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ザイリンクス FPGA用 GigE Vision® ソリューション

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OKIアイディエスのGigE Vision® ソリューションは、下記のザイリンクス FPGA用IPで構成されています。

これらのIPを採用し、周辺部分をお客様のシステムに合わせて開発していただくことで、GigE Vision®を活用した画像伝送システムを容易に構築することが可能です。
医療/検査装置や計測機器、自動運転など、大容量データ/非圧縮画像のリアルタイム処理が必要な装置における、装置間のデータ帯域不足などの課題を解決します。イーサネット伝送のため、LANケーブルで最大100m、さらに光ファイバーを使用すれば数10kmの遠距離画像伝送も可能です。

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。

システム構成例

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。

システム構成例

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

システム構成例

GigE Vision® Tx FPGA IP構成図(10GbE)

Tx FPGA IP構成図(10GbE)

  • EMACには、ザイリンクス製 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、ザイリンクス社のVivado/SDK

GigE Vision® Rx FPGA IP構成図

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はザイリンクス標準の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、ザイリンクス製 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

GigE Vision® ソリューション
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

GigE Vision® ソリューションWebセミナー動画

  • 記載されている会社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。
  • ここに記載されている仕様、デザインなどは予告なしに変更する場合があります。
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