Framegrabber

Silicon Software entwirft und produziert Bilderfassungskarten (Framegrabber, Image Acquisition Boards) und Bildverarbeitungskarten (Intelligent Image Processing Boards) seit den 90er Jahren. Verarbeitungskern der Karten sind die FPGA-Prozessoren. Sie zeichnen sich durch eine hoch parallelisierbare Verarbeitung von Daten aus. Daher ist die Technologie für die industrielle Bildverarbeitung mit ihren hohen Bandbreiten prädestiniert.

Unser Produktportfolio umfasst aktuell folgende Produktserien:

FPGA-Entwicklung als Innovationsmotor

Seit Mitte der 80er Jahre zeigte sich die FPGA-Entwicklung als Innovationsmotor, insbesondere beim Erzielen immer kleinerer Strukturbreiten der Prozessoren. Hierdurch konnte trotz kleinerer Die-Flächen eine höhere Anzahl logischer Zellen integriert werden. Durch höhere Anzahl verfügbarer Logik-Ressourcen und der damit verbundenen Leistungsfähigkeit der FPGAs, bildet der Prozessor heute die Schnittstellen für die Kameraeingänge, Signalverarbeitung, Speicheranschluss und Datenübertragung in einem FPGA ab.

Neues, umfassendes Produktkonzept

Silicon Software geht mit seinem Produktkonzept noch weiter. Die Framegrabber erhalten leistungsfähige FPGA-Prozessoren, um hochwertige Bildvorverarbeitungsfunktionen in die Firmware zu integrieren (A-Serie). Für die programmierbaren Framegrabber (V-Serie) stehen weitere FPGA-Ressourcen und ein größerer Speicherausbau zur Verfügung, um auch komplexe Bildverarbeitungen ohne CPU Belastung direkt auf dem Framegrabber auszuführen. Die Programmierung des FPGAs wird über die grafische Entwicklungsumgebung für FPGAs, VisualApplets erstellt.

Aktuell unterstützen wir in unserem Produktsortiment folgende Schnittstellen:

Der Camera Link-Standard wurde ursprünglich im Jahr 2000 veröffentlicht Es ist eine robuste, industrielle und sehr etablierte Kommunikationsverbindung, die die Verbindung zwischen Kameras und Framegrabbern standardisiert. Sie definiert eine vollständige Schnittstelle, einschließlich der Regelung für die Datenübertragung, das Kamera-Timing, die serielle Kommunikation und die Echtzeit Signalführung zur Kamera. Camera Link besitzt ein nicht-paketbasiertes Protokoll und ist auch heute noch der einfachste Kamera-Framegrabber-Verbindungs-Standard. Aktuell in der Version 2.0, enthält die Standardspezifikation die miniaturisierten Camera Link-Anschlüsse, Power over Camera Link (PoCL), PoCL-Lite (eine minimiert PoCL-Schnittstelle mit Unterstützung einer Basiskonfiguration) und Spezifikationen für die Kabelübertragungsleistung.

Der Standard wird von der Automated Imaging Association betreut.
[Textauszug aus der Global Machine Vision Interface Standards Broschüre, http://www.visiononline.org/vision-standards.cfm, alle Rechte bei der AIA, www.visiononline.org]
Zusätzliche Informationen: http://www.visiononline.org/vision-standards-details.cfm?type=6

 

Folgende Camera Link Produkte sind verfügbar:

Der Camera Link HS-Standard wurde im Mai 2012 veröffentlicht. Er verbessert Camera Link durch die Verwendung von Standard-Kabel, um die Reichweite zu vergrößern und eine höhere Bandbreite bereitzustellen. Camera Link HS Features sind: Einzel-Bitfehler unempfindliche Protolle; 16 bidirektionale General Purpose Input Output (GPIO) Signale; Funktionen auf Systemebene wie Synchronisation mehrerer Framegrabber zur parallelen Bildverarbeitung; und eine Frame-für-Frame Steuerung der Kamerabetriebsmodi durch den Host. Camera Link HS wird mit 3,125 Gbit/s pro Kanal über das M-Protokoll und mit 10,3 GBit/s pro Kanal über das X-Protokoll unterstützt.
IP-Cores in der unverschlüsselten VHSIC Hardwarebeschreibungssprache (VHDL) stehen zur Verfügung, die Schaltungsprobleme und Entwicklungsrisiken bei der Integration von Camera Link HS in Originalgerätehersteller (OEM) oder kundenspezifische Implementierungen reduzieren. Auch wenn Camera Link HS ein paketbasiertes Protokoll ist, erreicht sie Trigger-Jitter von 6,4 Nanosekunden (ns) durch den IP-Core mit typischen Latenzzeiten von 150 ns, GPIO-Latenz und Jitter in Bereichen von 300 ns.

Der Standard wird von der Automated Imaging Association betreut.
[Textauszug aus der Global Machine Vision Interface Standards Broschüre, http://www.visiononline.org/vision-standards.cfm, alle Rechte bei der AIA, www.visiononline.org]
Zusätzliche Informationen: http://www.visiononline.org/vision-standards-details.cfm?type=10

 

Folgende Camera Link HS Produkte sind verfügbar:

Der CoaXPress (CXP) Standard wurde im Dezember 2010 veröffentlicht. Er bietet eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle zwischen Kameras und Framegrabbern und ermöglicht lange Kabellängen. In seiner einfachsten Form verwendet CoaXPress ein einzelnes Koaxialkabel für die Übertragung von Daten von einer Kamera zu einem Framegrabber mit bis zu 6,25 Gbit/s, gleichzeitig die Übertragung von Steuerdaten, die Triggerung der Kamera durch den Framegrabber mit 20,8 Mbit/s und versorgt die Kamera mit bis zu 13W Strom. Link-Aggregation wird bei höheren Geschwindigkeiten benötigt und über mehr als einem Koaxial-Kabel zur Datenübertragung verwendet. Version 1.1 ermöglicht die Verwendung von kleineren DIN 1.0/2.3-Anschlüssen.

Der Standard wird von der Japan Industrial Imaging Association betreut.
[Textauszug aus der Global Machine Vision Interface Standards Broschüre, http://www.visiononline.org/vision-standards.cfm, alle Rechte bei der JIIA, www.jiia.org]
Zusätzliche Informationen: http://jiia.org/en/standard_dl/coaxpress-wg/

 

Folgende CoaXPress Produkte sind verfügbar:

Die GigE Vision-Standard ist ein auf dem Ethernet (IEEE 802.3) Kommunikationsstandard weiterentwickelter weitverbreiteter Kamera-Schnittstellenstandard. Erschienen im Mai 2006 wurde der Standard im Jahr 2010 (Version 1.2) und 2011 (Version 2.0) überarbeitet. GigE Vision unterstützt mehrere Datenkanäle und ermöglicht eine schnelle fehlerfreie Bildübertragung über sehr große Entfernungen unter Verwendung von Standard-Ethernet-Kabel. Hard- und Software von verschiedenen Herstellern arbeiten nahtlos über Ethernet-Verbindungen bei verschiedenen Datenraten zusammen. Andere Ethernet-Standards, wie IEEE 1588, werden genutzt, um deterministische Ansteuerung bereitzustellen.

Der Standard wird von der Automated Imaging Association betreut.
[Textauszug aus der Global Machine Vision Interface Standards Broschüre, http://www.visiononline.org/vision-standards.cfm, alle Rechte bei der AIA, www.visiononline.org]
Zusätzliche Informationen: http://www.visiononline.org/vision-standards-details.cfm?type=5

 

Folgende GigE Vision Produkte sind verfügbar:

Die Bezeichnung LVDS steht für Low Voltage Differential Signaling und ist im Standard ANSI/TIA/EIA-644-1995 definiert. Sie zeichnet sich durch eine hohe Störsicherheit bei großen Kabellängen und einem äußerst geringen Leistungsverbrauch aus. Als Übertragungsmedien kann LVDS Kupferkabel mit einer maximalen Leitungslänge von 10m benutzt werden. LVDS eignet sich für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer mit Datenraten von über 655 Mbit/s pro Kanal. Spezifiziert ist ein theoretisches Maximum von 1,923 Gbit/s. Als Interface verwendet LVDS das OpenLDI (Open LVDS Digital Interface) mit einem 36-poligen Sub-D- oder MDR-Stecker.

[Textauszug aus Wikipedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Low_Voltage_Differential_Signaling, alle Rechte bei Wikipedia und den jeweiligen Autoren, www.wikipedia.org]

 

Folgende LVDS Produkte sind verfügbar:

Thunderbolt™ Technologie ist eine von Intel und Apple entwickelte Schnittstelle. Technisch handelt es sich um eine Kombination aus DisplayPort und einer auf PCI Express basierenden Schnittstelle. Sie basiert auf mehreren parallelen bidirektionalen Kanälen, auf denen seriell Daten übertragen werden. In der Spezifikation für Version 1.0 kommen zwei bidirektionale Kanäle mit Transferraten von je 10 GBit/s zum Einsatz. Die Technik besitzt die Fähigkeit, unterschiedliche Protokolle zu unterstützen, wodurch sie in verschiedenen Einsatzbereichen verwendet werden kann. Elektrische Kabel werden auf bis zu drei Meter spezifiziert, optische Kabel ermöglichen deutlich längere Leitungslängen von mindestens 10 Metern. Reihenschaltungen von bis zu sechs Peripheriegeräten ohne Leistungsverlust sind möglich. Miteinander verbundene Thunderbolt™-Chips arbeiten mit einem synchronen Taktsignal.

Die Thunderbolt™ Techologie wurde von der Intel Corporation entwickelt und gepflegt.
[Textauszug aus Informationsüberblick Thunderbolt™, https://thunderbolttechnology.net, alle Rechte bei der Intel Corporation, www.intel.com]
Zusätzliche Informationen: https://thunderbolttechnology.net/

 

Folgende Thunderbolt™ Technologie Produkte sind verfügbar:

Zwei Serien decken unterschiedliche Ansprüche ab

Silicon Software bietet seine Framegrabber als Bildaufnahmegerät (A-Serie) oder Bildverarbeitungsgerät (V-Serie) an.

Die Framegrabber der A-Serie bieten neben dem Kamerabildeinzug zusätzliche Vorverarbeitungsfunktionen an, während die Framegrabber der V-Serie durch ihre Programmierbarkeit ermöglichen, individuelle Funktionserweiterungen oder komplette Anwendungen zu implementieren.

Die Framegrabber der sogenannten A-Serie sind auf modernste Prozessortechnologie ausgelegt, die den Bildeinzug der Kamera ohne CPU Belastung, ohne Bildverlust und minimalen Latenzen ausführen. Die Trigger/GPIO Schnittstelle bietet für Flächen- und Zeilenkameras eine umfangreiche Konfigurationsmöglichkeit. Die integrierten Vorverarbeitungsfunktionen sind auf Bildverbesserungen (u.a. Gamma-Werte, Helligkeit, Kontrast, aber auch Median Rauschfilter und Shading-Korrekturen), Bildrekonstruktionen (u.a. Tap-Sortierung, Bayer CFA Farbrekonstruktion, Netzwerk-Paketverwaltung) und umfangreiche Formatunterstützung ausgelegt.

Die Framegrabber stellen mit ihren FPGA-Prozessoren und dem großzügigen on-board Speicherausbau die state-of-the-art Technologie für die Hochgeschwindigkeits- und hochauflösende Bildaufnahme dar.

 

Folgende Geräte stehen für die Bildaufnahme zur Verfügung:

Die intelligenten Framegrabber der sogenannten V-Serie sind kompatibel zu der Programmiersoftware VisualApplets. Hierüber können Bildverarbeitungsaufgaben visuell programmiert und auf den Framegrabber geladen werden. Danach werden diese Funktionsabläufe direkt auf dem Framegrabber hochparallel und mit minimalen Latenzen ausgeführt. Die Steuerung der Laufzeitparameter werden über die Anwendungssoftware gesteuert. Die Bildverarbeitungsgeräte verfügen über die Bildaufnahmefunktionen der vergleichbaren A-Serienmodelle, können aber mit weiteren Zusatzfunktionen (Hardwareschnittstellen) ausgerüstet sein.

 

Folgende Geräte stehen für die individuelle Bildverarbeitung zur Verfügung:

Der Kunde hat die Wahl: interne Einsteckkarte oder externes Gerät

Silicon Software bietet Bildaufnahme- und -verarbeitungsfunktionen als interne Einsteckkarten oder als externe Geräte an. Die internen Bildeinzugskarten werden als Einsteckkarten im Mezzanine-Format für den PCI Express Slot im Host-Computer angeboten. Die Übertragungsbandbreite richtet sich nach der Slotbreite (Anzahl der Übertragungs-Lanes) und dem Technologiestandard (PCI Generation).

Mit der LightBridge Produktlinie stehen die Bildaufnahme- und Bildverarbeitungsfunktionen auch über externe Geräte zur Verfügung. Diese können über Schraub- oder Hutschienenmontage an der Produktionslinie befestigt und eingesetzt werden. Durch die direkte, optische Verbindung zum PC-Host oder IPC über PCI-Technologie (ThunderboltTM-Technologie) kann das externe Bildaufnahme- und -verarbeitungsgerät aber auch sehr flexibel positioniert werden. Die LightBridge Produktreihe wird im Aluminium-Druckgrussgehäuse mit zusätzlichen Signalschnittstellen für die SPS/Automation hergestellt.

Die LightBridge Serie steht aktuell mit einer Camera Link inklusive PoCL Schnittstelle für zwei BASE oder einer MEDIUM, FULL oder Deca Kamera zur Verfügung. Sie wird mit dem Host-PC oder IPC (Industrial PC) über eine elektrische oder optische Verkabelung (PCI Technologie/ThunderboltTM-Technologie) verbunden. Die LightBridge Produktlinie besitzt GPIO Ein- und Ausgänge und einen Abschluss an die Spannungsversorgung.

Folgende Geräte stehen als externe Bildaufnahme- und -verarbeitungsgeräte zur Verfügung: