietet unseren neuesten Produkten eine kompakte Single-Chip-Equalizer-Lösung mit einer geringen Anzahl an Bauelementen, mit der sich die CoaXPress-Spezifikation für Rückflussdämpfungen problemlos erfüllen lässt“, erklärte Chris Beynon, CTO bei Active Silicon. „Die Bausteine verfügen auch über eine elegante Funktion, mit der sich Leitungsmargen in Echtzeit testen lassen, um Alterung oder verschlissene Kabel zu erkennen, bevor im normalen Betrieb Bitfehler auftreten.“