UDP가 RDMA 및 TCP를 통한 최적화된 GigE Vision 접근 방식을 나타내는 이유 알아보기

이미지 센서 기술의 지속적인 발전으로 더 높은 해상도와 더 빠른 속도를 제공하여 새로운 가능성을 창출합니다. 머신 비전 그리고 이미징. 그러나 이러한 발전은 특히 안정적인 데이터 전송에서 문제를 야기하기도 합니다. 주요 과제 중 하나는 낮은 대기 시간을 유지하고 지터를 제어하면서 장거리로 데이터를 전송해야 한다는 것입니다. 까다로운 이미징 응용 분야에서 성공을 거두려면 이러한 문제를 극복하는 것이 중요합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 많은 제조업체는 이더넷의 기반을 형성하는 확장 가능한 기술인 이더넷을 사용한 고성능 데이터 전송에 상당한 투자를 했습니다. GigE 비전, 머신비전 업계를 선도하는 카메라 인터페이스 기술. GigE Vision은 쉽게 사용할 수 있는 케이블 연결, 스위치 및 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 의존합니다. 또한 Windows, Linux 등과 같은 주요 컴퓨터 운영 체제의 지원을 즐깁니다.

GigE Vision 최대한 활용하기

A3(Association for Advancing Automation)는 2006년에 GigE Vision 표준을 공식적으로 승인했습니다. 이 표준은 안정적이고 지연 시간이 짧은 데이터 전달을 가능하게 하기 위해 이더넷을 통한 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)에 의존합니다. 그러나 데이터 속도가 증가함에 따라 일부 제조업체는 특히 데이터 속도가 10Gbps 이상에 도달할 때 GigE Vision으로 최적의 성능을 달성하는 데 어려움을 겪었습니다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 RDMA(Remote Direct Memory Access) 및 RoCE(RDMA over Converged Ethernet)와 같은 대체 프로토콜이 탐색되었습니다.

GigE Vision 표준에서 데이터 전송은 UDP를 통해 GigE Vision 스트리밍 프로토콜(GVSP)을 사용하여 발생합니다. 각 프레임은 리더 패킷, 여러 이미지(페이로드) 패킷 및 트레일러 패킷으로 구성됩니다. 그만큼 고속 GigE 카메라 수신자(PC)가 데이터를 적절한 대상 버퍼에 배치하는 동안 이러한 패킷을 전송합니다. 이 연결되지 않은 프로토콜 접근 방식은 불필요한 네트워크 오버헤드를 제거하여 최적의 네트워크 성능을 제공합니다. UDP는 데이터 전달을 보장하지 않으므로 데이터 또는 패킷 손실을 방지하도록 수신기를 적절하게 설계 및 구성하는 것이 중요합니다. 그러나 올바르게 구성된 경우 이 설정은 최대 성능, 최소 대기 시간 및 감소된 지터를 보장합니다.

그러나 모든 구현이 동일한 수준의 성능을 제공하는 것은 아닙니다. 일부 제조업체는 소프트웨어 기반 헤더 분할에 의존하는 GigE Vision 구현을 사용하여 GVSP 패킷에서 헤더를 제거하고 이미지 데이터를 연속 메모리 버퍼에 저장합니다. 기술적으로 호환되지만 이 접근 방식은 CPU 사용량과 메모리 소비를 1배로 늘려 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 수신기에 대한 이러한 열악한 설계 선택은 시스템 비용과 성능에 큰 영향을 미치는 비효율성을 가져오며 종종 XNUMXGigE 및 10GigE 25GigE 또는 100GigE의 속도를 달성하는 것이 불가능합니다. 최적화된 수신기를 포함하여 최적화된 GigE Vision 솔루션 구현과 관련된 기술적 어려움으로 인해 일부 제조업체는 이더넷에 의존하지 않는 복잡한 이미징 기술에 대한 대체 방법을 제안했습니다.

GigE Vision에 대한 UDP, TCP, RDMA 및 RoCE 비교

GigE Vision 표준에 제안된 추가 사항 중 하나는 헤더 분할을 설계하고 관리해야 할 필요성을 완화할 수 있다고 주장하는 TCP를 포함하는 것입니다. TCP 접근 방식을 채택하면 설계 프로세스가 간소화될 수 있지만 UDP에 비해 성능상의 이점은 제한적입니다. TCP는 스트리밍 프로토콜로 작동하지 않지만 데이터 재전송 및 흐름 제어와 같은 기능을 제공하여 안정적인 데이터 전송을 보장합니다. 그러나 이러한 이점은 전체 시스템 성능을 희생시키면서 발생합니다. 연결된 프로토콜인 TCP는 증가된 메모리 사용량을 포함하여 추가 오버헤드를 발생시킵니다. 또한 TCP는 데이터 복사에 의존하므로 무복사 설계의 이점을 무효화합니다. 또한 점대점 기술인 TCP는 멀티캐스팅 또는 점대다점 전송과 같은 기존의 GigE Vision 이점을 제거합니다. TCP 기반 구현은 승인될 때까지 독점적으로 유지된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

최근 등장한 또 다른 제안은 RDMA와 RoCE입니다. UDP와 마찬가지로 RDMA 및 RoCE는 이미지 버퍼에 제로 복사 성능을 제공하며 헤더 분할이 필요하지 않습니다. 그러나 TCP와 마찬가지로 RDMA 및 RoCE는 재전송 및 흐름 제어를 지원하는 연결된 프로토콜로, 시스템에 오버헤드를 발생시키고 전반적인 성능, 대기 시간 및 지터에 영향을 미칩니다. 또한 RDMA 및 RoCE는 지점 간 기술과 동일한 제한 사항을 공유합니다. 무복사 TCP 프로토콜과 유사하게 RDMA 및 RoCE는 비준될 때까지 소유권을 유지합니다.

올바르게 구현되면 GigE Vision을 위한 최적화된 UDP 접근 방식은 10Gbps, 25Gbps 및 100Gbps의 속도에서도 이더넷을 통해 저지연 및 안정적인 데이터 전달을 달성하기 위한 최선의 선택입니다. Emergent Vision Technologies는 10년 이상의 배송 경험을 통해 이와 관련하여 입증된 실적을 보유하고 있습니다. 10GigE 카메라, 배송 경력 5년 이상 25GigE 카메라, 그리고 2년 이상의 100GigE 카메라 운송 경험을 바탕으로 모든 데이터 손실이 없습니다.

진정한 이점에 대한 보다 포괄적인 이해를 위해 GigE Vision 카메라용 UDP, TCP 및 RDMA를 사용하는 최적화된 GigE Vision 접근 방식, 심층 가이드를 탐색하도록 초대합니다. 질문이나 의견이 있거나 기술 전문가와 이야기하고 싶다면, 오늘 저희에게 연락하는 것을 망설이지 마십시오.