すべてのアプリケーションに対応する 10GigE、25GigE、100GigE ビジョン

図：ハイスピードカメラシステムに関わる様々な技術。

ビデオ: 10GigE、25GigE、および 100GigE マシン ビジョン カメラがオートメーションの新たな扉を開きます。

• 真のゼロコピー
• 市販のNIC 上でヘッダー分離 (HS)
• 完全なカーネル バイパス
• M&E マーケットの SMPTE 2110 において使用されている HS
• 業界処理カードによるサポート
• 最小のレイテンシーとジッター
• 高品質の実装により、リセンドやフロー制御なし (必要なし)
• GigEVision に準拠
• PTP サポート

GigEVision (またはイーサネット) と CoaxPress (または CXP) は、高速ビジョンの主要なインターフェイスと見なされています。

GigEVision から始めます。 最適化された GigEVision は、市販のパフォーマンス NIC およびその他の処理デバイスで利用可能なハードウェアでヘッダー分割を使用します。 これは、大規模な M&E 市場で SMPTE 2110 で使用されているのと同じ方法であり、データ損失に対する許容度もゼロです。 この市場では、適切に設計されたレシーバーに依存しているため、市販の NIC は、SMPTE 0 などのストリーミング実装だけでなく、RDMA/RoCE などのメッセージおよびコネクション型プロトコルでも使用されるヘッダー分割テクノロジを提供します。

RDMA/RoCE をサポートする同じベンダーと協力してヘッダー分割を使用し、現在の非常に成熟した GigE Vision 仕様に準拠しながら、最も機能豊富で最高のパフォーマンスのレシーバーを実現します。

図 (上): GigEVsion の最適化された実装におけるデータ パス。
図 (下): Emergent Vision Technologies のパートナー。

イーサネットと CXP12 を比較した 25x 12G カメラ システムは次のようになります。 イーサネット ソリューションには、12 台の 25GigE カメラ、PTP 同期および 12 台のカメラをデュアル 100G リンクに多重化するスイッチ、最後に画像フレームをシステム メモリまたは GPU に配置するためのシングル スロット 100G デュアル NIC になります。 同等の CXP ソリューションにはもちろんカメラがありますが、CXP3 Quad フレーム グラバーを 12 台使用して同じタスクを実行します。

図: スイッチベースの GigE Vision システムとフレームグラバーベースの CoaXPress システム。

これは、2x 100G カメラ システムがイーサネットと CXP12 でどのように見えるかを示しています。 イーサネット カメラは、シングル スロット ソリューションの 100G デュアル NIC に直接接続します。 CXP12 カメラは、同じタスクを達成するために必要な 4x CXP12 クアッド フレーム グラバーに接続するために、多くの複数の CXP ケーブルを必要とします。 このようなカメラは現在まで存在しないため、これは理論上のものであることに再度注意してください。 ここでの共通のテーマは、より高速な CXP の採用が非常に遅いということです。

図: 1x のイーサネット カードと 4 つのフレーム グラバー。

このセクションは、提案または承認された変更がインターフェイス規格をどのように収斂させているかを示しています。 USB はほとんど同じままですが、ポイント ツー ポイント テクノロジです。 CXP は、イーサネット物理層を採用して GigEVision に向かって収斂しています。 GigEVision+RDMA および GigEVision+TCP (承認された場合) は、ポイント ツー ポイント技術として CXP および USB に収斂します。（おそらく2年後）。 GigEVision+GVSP は、その完全性と機能セットを維持し、他のプロトコルと収斂しません。

図: GigEVision + GVSP だけが、真のストリーミング プロトコルとして際立っています。

それでは、何らかの方法でシステムメモリにデータを安全に保管したとしましょう。 さて、そのデータをどうしましょう？ 一部のアプリケーションでは、CPU とシステム メモリで十分なリソースです。 複数の 100GigE、25GigE、さらには 10GigE カメラを使用する他のパフォーマンス アプリケーションの場合、リアルタイム処理では、タスクをより適切な処理ノードにオフロードする必要があります。 多くの場合、CPU とそのシステム メモリは対応できません。 ここで役立つように設計されたテクノロジーは…

• GPU カード – すべての処理はカード上で行われます
• FPGA カード – すべての処理はカード上で行われます
• GPU ダイレクト – システム メモリを GPU にバイパスします
• ピアツーピア転送 - データをノードからノードに転送
• AI エンジン – GPU と FPGA カードの機能
• HPCと融合するNIC市場
• ストレージおよびスイッチ ソリューション

図: 市販の NIC はピクセル データを処理できず、単にピクセル データをシステムに渡すだけです。

• 0 CPU および 0 システム メモリ帯域幅
• Windows の場合 NVidia 製品には、Rivermax for Windows が必要です
• NVidia にはパートナーシップが必要です – ほとんど選ばれません
• Linux は標準的な GPU で GPUダイレクトに対応しています
• 80% の MV アプリケーションは Windows を使用
• 一部のアプリには、AOI、ドローン、VR、スポーツが含まれます
• PC に対する要件を引き下げる
• ピアツーピアのサポート
• 今すぐご利用いただけます！

GPU Direct は素晴らしいテクノロジであり、AOI、ドローン、VR、スポーツなどのアプリケーションで多くのお客様に使用されています。 この場合、データが NIC から GPU に直接転送される間、CPU とシステム メモリは使用されません。 実際のリアルタイム アプリケーションの XNUMX つでは、XNUMXx Emergent XNUMXG カメラが画像を GPU に直接転送し、そこで H.XNUMX 圧縮が実行されてから、圧縮された画像が最終的な宛先に転送されます。 これは、XNUMX つの XNUMXG デュアル NIC、XNUMX つの GPU、および単一のサーバーのみを含む実装です。 この場合、CPU とシステム メモリはほとんど影響を受けず、データ損失はまったくありません。 Emergent は、これらのテクノロジーを XNUMX 年以上サポートしてきました。

図: GPU ダイレクトは、CPU とシステム メモリをバイパスして GPU に直接ピクセル データを渡します。

• 0 CPU および 0 システム メモリ帯域幅
• CPU は全く関与しません
• Emergent が提供するネイティブ GVSP コア、またはザイリンクスなどの既存の GVSP コアを市販の FPGA カードで使用
• 豊富なMVアルゴリズム
• Windows と Linux のサポート
• PC に対する要件を引き下げる
• ピアツーピアのサポート
• 今すぐご利用いただけます！

イーサネットの優れた点の XNUMX つは、業界を超えた膨大なリソースから活用できることです。 ザイリンクスは、高度な処理リソースを提供するために密接に協力しているベンダーの XNUMX つです。 Emergent カメラと統合するために、お客様は現在お使いの GigEVision コアを、カメラと同じインターフェイスを既に備えているザイリンクス Alveo などの多くのカードの XNUMX つに移植できます。 GigEVision ドライバーを初めて使用する方には、私たちはこれらのカード用に移植されたファームウェアとドライバーを提供する事で、お客様がすぐに起動して実行し、アプリケーションの詳細に集中できるようにします。 自由に使える FPGA コード リソースが豊富にあることが、検索するとすぐにお気づきになるでしょう。 これらのテクノロジは、単一のビデオ ストリームに限定されず、デバイス リソースによってのみ制限される複数のストリームを処理できます。

図: Emergent カメラは、Xilinx Alveo とシームレスに統合されます。

• GVSP サポート
• Windows と Linux のサポート
• PC に対する要件を引き下げる
• GPU ダイレクトのサポート
• ピアツーピアのサポート
• フロントトリガーポート搭載
• サプライチェーンを完全に管理
• インテリジェントな画像ルーティング
• MV向けの初のスマートNICシリーズ
• 今すぐご利用いただけます！

Emergent は PCIe カード分野への進出を開始し、インテリジェントな画像の並べ替え、ルーティング、バッファ拡張などでお客様に利点をもたらします。 さらに、カメラが遠く離れており、ファイバーに適した距離にあるセットアップでスイッチを避けたいと考えているお客様もいます。それでも、依然として正確な同期を必要としています。 私たちが提供する、フロントトリガーポートと画像トリガー用のアクションコマンドにより、このニーズを満たします。 独自のカードを開発することで、典型的な顧客アプリケーション向けのサプライ チェーン全体を管理し、厳格な品質管理を維持することもできます。 Emergent はまた、お客様のニーズを満たす高度な処理カードや、市場投入までの時間を短縮するためのアプリケーション固有のモジュールの開発にも取り組んでいます。 これらのテクノロジは、単一のビデオ ストリームに限定されず、デバイス リソースによってのみ制限される複数のストリームを処理できます。

図: Emergent 独自の PCIe カードにより、データ配信のサプライ チェーン全体を管理できます。

• 最高性能のシングル PC ソリューション
• 高密度ソリューション
• IT部門の分かりやすい技術
• Windows と Linux のサポート
• 最も低コストのマルチカメラ構成
• ターンキー eCapture ソフトウェアのサポート
• GPU または FPGA 処理ノードでカスタマイズ
• 複数のサーバーと処理ノードに簡単に拡張可能
• データ損失ゼロ
• H.26x 圧縮オプション
• 今すぐご利用いただけます！

私たちはこのセットアップを、いくつかのオンライン プレゼンテーション、NAB Vegas などのトレード ショー、および先月シュトゥットガルトで開催された Vision Show で等で発表しました。 このシステムは、市場で群を抜いて最高のパフォーマンスと最高密度のソリューションです。 このシステムでは、0 Gbps のイメージ データを取り込み、210 台の U.8 NVMe ドライブに保存し、データ損失はゼロです。 サーバーは、当社の eCapture Pro パフォーマンス ソフトウェアを実行する単一のミッドレンジ AMD および Asus サーバー構成です。 一部のお客様は、このセットアップを使用して、使用可能なスロットに GPU を追加してリアルタイム処理を実行したいと考えています。

当社の 25GigE カメラを使用して、XNUMX つのシステムで最大 XNUMX 台以上のカメラにシステムを拡張したお客様がいます。これは、スケーラビリティの容易さを実証しています。

前述のように、セットアップでスイッチを避けたいお客様がいます。 スイッチは、私たちのパートナー ネットワーク経由で 7,000 ポート/48G + 25 ポート/8G 構成の場合、約 100 ドルからと高額になる可能性がありますが、システム全体のコストを大幅に削減するのに役立ちます。 18port/25G+4port/100G などの小規模な構成も利用できます。 25G/100G および PTP をサポートする企業が市場に参入するにつれて、スイッチ市場の競争も激化しています。 スイッチの供給と構成のサポートについては、Emergent にお任せください。

図 (上): Emergent Vision Technologies のパートナー。
図 (下): 36 x 10GigE カメラ システムの構造。

ビデオ: 36 x 10GigE カメラ システムのデモ。

eCapturePro は Emergent の eSDK を基に構築されており、市場で最高のパフォーマンスを可能とします。 処理ノード テクノロジが追加され、カスタム パフォーマンスを実装可能なシステムがサポートされます。

今すぐご利用いただけます！

図: eCapture Pro と eSDK、Emergent のフル機能アプリケーション ソフトウェア。

• Cognex AIK 用 GenTL サポート
• MVTec Halcon サポート
• NI Labview サポート
• …その他
• 今すぐご利用いただけます！

図: 第 3 部のマシン ビジョン ソフトウェア。

• フル機能
• 0.5MP ～ 150MP
• 可能な限り高いフレーム レート
• すなわち。 2MP @ 3462fps、10MP @ 1000fps
• カラー、モノクロ、UV、偏光、NIR、SWIR
• 10GigE、25GigE、100GigE
• 今すぐご利用いただけます！

図: Emergent の高速エリアスキャン カメラ モデル。

• フル機能
• 4K～16K
• 可能な限り高いライン レート
• すなわち。 4K @ 172KHz、16K @ 400KHz
• エンコーダサポート
• TDI、モノ、カラー
• 10GigE、25GigE、100GigE
• 現在または近日公開予定！

図: Emergent の高速ラインスキャン カメラ モデル。

911/112 コール ☎:1 台の PC に 5 台の 5GigE カメラ – 「2 年間修正を試みましたが、実行できませんでした。」

911/112 コール ☎:1 台の PC に 8 台の 10GigE カメラ – 「1 台の PC に 2 台以上をテストしたことはありません」

他のベンダーの高速カメラ製品の使用感が悪いとお客様から報告された例をいくつかご紹介します。

最近の例では、XNUMX 台の PC で XNUMX 台の XNUMXGigE カメラを使用します。 XNUMX 年間にわたって、ベンダーはドロップ フレームの問題を解決するために何度も試みましたが、解決できませんでした。 別の例では、顧客は XNUMX 台の PC で XNUMX 台の XNUMXG カメラを実行しようとしていました。 ベンダーのコメントは、PC あたり XNUMX 台を超えるカメラをテストしたことがないというものでした。 これらの顧客は両方とも、現在 Emergent 製品を満足して使用しています。

ここには、非常に厄介な問題が XNUMX つあります。

1. XNUMX つは、一部のベンダーが自社の高速カメラ製品で提供しているパフォーマンスの低さです。
2. もう 8 つは、ベンダーが、製品が顧客のニーズを確実に満たすための顧客の目標について話し合うことなく、実際に XNUMX 台の倍数のカメラを販売することです。

カメラ アプリケーションにおけるイーサネット スイッチの利点とは?

まず、定期的にテストしてお客様に推奨するスイッチは、48x25G+8x100G および 18x25G+4x100G ポート数です。 これらの価格は、パートナー ネットワークを通じて 10,000 ドル未満で設定されています。

スイッチの使用は、冗長性、分散処理、カメラの多重化、および PTP 同期を必要とするアプリケーションに大きなメリットをもたらします。したがって、PCIe スロットで制限されることが多い単一のサーバーに多くのカメラを多重化できるため、特にマルチカメラ カウント システムのシステム コストを大幅に削減できます。 CXP はカメラを多重化できないため、PCIe スロットはフレーム グラバーですぐに消費され、複数の追加サーバーに対応する必要があります。

カメラを使用するアプリケーションで見られる処理技術の最高性能の例は何ですか?

NVidia GPU は、我々が追跡できるよりも速くパフォーマンスをスケーリングしています。 そのような顧客アプリケーションの XNUMX つは、XNUMX 台のサーバーで XNUMX つの XNUMXG デュアル NIC と XNUMX つの GPU を使用して、XNUMX 台の XNUMXGigE カメラでリアルタイムの H.XNUMX 圧縮を提供しています。 GPU 上の専用コーデック チップは、大量の計算を処理します。 ここでは GPU Direct を使用して、CPU とシステム メモリの使用を排除します。

AMD/Xilinx には Alveo FPGA カードがあり、いくつかの重要な顧客のために使用しています。これらのカードは、当社の最高速度カメラからの大量の画像をリアルタイムで処理するために使用されています。

高速カメラの用途で Emergent が競合他社より優位に立っている理由は何ですか?

当社が XNUMX から XNUMXG までの速度をカバーする成熟したパフォーマンス製品で他社を大きくリードしているという事実は、まさに非常に大きな利点です。

XNUMXGigE 以上のイーサネット技術と完全なシステムに関連するすべてのものを使用した高速イメージングへの私たちの献身は、Emergent を信じられないほど集中させ、顧客にとって貴重な資産にします。

しかし、技術を超えて、お客様が問題に遭遇した場合、問題に関係なく、複雑さに関係なく非常に迅速な問題解決の優れた実績があります。

CXP フレームグラバーはカメラ画像処理に使用できますか? GigE カードについても同じ質問ですか?

現在、これは当てはまりません。 CXP フレームグラバーは、主に画像取得に使用されます。 CPU はほとんどの場合、画像処理に使用され、GPU オフロードにはめったに使用されません。 Windows での GPU Direct は使用できません。 FPGA カードはめったに使用されません。

対照的に、当社がサポートするイーサネット NIC は、GPU と GPU ダイレクト、および Windows と Linux で非常に一般的に使用されています。 また、FPGA カードには、当社のカメラと同様にイーサネット インターフェイスが既にあり、最高の処理性能を実現するために使用されています。

Emergent の概要は次のとおりです。

• イノベーションと高速 GigEVision イメージング運動の先駆者として 10 以上の賞を受賞
• 10年以上の出荷 10GigE 140以上のモデルを持つカメラ
• 5年以上の出荷 25GigE 55以上のモデルを持つカメラ
• 2年以上の出荷 100GigE 16以上のモデルを持つカメラ
• カメラ テクノロジー パフォーマンス リーダー
• 高速Ethernet/GigEVision に注力
• 高速な画像データの処理を可能にすることに注力
• エリアスキャン および ラインスキャン モデル
• マルチスペクトル アプリケーション用の UV、NIR、偏光、カラー、モノクロ モデル
• アプリケーションの柔軟性を完璧にする Emergent eSDK
• 非常に包括的なソフトウェア ソリューションのための Emergent eCapturePro および高度に包括的なソフトウェア ソリューションに対するサード パーティのサポート
• 高速イメージング アプリケーション向けの最も包括的な製品群とサポート
• あらゆる速度、あらゆる解像度、あらゆるケーブル長
• 今すぐご利用いただけます！

当社は、高速 GigEVision 製品に重点を置いた、数々の賞を受賞した企業です。

私たちは何年にもわたって、さまざまな速度で製品を出荷してきました。 10GigE 以下 100GigE.

私たちは、お客様のアプリケーションにエンドツーエンドのテクノロジーとサポートを提供することに重点を置いています。

ほとんどのアプリケーションのニーズを満たすことができます。

最後に、ここであげた製品は現在入手可能です。

これは、GigEVision 製品の採用の速度の範囲の簡単なスナップショットです。 10GigE 以下 100GigE. Emergent は、どのようにして最高のパフォーマンスを達成できるかを示し、そのような技術を使用するマシン ビジョンを含む多くの市場を開拓しました。 一部の企業は、25G 以上の高速製品のリリースに向けて私たちの取り組みを活用していますが、承認された高性能製品のリリースにはまだ道のりがあります。

図: Emergent Vision Technologies は、10GigE、25GigE、50GigE、および 100GigE インターフェイスに基づくカメラの最初のプロバイダーです。