製品
AMD FPGA／SOC用高速画像伝送ソリューション iGiGE™
画像伝送をもっと速く、もっとスマートに。
OKIアイディエスの3つの高速通信IPソリューション 「iシリーズ」の一つとして、旧「GigE® Vision Solution」は、『高速画像伝送ソリューション iGiGE™』へ、名称を刷新しました。
概要
OKIアイディエスの高速画像伝送ソリューションiGiGE™ は、マシンビジョン規格のひとつである「GigE Vision®」を採用し、下記のAMD FPGA／SoC用IPで構成されています。
- カメラ側向け GigE Vision Tx ソリューション
iGiGE™ V2.0 Tx IP（高精度PTP・軽量版）
iGiGE™ V2.0 Tx IP（高機能版）
iGiGE™ V1.2 Tx IP
※高機能版用受信PC用専用Driver+GenIcam Libもご用意
- モニタ側向け GigE Vision Rx ソリューション
iGiGE™ V2.0 Rx IP
iGiGE™ V1.2 Rx IP
当社の iGiGE™は、GigE Vision規格に準拠した高速イメージングシステムの設計と実装を容易にする革新的なソリューションです。
このIPコアは、FPGA／SoCプラットフォーム向けに最適化されており、産業用カメラや検査システムの開発者が、GigE Visionインターフェースを迅速かつ効果的に統合できるように設計されています。
利点
- 高速データ伝送：最大10Gbpsのデータ伝送を実現し、広帯域でリアルタイムに非圧縮画像を伝送することが可能。つまり、高速で、高解像度のイメージングが可能
- 長距離通信：ツイストペアケーブルを使用すれば100m、光ファイバーを使用すれば数10Kmまで無中継伝送可能
- 幅広い互換性：GenICam規格に準拠しており、異なるメーカーのイメージングソフトウェアとの互換性を確保
- 高い伝送効率：効率的なJumbo Frame対応により、ネットワーク負荷を最小限に抑えながら高速データ転送を実現
- 簡単な統合：既存のFPGA／SoC設計に簡単に統合可能で、開発期間の大幅短縮が期待できる
主な機能
- デバイス検索： 受信側からローカルネット上のデバイス（カメラ）の検索を行う機能
- デバイスの制御： コマンドによって、カメラの設定やデーター転送のカメラ制御を行う
- RESEND機能：画像パケットロスト時のRESEND機能を持ち、通信の信頼性を向上
- 画像伝送：カメラから画像データ等をEthernetを使用してホストコンピューターに送信する
- ブートストラップ：設定変更可能なカメラ固有の設定情報を保持し、次回起動時にその情報を使用してカメラを設定する
GigE Vision®とは
GigE Vision®は、イーサーネットの通信規格を用いた、産業用カメラ向けの画像、信号通信の世界的なインターフェース規格です。米国の規格団体Automated Imaging Association （AIA）※1 によって2006年に策定されました。GigE Vision®を使用することで、異なるメーカーのハード、ソフトを容易に相互接続することが可能です。
- 広く一般的に普及しているEthernetを使用した画像伝送規格
- 画像を非圧縮のままEthernet上で高効率に伝送することが可能
- GenICam※2を採用し、汎用的なプログラミングインターフェースを提供
- 2011年にはV2.0にバージョンアップ
- ※1 現在、以下の3協会が合併して Association for Advancing Automation （A3）となっている。
- Robotic Industries Association （RIA）
- Automated Imaging Association （AIA）
- Motion Control and Motors Association （MCMA）
- ※2 GenICam（Generic Interface for Cameras）とは、インターフェースや実装されている機能に関わらず、マシンビジョンカメラに対しての汎用的なプログラミングインターフェースを提供。その結果、アプリケーションプログラミングインターフェース（API）は、カメラに関係なく同一になる。
GigE Vision® V2.0とは
- IEEE 1588規格のPTP ※3（Precision Time Protocol）を採用することにより、ネットワークに繋がった全てのGigE Vision®機器に対し、ナノ秒単位の時刻同期が可能
- ネットワークに繋がったGigE Vision機器に対し、実行時刻指定でのAction実行可能
- JPEG、JPEG2000、H.264等の圧縮画像／映像を伝送可能
- 10Gbpsの回線速度に公称対応（v1.2は1Gbps）
- 後方互換性を備えているため、GigE Vision v2.0を搭載したカメラとGigE Vision v1.2用のソフトウェア間での相互接続が可能
- ※3 Precision Time Protocol は、コンピューターネットワーク全体でクロックを同期させるために使用される通信プロトコルである。
Local Area Networkにおいてマイクロ秒以下の精度のクロック同期を達成し、測定や制御システムにも使用できるようにする。
特徴
- 様々なセンサー／カメラの映像RawデータをGigE Vision®パケットとして伝送が可能
- Tx FPGA IPは、GigE Vision® V2.0の標準機能の他、Pending Acknowledge、Timestamp Synchronization、Scheduled Action Command、All-in Transmission Mode Packetなどに対応
- Tx FPGA IPは、Kintex® UltraScale, Kintex® UltraScale+に対応 ※1
- Tx FPGA IPは、1G／10G／25Gbpsの高速イーサネットに対応 ※2
- Rx FPGA IPは、ZYNQ 7000、ZYNQ MPSoCに対応 ※1
- Rx FPGA IPは、1Gイーサネットに対応。また、2カメラまで同時画像受信可能 ※3
- リファレンスデザインを無償提供。リファレンス部分はお客様にてカスタマイズ可能
- AIA's Machine Vision協会に正規認定されているFPGAソリューション
- ※1 記載した以外のFPGAにも対応可能ですので、ご相談ください。
- ※2 FPGAデバイスにより、対応可能な伝送速度は異なります。
- ※3 標準で2カメラ分搭載。オプションで最大4カメラ分まで拡張可能。
システム構成例
GigE Vision® Tx FPGA IP構成図（10GbE）
- EMACには、AMD製 USXGMII Ethernet Subsystemを使用し、データリンク層の制御を実施
- OKIアイディエス製「GigE Vision UDP Offloading Engine」を搭載し、GigE Vision®プロトコルパケットの高速伝送を実現
- MicroBlaze上 に「GigE Vision®プロトコルスタック」、「MACドライバー」、「GV-UOEドライバー」を実装し、全てのGigE Vision®プロトコルをFPGA内部で処理
- 開発環境は、AMD社のVivado／SDK
GigE Vision® Rx FPGA IP構成図
- カメラ制御は、Camera Description File （XML）を解釈したGenICam API（Node Map）を経由して制御可能
- カメラから送られる映像Streamは、PL部のGVSP UDPオフロードエンジンが素早く切り離すのでStreamの受信率を向上可能
- 切り離された映像StreamはARMを介さず、直接Video Frame Bufferへ転送するのでCPU負荷を低減
- ARMのOSはAMD標準のPeta Linuxを採用
- OKIアイディエス製「GigE Vision® UDP Offloading Engine」を搭載し、GigE Vision®プロトコルパケットの高速伝送を実現
- MicroBlaze上 に「GigE Vision®プロトコルスタック」、「MACドライバー」、「GV-UOEドライバー」を実装し、全てのGigE Vision®プロトコルをPL部で終端
- GigE Vision®プロトコルにより、パケットロストの欠損データ補完を行い、高安定性を実現
- EMACには、AMD製 Tri Mode EthernetMACを使用し、データリンク層の制御を実施
提供物
- FPGAデザインに必要となるIP＋リファレンスデザイン＋Vivado／SDK Projectの全ての開発環境とマニュアルをご提供します。
- PCアプリケーションに必要となるFilter Driver＋GigE Vision®プロトコルスタック＋GenICamライブラリのソフトウェアと開発環境とマニュアルをご提供します。
サポート体制
- 国内製IPによる完全日本語サポート（電話／メール／各種マニュアル全て）
- 技術サポートは全て当社技術者が直接対応いたします。
GigE Vision® ソリューションリーフレット
| 高速画像伝送ソリューション iGiGE™ | |
| カメラ側向けGigE Vision® V1.2 Tx FPGA IP | |
| カメラ側向けGigE Vision® V2.0 Tx FPGA IP | |
| モニター側向けGigE Vision® V1.2 Rx FPGA IP | |
| モニター側向けGigE Vision® V2.0 Rx FPGA IP |
- ※各リーフレットは、順次iGiGE版として、差し替えを行ってまいります。
GigE Vision® ソリューションWebセミナー動画
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