Funktionsweise der Datenübertragung bei der SLVS-EC-Schnittstelle

Funktionsweise der Datenübertragung bei der SLVS-EC-Schnittstelle Framos

Im Zeichen von Industrie 4.0, dem Internet of Things (IoT) und Embedded Vision nehmen die Anforderungen der Anwender hinsichtlich Bildqualität, Auflösung und Geschwindigkeit stetig zu. Für eine zuverlässige Übertragung der Datenströme müssen vor allem die Schnittstellen mit dieser Entwicklung standhalten. Die steigenden Leistungen sollen aber weder zu Lasten des Stromverbrauchs gehen, noch die Betriebstemperatur von Bildverarbeitungssystemen erhöhen. Komplexe oder exotische Lösungen sind ebenfalls tabu – die Kunden wünschen sich einfach gehaltene Fertigungsprozesse.

Schnittstelle für Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit

Datenströme und Integration der einzelnen Lanes

Datenströme und Integration der einzelnen Lanes Framos

Sony hat für diese Ansprüche die Scalable-Low-Voltage-Signaling-Embedded-Clock-Schnittstelle (SLVS-EC) für die Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit entwickelt. Diese Schnittstelle mit acht verfügbaren Lanes ist bereits bei den Pregius- und Starvis-Serien von Sony erhältlich und erfüllt die steigenden Anforderungen hinsichtlich Auflösung und Geschwindigkeit.

SLVS-EC unterscheidet sich von den meisten aktuellen Schnittstellen durch die Taktintegration in die Datenleitung, denn der Takt lässt sich durch einen ASIC-, FPGA– oder ähnlichen Chip der Empfänger-Hardware aus dem Signal ableiten. Daraufhin wird das Signal anhand dieses Takts korrekt abgetastet, also in Nullen und Einsen umgewandelt. Dieser Prozess findet auf allen genutzten SLVS-EC-Lanes getrennt statt. Basierend auf speziellen Datenpaketen werden die kombinierten Daten, die in den Datenstrom integriert sind, aufeinander abgestimmt und zusammengeführt.

Mit SLVS-EC implementiert Sony bereits erprobte Technologien, um eine robuste Lösung für die steigenden technologischen Ansprüche bereitzustellen. Dazu gehören:

Höhere Bandbreite

Übertragungsraten von Schnittstellen in der Bildverabeitung

Übertragungsraten von Schnittstellen in der Bildverabeitung Framos

Die aktuelle SLVS-EC v1.2 Version mit einer Bandbreite von 19,2 Gb/s erfüllt die derzeitigen Sensoranforderungen. Zudem ist die Technologie erweiterbar in Bezug auf die Anzahl der Lanes sowie die maximal mögliche Bandbreite pro Lane: Die für das Jahr 2020 geplante Version 2.0 soll eine Bandbreite von 39 Gb/s ermöglichen. Somit kann die Schnittstellen auch die Anforderungen der Sensoren von morgen erfüllen.

Geringere Leistungsaufnahme pro Datenbit

Vor dem Hintergrund der immerwährenden Anforderung nach geringem Stromverbrauch hat die SLVS-EC nicht nur eine höhere Bandbreite, sondern auch eine geringere Leistungsanforderungen pro übertragenem Bit. Dies erzeugt weniger Wärme, verlängert die Lebensdauer und kann zu kleineren Systemen führen.

Längere Bahnen und Bahnlängenunterschied zwischen Lanes

Bildverarbeitungssysteme sind in Form und Größe variabel gestaltbar. Oft kommt es aber zu Design-Einschränkungen aufgrund technischer Grundvoraussetzungen oder des Zusammenspiels zwischen Komponenten im Gesamtsystem. SLVS-EC ermöglicht längere Signalwege und damit höhere Toleranzen bei der Entwicklung und Fertigung von Kabelwegen und deren Länge sowie eine größere Flexibilität bei der Zusammenschaltung und Verdrahtung.

Weniger Pins/Bahnen implementieren

Um von der SLVS-EC-Schnittstelle zu profitieren, sind keine vorschnellen Schritte notwendig. Auch bei Systemen mit geringerer Bandbreite erhöht SLVS-EC die Design-Freiheit, vereinfacht das Package-Design und macht die Signalpfade robuster. Das ist sowohl bei neuen Produkten als auch Produkt-Redesigns vorteilhaft.

Höhere Rausch- und Störfestigkeit

Moderne Bildverarbeitungssysteme bestehen nicht nur aus Sensoren mit Stromversorgungen in Gehäusen. Um das möglicherweise auftretende inhärente Rauschen der zahlreichen und komplexen Komponenten zu kontrollieren und damit zusammenhängende Probleme zu lösen, sind nicht nur einfallsreiche Entwickler notwendig, sondern auch tolerante Technologien. SLVS-EC erfüllt aufgrund seiner Features zur Fehlererkennung und -korrektur die Voraussetzungen für Embedded Vision-Systeme.

Sony stellt Entwicklungsteams eine ausführliche Dokumentation zur Verfügung. So lässt sich die SLVS-EC-Technik nachvollziehen, testen und implementieren.

Für Kunden, die an der SLVS-EC-Schnittstelle interessiert sind, bietet Framos SLVS-EC IP-Blöcke für gängige FPGA-Marken und -Modelle zur direkten Implementierung an.