Visión de 10GigE, 25GigE y 100GigE para todas las aplicaciones

Figura: Varias tecnologías involucradas en un sistema de cámara de alta velocidad.

Video: Las cámaras de visión artificial de 10GigE, 25GigE y 100GigE abren nuevas puertas en la automatización.

• Copia cero verdadera
• Utiliza división de encabezado (HS) en NIC de OTS
• Omisión completa del kernel
• HS en uso para SMPTE 2110 en el mercado de M&E
• Compatible con tarjetas de procesamiento industrial
• La latencia y el jitter más bajos
• No se requieren (ni se necesitan) reenvíos ni control de flujo con una implementación de calidad
• Sigue siendo compatible con GigEVision
• Soporte PTP

GigEVision (o Ethernet) y CoaxPress (o CXP) se consideran las interfaces principales para la visión de alta velocidad.

Comenzaremos con GigEVision. GigEVision optimizado utiliza la división de encabezados en el hardware disponible en las NIC de rendimiento OTS y otros dispositivos de procesamiento. Este es el mismo método utilizado en SMPTE 2110 en los mercados masivos de M&E, que también tiene tolerancia cero para la pérdida de datos. En este mercado, se basan en receptores bien diseñados y, como tales, las NIC de OTS proporcionan tecnologías de división de encabezado que se utilizan en implementaciones de transmisión como SMPTE 0, pero también en protocolos de mensajes y conectados como RDMA/RoCE.

Trabajamos con los mismos proveedores que admiten RDMA/RoCE para usar la división de encabezados para lograr el receptor más rico en funciones y de mayor rendimiento mientras nos adherimos a la especificación GigE Vision actual y altamente madura.

Figura (arriba): Ruta de datos en una implementación optimizada de GigEVsion.
Figura (abajo): Socios de Emergent Vision Technologies.

Así es como se vería un sistema de cámara 12x 25G con Ethernet frente a CXP12. La solución Ethernet tiene 12 cámaras de 25 GigE, un conmutador para la sincronización PTP y la multiplexación de las 12 cámaras en enlaces duales de 100 G y, finalmente, la NIC dual de 100 G de ranura única para colocar los marcos de imagen en la memoria del sistema o en las GPU. La solución CXP equivalente tiene las cámaras, por supuesto, pero utiliza 3 capturadores de fotogramas CXP12 Quad para realizar la misma tarea.

Figura: sistema GigE Vision basado en conmutador frente a sistema CoaXPress basado en captura de fotogramas.

Así es como se vería un sistema de cámara 2x 100G con Ethernet frente a CXP12. Las cámaras Ethernet se conectan directamente a la NIC dual de 100G para una solución de una sola ranura. Las cámaras CXP12 necesitan muchos cables CXP múltiples para conectarse a los capturadores de fotogramas cuádruples CXP4 12x requeridos para realizar la misma tarea. Notaremos nuevamente que esto es en teoría ya que no existen cámaras como esta hasta la fecha. El tema común aquí es que la adopción de CXP para velocidades más altas es muy lenta.

Figura: 1 tarjeta ethernet frente a 4 capturadores de fotogramas.

Esta sección es una ilustración de cómo los cambios propuestos o ratificados están convergiendo con los estándares de interfaz. USB sigue siendo prácticamente el mismo, pero es una tecnología de punto a punto. CXP ha adoptado la capa física de Ethernet que converge hacia GigEVision. GigEVision+RDMA y GigEVision+TCP (en caso de que se ratifiquen) convergen en CXP y USB como tecnología punto a punto. (tal vez 2 años fuera). GigEVision+GVSP mantendrá su integridad y conjunto de características y no convergerá con los otros protocolos.

Figura: Solo GigEVision + GVSP se destaca como el verdadero protocolo de transmisión.

Entonces, digamos que ahora tenemos nuestros datos seguros en la memoria del sistema por cualquier medio. Ahora, ¿qué hacemos con él? Para algunas aplicaciones, la CPU y la memoria del sistema son recursos suficientes. Para otras aplicaciones de rendimiento que utilizan varias cámaras de 100 GigE, 25 GigE o incluso 10 GigE, el procesamiento en tiempo real requiere descargar la tarea a nodos de procesamiento más adecuados. Las CPU y la memoria de su sistema a menudo no pueden hacer frente. Las tecnologías diseñadas para ayudar aquí son…

• Tarjetas GPU: todo el procesamiento se realiza en la tarjeta
• Tarjetas FPGA: todo el procesamiento se realiza en la tarjeta
• GPU Direct: desvíe la memoria del sistema a la GPU
• Transferencias punto a punto: mover datos de nodo a nodo
• AI Engines: características de GPU y tarjetas FPGA
• El mercado de NIC converge con HPC
• Soluciones de almacenamiento y conmutadores

Figura: Las NIC comerciales no pueden procesar datos de píxeles y simplemente pasar los datos de píxeles al sistema.

• 0 CPU y 0 ancho de banda de memoria del sistema
• El producto NVidia requiere Rivermax para Windows
• NVidia requiere asociación: seleccione algunos
• Linux está abierto para GPU directo en GPU estándar
• Aplicación 80% MV en Windows
• Algunas aplicaciones incluyen AOI, drone, VR, deportes
• Reduce los requisitos de PC
• Apoyo de igual a igual
• ¡Disponible ahora!

GPU Direct es una tecnología fantástica y la utilizan muchos de nuestros clientes en AOI, drones, VR y aplicaciones deportivas, por nombrar algunas. En este caso, la CPU y la memoria del sistema permanecen intactas. mientras que los datos se transfieren directamente a la GPU desde la NIC. En una aplicación en tiempo real implementada, 24 cámaras emergentes 25G se transfieren imágenes directamente a la GPU donde se realiza la compresión H.264 antes de pasar las imágenes comprimidas al destino final. Esta es una implementación que involucra 2 NIC duales de 100 G, 2 GPU y SOLO un único servidor. En este caso apenas se toca la CPU y la memoria del sistema y hay absolutamente 0 pérdida de datos. Emergent ha respaldado estas tecnologías durante más de 2 años.

Figura: GPU Direct pasa datos de píxeles directamente a la GPU sin pasar por la CPU y la memoria del sistema.

• 0 CPU y 0 ancho de banda de memoria del sistema
• CPU no involucrada en absoluto
• Tarjetas OTS FPGA con soporte de núcleo GVSP proporcionado por Emergent nativo o con núcleos OTS GVSP de Xilinx, etc.
• Algoritmos de MV en abundancia
• Soporte para Windows y Linux
• Reduce los requisitos de PC
• Apoyo de igual a igual
• ¡Disponible ahora!

Una de las cosas buenas de Ethernet es el vasto conjunto de recursos de la industria que podemos aprovechar. Xilinx es uno de esos proveedores con los que trabajamos en estrecha colaboración para proporcionar recursos de procesamiento avanzados. Para integrarse con las cámaras emergentes, un cliente podría tomar su núcleo GigEVision actual y transferirlo a una de las muchas tarjetas como Xilinx Alveo, que ya tiene la misma interfaz que nuestras cámaras. Para aquellos que son nuevos en los controladores GigEVision, podemos proporcionar firmware y controladores adaptados para tarjetas como estas para que pueda comenzar a trabajar rápidamente y permitirle concentrarse en los detalles de su aplicación. Con una búsqueda rápida, se dará cuenta de la abundancia de recursos de código FPGA a su disposición. Estas tecnologías tampoco se limitan a un solo flujo de video, sino que pueden manejar múltiples flujos limitados solo por los recursos del dispositivo.

Figura: Las cámaras emergentes se integran a la perfección con Xilinx Alveo.

• soporte GVSP
• Soporte para Windows y Linux
• Reduce los requisitos de PC
• Soporte directo de GPU
• Apoyo de igual a igual
• Disparador de puerto frontal
• Control total de la cadena de suministro
• Enrutamiento inteligente de imágenes
• Primera de una serie de NIC inteligentes para MV
• ¡Disponible ahora!

Emergente comienza su incursión en el tarjeta PCIe espacio que brinda ciertos beneficios a nuestros clientes, como el reordenamiento inteligente de imágenes, el enrutamiento,
y tampones expandidos. Además, tenemos clientes que desean evitar los cambios en sus configuraciones con cámaras muy separadas y a distancias adecuadas para la fibra. Sin embargo, todavía quieren una sincronización estrecha. Nuestro disparador de puerto frontal con comando de acción para disparar imágenes satisface esta necesidad. El desarrollo de nuestras propias tarjetas también nos permite administrar la cadena de suministro completa para las aplicaciones típicas de nuestros clientes, así como mantener un estricto control de calidad. Emergent también buscará desarrollar tarjetas de procesamiento avanzadas para satisfacer las necesidades de nuestros clientes, así como módulos específicos de aplicaciones para reducir el tiempo de comercialización. Estas tecnologías tampoco se limitan a un solo flujo de video, sino que pueden manejar múltiples flujos limitados solo por los recursos del dispositivo.

Figura: Las propias tarjetas PCIe de Emergent permiten la gestión de la cadena de suministro completa para la entrega de datos.

• Solución de PC única de mayor rendimiento
• Solución de mayor densidad
• Tecnologías comprensibles del departamento de TI
• Soporte para Windows y Linux
• Configuración multicámara de menor costo
• Soporte de software eCapture llave en mano
• Personalice con nodos de procesamiento GPU o FPGA
• Fácilmente escalable a múltiples servidores y nodos de procesamiento
• 0 pérdida de datos
• Opciones de compresión H.26x
• ¡Disponible ahora!

Presentamos esta configuración durante algunas presentaciones en línea, así como en ferias comerciales como NAB Vegas y también en Vision Show en Stuttgart el mes pasado. El sistema es, con diferencia, la solución de mayor rendimiento y mayor densidad del mercado. El sistema tiene 0 pérdida de datos al tomar 210 Gbps de datos de imagen y almacenarlos en 8 unidades U.2 NVMe. El servidor es una única configuración de servidor AMD y Asus de gama media que ejecuta nuestro software de rendimiento eCapture Pro. Algunos clientes desean tomar esta configuración y agregar GPU en las ranuras disponibles para realizar el procesamiento en tiempo real.

Tenemos clientes que han escalado sistemas de hasta más de 250 cámaras en un solo sistema utilizando nuestro 25GigE cámaras: esto ejemplifica la facilidad de escalabilidad.

Como se mencionó, tenemos clientes que desean evitar cambios en sus configuraciones. Los conmutadores pueden ser más costosos a partir de aproximadamente $7,000 para una configuración de 48 puertos/25G+8 puertos/100G a través de nuestra red de socios, pero ayudan a reducir sustancialmente el costo general del sistema. También están disponibles configuraciones más pequeñas como 18 puertos/25G+4 puertos/100G. El mercado de conmutadores también se está volviendo más competitivo a medida que más empresas ingresan al mercado con soporte 25G/100G y PTP. Puede contar con Emergent para obtener asistencia en el suministro y la configuración del conmutador.

Figura (arriba): Socios de Emergent Vision Technologies.
Figura (abajo): Anatomía de un sistema de cámara de 36 x 10 GigE.

Video: Demostración del sistema de cámara de 36 x 10 GigE.

ecaptura profesional está construido sobre el eSDK de Emergent y es el pegamento que nos permite lograr el rendimiento más alto del mercado. Las tecnologías de nodos de procesamiento se están agregando y admitiendo para sistemas desplegables de rendimiento personalizados.

¡Disponible ahora!

Figura: eCapture Pro y eSDK, el software de aplicación con funciones completas de Emergent.

• Soporte GenTL para PerformanceCognex AIK Support
• Soporte técnico de MVTec Halcon
• Soporte NI Labview
• …y más
• ¡Disponible ahora!

Figura: Software de visión artificial de tercera parte.

• Completo destacado
• 0.5MP hasta 150MP
• Tasas de fotogramas más altas posibles
• es decir. 2 MP a 3462 fps, 10 MP a 1000 fps
• Color, Mono, UV, Polarizado, NIR, SWIR
• 10 Gigas, 25 Gigas, 100 Gigas
• ¡Disponible ahora!

Figura: modelos de cámara de exploración de área de alta velocidad de Emergent.

• Completo destacado
• 4K hasta 16K
• Tarifas de línea más altas posibles
• es decir. 4K @ 172KHz, 16K @ 400KHz
• Soporte de codificador
• TDI, monocolor, color
• 10 Gigas, 25 Gigas, 100 Gigas
• ¡Disponible ahora o próximamente!

Figura: Modelos de cámara Line-Scan de alta velocidad de Emergent.

911/112 LLAME ☎: Cámaras 5 x 5GigE en una sola PC: "2 años tratando de arreglar y nunca lo hicieron".

911/112 LLAME ☎: 8 cámaras de 10 GigE en una sola PC: "Nunca probé más de 2 por PC"

Nos gustaría proporcionar un par de ejemplos donde los clientes han venido para informarnos de una mala experiencia con el servicio de alta velocidad de otro proveedor productos de cámara

En un ejemplo reciente, tenemos 5 cámaras 5GigE en una sola PC. Durante un período de 2 años, el proveedor hizo muchos intentos para resolver problemas de marco pero nunca pudo. En otro ejemplo, el cliente intentaba ejecutar 8 cámaras de 10G en una sola PC. Los comentarios del vendedor fueron que nunca habían probado más de 2 cámaras por PC. Ambos clientes ahora están felizmente usando productos Emergentes.

Hay dos problemas muy preocupantes aquí:

1. Uno es el bajo rendimiento que ofrecen algunos proveedores para sus productos de cámara de alta velocidad.
2. La otra es que un proveedor vendería múltiplos de 8 cámaras sin discutir cuáles son los objetivos del cliente para garantizar que el producto pueda satisfacer sus necesidades.

¿Cuáles son los beneficios de los conmutadores Ethernet en las aplicaciones de cámaras? ¿No tienen un costo prohibitivo?

En primer lugar, los conmutadores que probamos regularmente y recomendamos a los clientes son 48x25G+8x100G y 18x25G+4x100G puertos y estos tienen un precio de menos de $10,000 a través de nuestra red de socios.

El uso de conmutadores beneficia enormemente a las aplicaciones que requieren redundancia, procesamiento distribuido, multiplexación de cámaras y sincronización PTP y, por lo tanto, puede proporcionar ahorros significativos en los costos del sistema, en particular para el conteo de múltiples cámaras sistemas, ya que podemos multiplexar muchas cámaras en servidores únicos que, con demasiada frecuencia, están limitados en ranuras PCIe: CXP no puede multiplexar cámaras, por lo que las ranuras PCIe se consumen rápidamente con capturadores de fotogramas lo que da como resultado múltiples servidores adicionales para acomodar ahora.

¿Cuáles son los ejemplos de tecnología de procesamiento de mayor rendimiento que se ven en las aplicaciones que usan sus cámaras?

Las GPU NVidia están escalando en rendimiento más rápido de lo que podemos hacer un seguimiento. Una de esas aplicaciones de clientes proporciona compresión H.264 en tiempo real en 24 cámaras de 25 GigE. utilizando 2 NIC duales de 100 G y 2 GPU en un solo servidor. Chips de códec dedicados en GPU manejar cantidades masivas de computación. Usamos GPU Direct aquí para eliminar la CPU y el uso de la memoria del sistema.

AMD/Xilinx tienen sus tarjetas Alveo FPGA con las que estamos trabajando para algunos clientes clave y estas tarjetas se están utilizando para procesar cantidades masivas de imágenes de nuestra velocidad más alta Cámaras en tiempo real.

¿Qué le da a Emergent la ventaja sobre sus competidores en aplicaciones de cámaras de alta velocidad?

Ciertamente, el hecho de que estemos muy por delante del resto con productos de rendimiento maduros cubrir velocidades desde 10G hasta 100G es una enorme ventaja.

Nuestra dedicación a la creación de imágenes de alta velocidad con tecnologías Ethernet de 10 GigE y superiores y todo lo relacionado con el sistema completo mantiene Emergente increíblemente centrado y un activo valioso para nuestros clientes.

Pero, más allá de la tecnología, cuando los clientes tienen problemas, y sin importar el problema, nosotros tienen un excelente historial de resolución de problemas extremadamente rápida, independientemente de la complejidad.

¿Se pueden utilizar los capturadores de fotogramas CXP para el procesamiento de imágenes de la cámara? ¿Y la misma pregunta para las tarjetas GigE?

Actualmente, este no es el caso. Los capturadores de fotogramas CXP se utilizan principalmente para la adquisición de imágenes. Las CPU se utilizan con mayor frecuencia para el procesamiento de imágenes y rara vez para la descarga de GPU. GPU Direct en Windows no está disponible. Las tarjetas FPGA rara vez se utilizan.

Por el contrario, las NIC de Ethernet que admitimos se usan muy comúnmente con GPU. y GPU Direct y Windows y Linux. Y las tarjetas FPGA ya tienen una interfaz Ethernet como nuestras cámaras y están siendo utilizado mientras hablamos para el procesamiento de mayor rendimiento.

Aquí hay un resumen de lo que se trata Emergent...

• Más de 10 premios por innovación y pionerismo en el movimiento de imágenes GigEVision de alta velocidad
• 10+ años de envío 10GigE cámaras con más de 140 modelos
• 5+ años de envío 25GigE cámaras con más de 55 modelos
• 2+ años de envío 100GigE cámaras con más de 16 modelos
• Líder en rendimiento de tecnología de cámaras
• Enfocado en Ethernet/GigEVision de alta velocidad
• Enfocado en permitir el procesamiento de datos de imagen de alta velocidad
• Escaneo de área y Escaneo de línea modelos
• Modelos UV, NIR, Polarizados, Color, Mono para aplicaciones multiespectrales
• eSDK emergente para una flexibilidad total de aplicaciones
• Emergente ecaptura profesional y soporte de terceros para soluciones de software altamente completas
• La gama más completa de productos y soporte para aplicaciones de imágenes de alta velocidad
• Cualquier velocidad, cualquier resolución, cualquier longitud de cable
• ¡Disponible ahora!

Somos una empresa galardonada con múltiples premios que se enfoca en productos GigEVision de alta velocidad.

Tenemos muchos años enviando productos que varían en velocidades desde 10GigE hasta 100GigE.

Tenemos un fuerte enfoque en proporcionar tecnologías de extremo a extremo y soporte para las aplicaciones de nuestros clientes.

Podemos satisfacer la mayoría de las necesidades de las aplicaciones.

Por último, los productos presentados ya están disponibles.

Aquí hay una instantánea rápida de la adopción de productos GigEVision que varían en velocidades desde 10GigE hasta 100GigE. Emergent ha demostrado cómo se puede lograr el máximo rendimiento y abrió muchos mercados, incluida la visión artificial, para el uso de tales tecnologías. Algunas empresas ahora están aprovechando nuestros esfuerzos para lanzar productos de 25G y de mayor velocidad, pero aún queda mucho camino por recorrer para lanzar productos ratificados y de rendimiento.

Figura: Emergent Vision Technologies es el primer proveedor de cámaras basadas en interfaces 10GigE, 25GigE, 50GigE y 100GigE.