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FEBBRAIO 2019 FIELDBUS & NETWORKS 46 Fieldbus & Networks la transizione da USB 3.0 a USB 3.1 sono previste anche nella versione 3.2 dello standard. Le differenze chiave tra i collega- menti della Gen 1 e della Gen 2 includono la velocità di segnalazione, l’efficienza di codifica e la lunghezza massima del cavo. Il bus di tipo Gen 2 raddoppia la velocità di segnalazione da 5 Gbps a 10 Gbps, so- stituendo la codifica 8/10b utilizzata nel bus Gen 1 con una più efficiente codifica 128/132b. Questa riduzione dell’overhead di codifica significa che i collegamenti della Gen 2 supportano velocità di trasferimento effettive molto più vicine alla velocità di segnalazione. I collegamenti della Gen 1 permettono di trasmettere efficacemente fino a 4 Gbps, mentre i collegamenti della Gen 2 arrivano fino a 9,7 Gbps. La lunghezza massima del cavo dei colle- gamenti della Gen 1 è di 5 m, mentre i col- legamenti della Gen 2 sono limitati a 1 m. La lunghezza massima ridotta del cavo USB 3.2 Gen 2 limiterà probabilmente la sua diffusione nel settore della visione fino a quando non saranno disponibili cavi ottici attivi a prezzi accessibili. Va ricordato che il bus USB supporta anche la tecnica di accesso diretto alla memoria (DMA), che consente di semplificare lo streaming dei dati delle immagini di una telecamera direttamente nella memoria di sistema. Si tratta di una tecnica particolar- mente utile nelle applicazioni embedded, dove la larghezza di banda di memoria e la potenza della CPU sono piuttosto limitate. Thunderbolt 3 L’interfaccia Thun- derbolt non è an- cora particolarmente diffusa nel settore della visione industriale, ma la nuova versione dello standard, Thunderbolt 3, po- trebbe cambiare lo scenario. Infatti, abbina una capacità di trasmissione dei dati che può arrivare fino a 40 Gbps con la facilità di utilizzo e la grande diffusione dei con- nettori USB Type-C. Inoltre, Thunderbolt3 supporta la specifica USB Power Delivery, che consente di erogare fino a 100 W di potenza alla telecamera. Tuttavia, l’attuale lunghezza massima del cavo di solo qual- che metro potrebbe limitare l’adozione di questa interfaccia fino a quando non sa- ranno disponibili cavi ottici attivi affidabili ed economici. La velocità massima di segnalazione attraverso un cavo Thunderbolt3 è di 40 Gbps, mentre la velocità di trasmis- sione dati netta potrebbe in realtà essere significativamente inferiore. Attualmente, l’ecosistema Thunderbolt 3 non è partico- larmente sviluppato per le applicazioni di carattere industriale, ma il suo eventuale successo nel mercato consumer potrebbe spingere molti produttori di periferiche e apparecchiature ad adottarlo, come de- cenni fa avvenne per il bus USB, nato per collegare mouse e stampanti al PC, per poi trasformarsi in un bus davvero universale e diffuso in ogni dove. Teniamolo d’occhio... CameraLink HS Lo standard Came- raLink HS è stato definito nel 2012. Migliora le specifiche dell’originale bus CameraLink supportando velocità di tra- sferimento dati più alte e una maggiore flessibilità di cablaggio. Lo standard Ca- meraLink HS aggiunge il supporto per diversi tipi di cablaggio, consentendo agli utenti di scegliere il compromesso migliore tra velocità e lunghezza massima del cavo. Inoltre, Camera Link HS può utilizzare due protocolli nella comunica- zione tra telecamera e host, il protocollo M, che impiega corsie (lane) con velocità di 3,125 Gbps, e il protocollo X, che uti- lizza corsie da 10 Gbps. Una connessione CameraLink HS supporta fino a otto cavi, dove ogni cavo (in rame o fibra) può sup- portare 15 corsie di dati, il che equivale a una capacità di trasmissione massima di 2,4 Gbps con il protocollo M e oltre 16,8 Gbps con il protocollo X. La distanza massima supportata dai cavi è di 15 m per quelli in rame e di 300 m per quelli in fibra ottica, eventualmente estendibile tramite opportuni transceiver. Il bus CameraLink HS viene tipicamente utilizzato per trasferire i dati di immagine verso un circuito integrato Fpga nel più breve tempo possibile. Infatti, i dati delle immagini acquisite dalle telecamere e trasmessi tramite CameraLink HS ven- gono elaborati da un frame grabber che li riceve e li assembla preparandoli per le elaborazioni successive. CoaXPress 2.0 La specifica CoaXPress 2.0, finalizzata all’inizio del 2017, migliora ul- teriormente le prestazioni e le funzionalità di questo bus basato sull’utilizzo dei cavi coassiali per applicazioni ad alta velocità. CoaXpress si avvale di una tecnologia che consente di aumentare la velocità a canale singolo da 6,25 Gbps a 12,5 Gbps. A questa velocità, un cavo a quattro conduttori può trasmettere 4 GB di dati delle immagini dalla telecamera all’host ogni secondo. Così come nella versione precedente, la capacità di trasmissione è scalabile utiliz- zando più cavi coassiali in parallelo. Ricor- diamo anche che, essendo basato su cavi coassiali in rame, il bus supporta anche molto facilmente la telealimentazione delle telecamere. Infine, CoaXpress 2.0 supporta la trasmissione multi-destinazione, con- sentendo alle telecamere di inviare dati a frame grabber su più PC host. Caratteristiche salienti dei bus ad alta velocità per applicazioni di visione CoaXPress 2.0 Thunderbolt 3 USB 3.2 GigE Vision 2.x Camera Link HS Velocità massima collegamento singolo 12,5 Gb/s 40 Gb/s 20 Gb/s 10 Gb/s 3,125 Gb/s Velocità massima totale N * 12,5 Gb/s (N cavi) 40 Gb/s 20 Gb/s 10 Gb/s 2N * 3,125 Gb/s (N cavi) Cablaggio Coassiale Rame Fibra ottica Rame Rame Fibra ottica Rame Fibra ottica Lunghezza massima 100 m @ 3,125 Gb/s 30 m @ 12,5 Gb/s 3 m 1 m @ 20 Gbit/s 5 m @ 8 Gbit/s 100 m cavi in rame 20 km cavi in fibra 15 m cavi in rame 300 m cavi in fibra Telealimentazione Sì Sì con cavi in rame Sì Sì con cavi in rame Sì con cavi in rame