Camera Link
特性速览
Camera Link 于 2000 年发布，是首个机器视觉数字接口。Camera Link 是一种点对点半并行/半串行数据接口，它采用多对低压差分信号 (LVDS) 和一个或两个 26 针微型三角带 (MDR-26) 或 SDR-26 连接器。它支持不同的 Camera Link 配置，有使用一个连接器/电缆提供 2 Gbps 带宽的 Camera Link Base，也有使用两个连接器/电缆提供 6.8 Gbps（850 Mbytes/s）带宽的 Camera Link 80 位（Deca）。除图像传输外，四路相机控制信号还可以直接对相机进行无延迟的控制。
Camera Link 标准由 A3（自动化促进协会）制定。虽然 Camera Link 是最久远的机器视觉标准之一，但目前仍广为使用，有相机、采集卡、电缆、扩展器和附件等数百种产品使用该标准。
技术摘要
- 简单像素数据串行化，非基于数据包的协议
- 用来控制相机的双向串行通信
- Power over Camera Link (PoCL)
- 较老/较便宜的相机和采集卡，其相机时钟频率（和数据传输频率）为 40 MHz 起，最新设备可达到 85 MHz
- 根据相机时钟频率，电缆长度在 7 至 15 米之间
配置
Camera Link Base
- 连接器/电缆数量：1
- 数据传输：24 位
- 带宽
（85 MHz 相机时钟频率）：24 位 x 85 MHz = 2.04 Gbps = 255 Mb/s
Camera Link Medium
- 连接器/电缆数量：2
- 数据传输：48 位
- 带宽
（85 MHz 相机时钟频率）：48 位 x 85 MHz = 4.08 Gbps = 510 Mb/s
Camera Link Full
- 连接器/电缆数量：2
- 数据传输：64 位
- 带宽
（85 MHz 相机时钟频率）：64 位 x 85 MHz = 5.44 Gbps = 680 Mb/s
Camera Link 72 位
- 连接器/电缆数量：2
- 数据传输：72 位
- 带宽
（85 MHz 相机时钟频率）：72 位 x 85 MHz = 6.12 Gbps = 765 Mb/s
Camera Link 80 位 (Deca)
- 连接器/电缆数量：2
- 数据传输：80 位
- 带宽
（85 MHz 相机时钟频率）：80 位 x 85 MHz = 6.80 Gbps = 850 Mb/s
它是怎样实现的？
在当初推出 Camera Link 时，使用了 National Semiconductor 生产的一块、两块或三块 Channel-Link 收发器芯片。每块 Channel-Link 收发器芯片传输 28 位数据。数据序列化为 7 至 1，由此产生的四个数据流加上一个专用时钟通过五对 LVDS 来驱动。接收器接受四个 LVDS 数据流和一个 LVDS 时钟，然后将这 28 位和一个时钟驱动到接收器件。
Camera Link Base 利用这 28 位传输多达 24 位的像素数据和 3 个视频同步信号，并留出一位备用。视频同步信号为 Data Valid (DVAL)、Frame Valid (FVAL) 和 Line Valid (LVAL)。Camera Link Medium/Full 分别额外使用一块或两块 Channel-Link 收发器芯片，数据总位数达 80 位。
相机时钟频率介于 40 至 85 MHz 之间，电缆的串行化数据速率要高出七倍。
Camera Link 连接器还承载四个离散 LVDS 控制信号（CC1 至 CC4）和两条与相机通信的 LVDS 异步串行通信线路。
Channel-Link 是一种通用数据管道，没有协议或编码方面的开销，因此 Camera Link 接口相对来说容易实现。与 CoaXPress、Camera Link HS、GigE Vision 和 USB3 Vision 不同的是，Camera Link 数据只是经过了简单的串行化而已，没有组包，也没有编码，因此不具备错误检测或纠错功能。如今的 Camera Link 接口通常直接在 FPGA 中实现。
最新功能和未来发展
在推出二十多年后，Camera Link 依然是常用接口，有数百种产品采用该接口，如相机、采集卡、电缆、扩展器和各种配件。特别是，它仍然是线扫相机的首选接口。它的主要限制在于带宽和电缆长度。Camera Link HS 是一种全新的标准，该标准也由 A3 制定，但它不向后兼容 Camera Link，因而不能视为直接继承者。在许多机器视觉应用中，Cera Link 现已被 CoaXPress 取代，后者提供的带宽要高得多，支持更长的电缆，但又有同样的稳健性。