현재 가장 많이 쓰이고 주목 받는 인터페이스는 단연 CoaXPress(이하 CXP) 통신이며, 저희 뷰웍스에서도 시대 흐름을 따라 CXP 통신의 카메라를 계속 개발하고 있습니다.
그래서 이번 포스팅에서는 ‘대체 왜 CXP 통신이 인기를 끌고 있는지’에 대해 총 3부작으로 깊이 있게 다뤄보려고 합니다.
첫 시간은 Trigger 와 Trigger latency 에 대한 내용입니다.
CoaXPress packet 구성은 어떻게 되는 가?
먼저 기본이 되는 packet 구성부터 살펴보겠습니다.
CoaXPress(이하 CXP)는 총 3개의 channel인 I/0, Stream, Control로 구성하고 있습니다.
I/O 채널에는 Trigger와 Trigger Ack가 있고, Stream 채널에는 Stream, Control 채널에는 Control data와 Connection test가 있습니다.
해당 packet들은 Device(카메라)와 Host(PC) 사이에서 주고받습니다.
카메라 제어를 원할 땐 PC에서 카메라로 Control data를 보내고 이미지를 출력하고 싶을 땐 카메라에서 PC로 Stream을 보내고 그러다 Trigger 제어를 하고 싶어 PC에서 카메라로 Trigger 신호를 보내기도 합니다.
여기서 한 가지 유의할 점은 동시에 다른 packet을 보내면 어떻게 되는 가입니다.
여기서 절대 강자는 ‘Trigger’ 입니다.
만약 카메라가 이미지 데이터를 PC로 전송하고 있는 상태에서 카메라 Control data를 보내면 해당 1장의 이미지 데이터는 모두 보낸 후에 Control data가 보내집니다. 그러나 만약 Trigger를 보낸다면, 1장의 이미지 데이터를 보내는 와중에 Trigger가 적용됩니다. 이는 packet transmission priority를 따르며 CoaXPress 표준에 근거한 내용입니다.
아래는 Device(카메라)와 Host(PC) 간의 packet link overview이니 참고하시기 바랍니다.
카메라 -> PC 방향은 High speed, PC -> 카메라 방향으로는 Low speed라고 부릅니다. 이는 실제 packet이 전송되는 속도와 연관이 있습니다. 그리고 Trigger/Ack와 Control은 양방향 전송이 가능하지만, Stream(이미지 데이터)는 카메라 -> PC로만 전송된다는 점을 확인하실 수 있습니다.
CXP trigger latency
CXP trigger latency
이렇게 Trigger latency가 짧은 인터페이스, 보신 적 있나요?
CXP는 다른 인터페이스 CameraLink, GigE 보다 훨씬 짧은 Trigger latency를 갖고 있습니다.
아래는 PC를 통해 들어온 Trigger 신호로 카메라의 frame rate를 제어할 경우 입니다.
CXP의 Trigger latency가 짧은 이유는 아래 2가지로 추측할 수 있습니다.
1. Trigger가 들어오는 즉시 반응하여 카메라에게 전달한다.
2. Trigger packet을 전송하는 속도가 빠르다.
한 마디로 즉각적으로 반응하여 빠르게 알리기 때문에 latency가 짧은 것입니다.
그리고 이렇게 latency가 짧으면 짧을수록 고속의 검사 application에서는 여러 대의 카메라를 장비와 동기화시키기에 적합합니다.
그럼 위에서 추측한 2가지를 구체적인 내용으로 증명해보겠습니다.
먼저 1번의 내용은 그림2의 Packet transmission priority를 통해 확인할 수 있습니다. 이는 CXP 표준 문서에 근거한 내용입니다.
2번의 내용은 한 번 계산을 해보겠습니다.
Trigger packet 전송 시간(Latency) = 7개 x 48ns x 10bit = 3.36 us (@8bit)
- Trigger timing packet 개수는 총 7개 (빨간 박스)
- CXP의 Low speed 속도는 20.83MHz. 그럼 1 packet을 보내는 데 걸리는 시간은 1/20.83MHz = 48ns.
- 1 packet의 bit 수는 10bit. (8/10b encoding)
CXP의 Trigger latency는 3.36us 입니다.
Trigger latency가 100us 이상인 CameraLink와 GigE에 비교하여 아주 짧은 수치 입니다.
이는 고속의 정확하고 높은 신뢰성을 요구하는 검사 Application에 적합한 인터페이스라고 볼 수 있습니다.
여기까지 CXP 통신이 다른 인터페이스보다 좋은 이유 1탄 이었습니다.
다음 포스팅에도 더 좋은 CXP 통신 장점 이야기를 들고 찾아오겠습니다.
Comments are closed.