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科普知識
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3D視覺傳感器

USB與以太網 接口制式與數據格式簡介

發布日期:2022-04-18 點擊率:296

   

 

USB

      通用串行總線(英文:Universal Serial Bus,簡稱USB)是連接外部裝置的一個串口匯流排標準,目的是作為一種通用標準來取代現有的各種串行或并行的計算機I/O 協議。 圖像采集卡采集圖像進行進一步處理。主控制器擔任主機,端點的其它外部設備隸屬于它,下位USB設備只能與主機(通常一臺計算機)聯系,但其它設備相互間不能通信。

      USB 1.1提供一個只12 Mbit/s的帶寬, 因此,不太適合工業相機的圖像傳輸。有480 Mbit/s的可提供的帶寬的USB 2.0則完全能達到工業相機的數據傳輸速度需求。USB也采用與1394同步方式類似的數據傳輸方式。USB的同步方式每125us發送一包數據,數據包長度確定設備分配到的帶寬。與1394一樣,不可能實現握手,因此也只是保證帶寬而沒有保證信息傳輸的完整。其同步方式數據傳輸可以達到90%可得到的帶寬。 即一部相機能請求并且被準許480 Mbit/s中的90%(理論上,8 位像素圖像傳輸率為54 Mpixel/s),但一些其它的總線開支通常降低可提供的帶寬到實際40 Mpixel/s左右。

以太網Ethernet

      作為一個局域網絡協議,它起先被美國施樂公司開發,后來在與DEC和Intel合作中獲得來巨大改進,Ethernet接口使用總線形或者星形結構學并且支持數據傳送率達到 1 Gbit/s,但是,最通常使用的100baseT版本只能提供100Mbit/s的總線帶寬。

      Ethernet使用載波監聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)存取方式。因為Ethernet允許任何設備給任何其它或全部設備隨時發送數據且無需協調,數據沖突的潛在可能就會隨著網絡使用設備和被傳送數據的數量增大。CSMA/CD每當數據傳輸沖突時指定再試,直到數據到達最后的目的地。即使有其它網絡設備,例如開關和路由器,當在一個網絡上有超過兩個設備時,沖突的潛在可能被大大降低,但也不能達到理論的帶寬(100Mbit/s)。100Mbits/s的理論帶寬的100baseT通常有效的數據傳輸速度為50Mbit/s,在考慮節點開銷和沖突之后,對8位的圖像數據只能達到6.25Mpixel/s,不適應多數機器視覺的應用。 由于千兆位Ethernet(1000baseT)的來臨,帶寬可增加到1,000Mbit/s(1Gbit/s)但其工業目的的未壓縮圖像數據傳輸協議標準目的沒被完全確定。

      因此,視頻制式與接口的選擇需要與相機一起進行綜合考慮,此外,雖然目前一起直連相機(比如USB和IEEE1394)存在著價格較低,但考慮到復雜視覺系統對一些控制功能的需求和圖像傳輸可靠性,因而直連相機并不是大多數工業應用的最佳選擇。

 

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