وصلة الكاميرا

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ Camera Link معيارًا لبروتوكول الاتصال التسلسلي [ 1 ] ، مُصمّمًا لتطبيقات واجهة الكاميرا، ويعتمد على واجهة Channel-link من شركة National Semiconductor . وقد صُمّم هذا المعيار بهدف توحيد معايير منتجات الفيديو العلمية والصناعية، بما في ذلك الكاميرات والكابلات ووحدات التقاط الصور . وتتولى جمعية التصوير الآلي (AIA)، وهي المجموعة التجارية العالمية لصناعة رؤية الآلة ، مسؤولية صيانة هذا المعيار وإدارته .

بروتوكول الإرسال

تستخدم تقنية Camera Link من شريحة إلى ثلاث شرائح إرسال واستقبال Channel-link، بأربعة روابط، كل رابط منها يحتوي على 7 بتات تسلسلية. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تستخدم Camera Link كحد أدنى 28 بتًا لتمثيل ما يصل إلى 24 بتًا من بيانات البكسل ، و3 بتات لإشارات مزامنة الفيديو، تاركةً بتًا واحدًا احتياطيًا. بتات مزامنة الفيديو هي: صلاحية البيانات، وصلاحية الإطار، وصلاحية السطر. تُسلسل البيانات بنسبة 7:1، ويتم إرسال تدفقات البيانات الأربعة وساعة مخصصة عبر خمسة أزواج LVDS . يستقبل جهاز الاستقبال تدفقات بيانات LVDS الأربعة وساعة LVDS، ثم يرسل الـ 28 بتًا والساعة إلى اللوحة. ينص معيار Camera Link على إرسال هذه الـ 28 بتًا عبر 4 أزواج تفاضلية متسلسلة بمعامل تسلسل 7. تُرسل ساعة البيانات المتوازية مع البيانات. عادةً، يجب توليد ساعة بتردد 7× بواسطة وحدة PLL أو SERDES لإرسال أو استقبال الفيديو المتسلسل. لفك تسلسل البيانات، يمكن استخدام مسجل إزاحة وعداد . يقوم مسجل الإزاحة بالتقاط كل بت من البتات المتسلسلة، واحدة تلو الأخرى، ثم يسجل البيانات في نطاق الساعة المتوازية - بمجرد أن يصل عداد البيانات إلى قيمته النهائية.

المتغيرات

يتوفر نظام Camera Link بعدة إصدارات تختلف في كمية البيانات التي يمكن نقلها. بعضها يتطلب كابلين للإرسال.

التكوين الأساسي

ينقل تكوين وصلة الكاميرا "الأساسي" الإشارات عبر موصل/كابل واحد. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] الكابل المستخدم هو موصل MDR ("شريط Mini D") ذو 26 سنًا ذكرًا، مُحسَّن من قِبل شركة 3M لإشارة LVDS. بالإضافة إلى أزواج LVDS الخمسة التي تنقل بيانات الفيديو المُسلسلة (24 بتًا من البيانات و4 بتات للتأطير/التمكين)، ينقل الموصل أيضًا 4 إشارات تحكم LVDS منفصلة وقناتي اتصال تسلسلي غير متزامن LVDS للتواصل مع الكاميرا. عند أقصى تردد تشغيل للشريحة (85  ميجاهرتز)، يُنتج التكوين الأساسي معدل نقل بيانات فيديو يبلغ 2.04 جيجابت /ثانية (255 ميجابايت /ثانية).

تكوين متوسط/كامل

تتضمن مواصفات Camera Link تكوينات ذات نطاق ترددي أعلى توفر مسارات بيانات فيديو إضافية عبر موصل/كابل ثانٍ. يُضاعف التكوين "المتوسط" عرض نطاق الفيديو، مضيفًا 24 بتًا من البيانات ونفس بتات التأطير/التمكين الأربعة الموجودة في التكوين "الأساسي". [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ينتج عن ذلك مسار بيانات فيديو بعرض 48 بتًا قادرًا على نقل بيانات تصل إلى 4.08 جيجابت /ثانية (510 ميجابايت /ثانية). يضيف التكوين "الكامل" 16 بتًا أخرى إلى مسار البيانات، مما ينتج عنه مسار فيديو بعرض 64 بتًا [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] يمكنه نقل بيانات بسرعة 5.44 جيجابت /ثانية (680 ميجابايت /ثانية).

تكوين ديكا

قام بعض مصنعي الكاميرات وأجهزة جمع البيانات بتوسيع نطاق تردد واجهة Camera Link ليتجاوز الحدود التي تفرضها مواصفات هذه الواجهة. تعمل هذه الصيغ على زيادة عرض نطاق التكوين "الكامل" باستخدام 8 بتات غير مستخدمة وإعادة تعيين 8 بتات زائدة خاصة بالتأطير/التمكين، مما ينتج عنه مسار بيانات يصل عرضه إلى 80 بت عبر موصلين/كابلين، الأمر الذي يزيد من عرض نطاق الفيديو. وقد ساد إجماع في هذا المجال حول استخدام صيغة 80 بت، ويتم تسويق الكاميرات وأجهزة التقاط الإطارات المتوافقة تحت مسمى "Camera Link Deca". مع ذلك، يستخدم بعض المصنعين مصطلح "Extended Full" للإشارة إلى تكوين Deca، [ 4 ] بينما لا يزال آخرون يستخدمون مصطلح Camera Link Full للإشارة إلى Full Deca. يمكن لمسار الفيديو ذي 80 بت نقل بيانات بسرعة 6.8 جيجابت /ثانية (850 ميجابايت /ثانية). [ 5 ]

توقيت الإشارة

تُظهر الصورة أدناه التوقيت النسبي لإشارة الساعة وخط بيانات واحد لأحد أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بوصلة القناة المستخدمة في عمليات إرسال وصلة الكاميرا. تبدأ كلمات البيانات في منتصف المرحلة العالية من إشارة الساعة، ويتم إرسال البت الأكثر أهمية أولاً. [ 6 ]

مهام صغيرة

لا تُخصص بتات قيم البكسل لأجهزة الإرسال التسلسلية بالتسلسل، بل تُبدّل بطريقة معقدة، كما هو موضح في الشكل التالي. يُظهر الشكل بتات بيانات Camera Link بالتسلسل، ويتضمن 8 بتات إضافية غير مُدرجة في مواصفات Camera Link الكاملة. (يقسم معيار Camera Link بتات البيانات إلى ثمانية منافذ، كل منها 8 بتات، ويُشار إليها بمجموعات من الأحرف والأرقام، ولكنه يستخدم نفس مجموعات الأحرف والأرقام لقنوات الألوان التي لا تتطابق دائمًا بشكل مباشر، مما يجعل هذه التسمية غامضة).

الجزء العلوي من هذا الشكل خاص فقط بالتكوينات المتوسطة والكاملة التي تتطلب واجهتين فعليتين وكابلين. يمثل المستطيلان في المنتصف الكابلات، مع طباعة دبابيس التوصيل لكل إشارة على جانبيها.

إلى يسار أجهزة الإرسال والاستقبال، تُطبع قائمة بتات بيانات البكسل المُرسلة عبر وصلة القناة، من البت الأقل أهمية (LSB) إلى البت الأكثر أهمية (MSB). تشير الأحرف L وF وD إلى بتات مزامنة الخط، ومزامنة الإطار، وصلاحية البيانات، على التوالي. يُمثل الخط السفلي بتًا احتياطيًا غير مُستخدم. يبقى أن نوضح كيفية تخصيص بتات بيانات البكسل للبتات من 0 إلى 71 المُستخدمة في الشكل. بالنسبة للبكسلات الرمادية، يكون هذا تعيينًا بسيطًا واحدًا لواحد؛ أما بالنسبة للبكسلات الملونة التي تحتوي على مضاعفات 8 بتات لكل لون، فتُدمج الألوان ببساطة بالترتيب: الأحمر، والأخضر، والأزرق (من LSB إلى MSB). بالنسبة لبيانات RGB ذات 12 بت، تُخصص البتات الثمانية الأدنى من كل لون لبتات البيانات من 0 إلى 7، ومن 16 إلى 23، ومن 32 إلى 39؛ وتُخصص البتات الأربعة الأعلى من كل لون للبتات من 8 إلى 11، ومن 12 إلى 15، ومن 40 إلى 43. [ 1 ]

الكابلات والموصلات

ينص المعيار على استخدام موصلات الشريط دلتا المصغرة ذات 26 سنًا (MDR-26) مع Camera Link؛ [ 1 ] ويُسمح باستخدام النوع المصغر SDR-26 منذ الإصدار 1.2 من المعيار. يوضح الشكل الكبير في القسم السابق توزيع أسنان الموصل. وفيما يلي توزيع أسنان الموصل:

يتم وضع أزواج التوصيل التفاضلية المتطابقة عمداً على جانبين متقابلين من الموصل، وعلى جانبين مختلفين من الموصل عند طرفي الكابل. وهذا يمنع الانحراف الناتج عن تركيب الموصل بشكل عمودي على لوحة الدوائر المطبوعة . [ 6 ]

كابلات Camera Link هي كابلات مزدوجة مجدولة محمية. ينص المعيار على ضرورة حماية كل زوج من الأزواج التفاضلية على حدة، وأن يحتوي الكابل ككل على طبقتين من الحماية. [ 1 ] توفر بعض الشركات التكاليف بعدم حماية زوجي إشارات واجهة الاتصال التسلسلي، اللذين يحملان إشارات أبطأ من بيانات الكاميرا؛ تحتوي هذه الكابلات على طرف للكاميرا وطرف لجهاز الالتقاط، ولا يجوز عكسها، ولا يمكن استخدامها ككابل ثانٍ في تكوين متوسط ​​أو كامل.

المواصفات القياسية للواجهة

تتولى جمعية صناعة الاتصالات الأمريكية (AIA) مسؤولية الحفاظ على معيار Camera Link . وقد صدرت النسخة الأولى من معيار واجهة Camera Link (1.0) في أكتوبر 2000. وتم اعتماد النسخة المعدلة 1.1 في يناير 2004، مع دعم موسع لوظائف البرمجيات. واعتمدت لجنة المعايير النسخة 1.2 في يناير 2007، والتي قدمت موصلات mini SDR (شريط D المصغر) (SDR-26) وتقنية التغذية عبر Camera Link (POCL). ويضيف الملحق د من النسخة المعدلة 1.2 أوصافًا ميكانيكية وكهربائية للمعيار، لا سيما أداء الكابل. ويسرد الملحق هـ من النسخة المعدلة 1.2 متطلبات معدات POCL. وصدرت النسخة 2.0 من Camera Link في نوفمبر 2011.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 مواصفات معيار واجهة ربط الكاميرا للكاميرات الرقمية وأجهزة التقاط الإطارات، الإصدار 1.1، جمعية التصوير الآلي، يناير 2004
  2. ١ ٢ ٣ ٤ نظرة عامة مختصرة مؤرشفة بتاريخ ٢٠ يناير ٢٠١٣ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) لتقنية Camera Link من شركة Basler المصنعة للكاميرات
  3. 1 2 3 4 "وصف تقني لواجهة CameraLink" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2016-11-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-11-12 .
  4. ↑ "دليل NI PCIe 1433" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 19-10-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18-10-2017 .
  5. ↑ "دليل مستخدم MC13xx" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 فبراير 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مايو 2008 .