[첨단 헬로티]

 

CoaXPress, 차별화된 이점을 무기로 틈새시장 개척해 이제 주류로 자리잡다    

CXP가 머신비전 생태계 내에서 빠르게 채택된 원동력 중 하나는 기존 아날로그 시스템에서 동축 케이블을 재사용할 수 있게 하여 비용 효율적이며 문제없이 빠른 속도로 더 높은 해상도의 디지털 프로세싱으로 마이그레이션 할 수 있다는 점이다. 사용자는 아날로그 카메라와 프레임 그래버만 교체하여 CoaXPress 전송 속도를 높일 수 있다.

2010년에 도입된 CoaXPress 또는 ‘CXP’는 생명과학, 보안 및 동축 케이블 사용이 널리 사용되는 다양한 분야 뿐만 아니라 첨단 머신비전의 선도 표준이 되었다. 

CXP는 표준 비선형 동축 케이블 최대 100m에서 고속 비대칭 직렬 데이터를 제공한다. 이 제품은 최대 6.25Gbps의 속도를 지원하지만, 다중 케이블을 사용하면 특정 애플리케이션의 요구사항을 충족시키기 위해 대역폭을 확장할 수 있다. 또한 CXP는 PoCXP를 통해 카메라에 전원을 공급하고 카메라를 제어하며 동일한 동축 케이블을 사용한다.

CXP가 머신비전 생태계 내에서 빠르게 채택된 원동력 중 하나는 기존 아날로그 시스템에서 동축 케이블을 재사용할 수 있게 하여 비용 효율적이며 문제없이 빠른 속도로 더 높은 해상도의 디지털 프로세싱으로 마이그레이션 할 수 있다는 점이다. 사용자는 아날로그 카메라와 프레임 그래버만 교체하여 CoaXPress 전송 속도를 높일 수 있다.

그러나 현재 시장에 나와 있는 수많은 호환 CXP 카메라, 케이블, 프레임 그래버, 컨버터 및 리피터를 통해 기계 제조업체 및 시스템 통합업체는 CoaXPress를 새로운 솔루션으로 설계하고 있다. CXP의 추가 대역폭은 사실상 모든 비전 애플리케이션에 빠른 생산 작업을 처리하고 보다 정밀한 검사를 수행할 수 있는 능력을 제공한다.

▲ CoaXPress의 구성 요소는 성능이 빠르게 향상되는 반면 크기와 비용은

급격히 떨어지고 있다.

CoaXPress 2.0, 차별화된 기능으로 보강 중

머신비전 표준으로도 CoaXPress는 빠르게 진화해왔다. 2015년에 CoaXPress 1.1.1의 후속 버전인 CoaXPress 1.2가 출시되었다. CoaXPress 1.2는 기술적인 명확화와 일부 수정과 함께 특히 차내 시스템의 충격 및 진동에 대한 견고성을 위해 스크류-온 커플링 DIN 커넥터를 출시했다. 

차세대 CXP인 CoaXPress 2.0은 훨씬 더 많은 것을 약속한다. CoaXPress 2.0의 최종 초안은 2017년 3분기에 준비되었고, 올해 말에 최초의 인증 제품이 나올 것으로 예상된다.

이 업데이트된 표준의 핵심은 놀라울 정도로 빠른 프레임 속도와 더 큰 카메라 해상도를 달성 할 수 있는 전례없는 속도다. CoaXPress 2.0은 기존 표준 6.25Gbit/s 최대 데이터 전송 속도 지원에서 연결당 10Gbit/s(CXP-10) 및 12.5Gbit/s(CXP-12)로 전례가 없는 데이터 전송 속도를 확장한다.

이것을 고려해보자. 단 2개의 케이블 및 CXP-12 연결의 경우 최대 데이터 전송 속도는 25Gbps 또는 2.5GB/s다. 그것은 초당 150개 이상의 이미지에서 10비트 12메가 픽셀 에어리어 스캔 센서를 작동시키거나, 150,000라인/초로 8비트 16k 라인 스캔 센서를 작동시킨다. CoaXPress 2.0은 데이터 양이 호스트 PC의 처리 능력을 초과할 수 있기 때문에 여러 PC에 카메라 데이터를 병렬로 배포할 수 있게 하여 작업 부하를 위임할 수 있게 한다. CXP-10 및 CXP-12의 경우, 업 링크 속도는 두배가 되어 전용 고속 업링크 케이블 없이 트리거 속도가 500kHz를 초과할 수 있다.

속도가 빨라짐에 따라 시스템 설계 유연성이 향상되고 전체 시스템 비용이 절감된다. 예를 들어, 2개의 CXP-6 연결 대신 하나의 CXP-12 연결만 요구하면 더 적은 케이블이 필요하다. 또는 널리 사용되는 ‘Camera Link Full’ 구성을 고려해야 한다. Camera Link의 전체 구성은 단지 850MB/s의 대역폭만 제공한다. CXP-10은 이 요구 사항을 초과하여 단일 동축 케이블로 복잡하고 비용이 많이 드는 2개의 Camera Link 케이블을 스왑할 수 있다. 또한 여러 대의 카메라 애플리케이션에서 프레임 그래버에 필요한 PCIe 슬롯 수를 줄이면서 CXP 중계기, 스플릿 박스 및 케이블과 같은 액세서리 비용을 절감하는데 도움이 된다.

CoaXPress 2.0 요구 사항을 개발할 때 가장 큰 문제점 중 하나는 대역폭을 두 배로 늘렸지만 긴 동축 케이블 실행을 계속 지원해야 한다는 것이다. 놀랍게도 12.5 Gbps 대역폭은 2m 이하의 패시브 케이블 길이에 의존하는 USB3와 같은 다른 높은 전송 속도 표준과 마찬가지로 CXP의 100m 케이블 길이를 제한하지 않는다. CoaXPress 2.0은 신호 무결성에 부정적인 영향을 줄 수 있는 중계기를 배치하지 않고 최대 100m 길이를 유지한다.

CoaXPress 2.0은 세계적인 추세와 3D 비전 기술 채택의 증가로 3D 이미징을 확장했다. 글로벌 3D 비전 시장이 2022년까지 21억 3,000만 달러에 달할 것으로 기대되는 가운데, 이 표준에 대한 추가는 특히 시기 적절하다는 분석이다. 이러한 성장은 자동차 및 전자 산업 분야에서 3D 머신 비전의 적용이 증가한데 기인한다.

그러나 CoaXPress 2.0의 또 다른 새로운 기능은 FEC(Forward Error Correction)이다. FEC는 카메라에서 프레임 그래버로 전송되는 데이터의 오류를 제어하는 ??방법이다. 이는 카메라가 중복 데이터를 전송하고, 프레임 그래버가 프로토콜에 부합하는 부분만 인식하?로써 달성된다. FEC는 카메라와 프레임 그래버 사이를 핸드 쉐이킹할 필요가 없으므로, 여러 PC로 데이터를 전송해 하나의 카메라에서 동시에 처리할 수 있다.

▲ CoaXPress 2.0은 세계적인 추세와 3D 비전 기술 채택의 증가로 3D 이미징을 확장했다.

경쟁 우위로 단 하나의 링크 CXP

세계적인 경쟁력 때문에 가격 압력이 증가하면서 100% 품질 보증과 함께 생산성은 성공적인 제조업체의 주요 관심사로 남아 있다. 

가장 미세한 결함이나 문제를 정확히 찾아내는 능력을 갖춘 머신 비전은 오랫동안 높은 품질과 높은 생산성을 달성하기 위한 수단으로 여겨져왔다. CoaXPress는 하이엔드 검사 애플리케이션 분야에서 다양한 산업 분야의 대형 제조업체에게 이러한 약속을 실현했다. 그러나 오늘날 CXP 프레임 그래버와 싱글 링크 카메라의 새로운 세대는 CoaXPress를 더 작고 비용에 민감한 제조업체들에게 제공하고 있다.

CoaXPress의 구성 요소는 성능이 빠르게 향상되는 반면 크기와 비용은 급격히 떨어지고 있다. CoaXPress 단일 링크 카메라는 전통적으로 전력이 많이 소모되고 크고 값 비쌌으며, 이제는 작고, 더 원활하게 작동하고 저렴해졌다. 이 카메라 중 일부는 29mm 큐브만큼 작다. 소형인 경우 링크를 통해 6.25Gb/S 상당의 데이터를 전송한다. 이 속도에서 시스템은 300 FPS로 2MP 이미지를 전송할 수 있으며, 이는 USB3 Vision 카메라의 실제 데이터 속도의 거의 두 배이며 최신 GigE Vision 카메라보다 훨씬 빠르다.

이러한 새로운 카메라의 성능을 활용하기 위해 GigE Vision 또는 USB3 Vision 카메라 시스템의 모든 편의성을 제공하는 저렴한 단일 링크 CoaXPress 프레임 그래버가 출시되었다. 단일 링크 CXP 카메라와 프레임 그래버는 많은 경우에 케이블 길이를 초과하면서 가격 경쟁을 할 수 있다. 또한 이 조합은 트리거, 인코더, 스트로브, 파형 생성기 및 구적 엔코더 지원과 같은 GigE Vision 또는 USB3 Vision 카메라 시스템에서 누락된 다수의 머신비전 기능을 제공할 수 있다.

GigE Vision 또는 USB3 Vision에 비해 저렴한 고성능 단일 링크 CXP 솔루션의 또 다른 이점은 캡처 시스템의 모든 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 Intel과 마이크로소프트를 포함한 다른 제조업체의 별도 블록 대신 한 제조업체에서 공급된다는 것이다. 프레임 그래버 회사는 자체 하드웨어에 맞게 설계된 소프트웨어 및 펌웨어의 모든 라인을 작성한다. 문제가 발생하면 프레임 그래버 회사는 고객을 종합적으로 지원하고 짧은 시간 내에 문제를 해결할 수 있다.

CXP, 고품질과 생산성 달성 지원

CoaXPress는 머신비전 스펙트럼의 품질에 민감한 고속 하이엔드시장을 틈새 시장으로 개척해왔다. 단일 링크 CXP 카메라와 프레임 그래버 가격이 하락함에 따라 CoaXPress는 Camera Link 및 GigE Vision 영역에서 주류 애플리케이션으로 집입할 수 있게 됐다. 하이엔드 시장을 만족시키기 위해 조만간 승인될 CoaXPress 2.0 표준은 카메라에서 프레임 그래버까지 길이가 최대 100m인 단일 동축 케이블을 통해 현재 6.25Gbps 이미지 데이터 전송 속도를 12.5Gbps로 두 배 증가시킨다. 이제 CoaXPress는 어느 때보다 성공적인 머신비전 애플리케이션을 위한 올바른 네트워크 인터페이스로, 기업들이 글로벌 경제에서 경쟁력을 확보하는데 필요한 높은 수준의 품질과 생산성을 달성할 수 있도록 지원한다.