【iRAYPLE新製品情報】高速・長距離・高信頼性を実現する次世代インターフェース「GMSL2」対応カメラ新登場！

今回、iRAYPLEより、次世代インターフェース「GMSL2（Gigabit Multimedia Serial Link 2）」に対応したカメラが新たにリリースされます。
GMSL2は、自動車業界で培われた高速シリアル伝送技術をベースに、長距離伝送・高い耐ノイズ性能・低遅延通信を実現するインターフェースです。従来インターフェースの特長をバランスよく兼ね備えた新たな選択肢として注目を集めています。
本稿では、従来インターフェースとの違いやGMSL2の特長、さらにiRAYPLE GMSL2カメラシリーズがもたらすメリットについてご紹介します。

従来インターフェースの特長

産業用カメラでは、GigE Vision、USB3.0 Vision、CoaXPressなどのインターフェースが広く利用されています。それぞれ、伝送距離・転送速度・耐ノイズ性・システムコストなどの面で異なる特長を持っており、アプリケーションに応じて使い分けられています。
例えば、GigE Visionは長距離伝送と低コストなシステム構築、USB3.0 Visionはプラグアンドプレイによる導入容易性と高速伝送、CoaXPressは高解像度・高速撮像に対応する非常に高い伝送性能とリアルタイム性を特長としています。一方で、それぞれ得意分野が異なるため、近年の高解像度化・高速化が進むマシンビジョンシステムにおいては、用途によって課題となるケースもあります。各インターフェースの主な特長については、下表をご参照ください。

「GMSL2」が提供する新たな選択肢

近年、マシンビジョンシステムでは、検査の高解像度化・高速化に加え、ロボットやAGVへの搭載、装置の大型化に伴う長距離配線など、求められる要件がますます高度化しています。
その一方で、GigE Visionでは帯域、USB3.0 Visionでは伝送距離、CoaXPressではシステムコストが課題となるケースも見られるようになっています。特に、これら複数の要求を同時に満たしたいアプリケーションでは、既存インターフェースだけでは最適な構成を実現できない場合があります。
GMSL2は、このような従来インターフェースの課題を補完する新たな選択肢として注目されています。

■「GMSL2」の特長

・長距離 / 高速伝送

GMSL2は、低損失同軸ケーブルを採用することで、最大15mの長距離伝送と最大750MB/sの高速伝送を両立しています。これにより、USB3.0では課題となる伝送距離を確保しながら、高解像度・高速撮像が求められるアプリケーションにも対応可能です。

・高い耐ノイズ性能

GMSL2は、自動車業界で培われた高速シリアル伝送技術を採用しています。
下図に示すように、GigE VisionやUSB3.0 Visionではツイストペアケーブルを使用するのに対し、GMSL2では中心導体をシールドで覆った同軸ケーブルを採用しています。同軸ケーブルは構造上、外部ノイズの影響を受けにくく、ケーブル自身から発生する放射ノイズも抑制できるため、優れたEMI/EMC性能を実現します。
そのため、インバータやサーボモータなどの強いノイズ源が存在するFA環境においても、安定した画像伝送が可能です。

・配線の簡素化

一般的なカメラシステムでは、画像データケーブルに加え、電源ケーブルやI/O制御ケーブルなど複数の配線が必要となります。一方、GMSL2では画像データ伝送、電源供給、I/O制御を1本の同軸ケーブルで実現することが可能です。
これにより、装置内部の配線を大幅に簡素化できるだけでなく、省スペース化やメンテナンス性の向上にも貢献します。特に、ロボットアームや搬送装置など可動部を持つシステムでは、配線の取り回しが容易になり、断線リスクの低減にもつながります。

・高いリアルタイム性

GMSL2は、CoaXPressと同様に専用取り込みボードを介して画像データを受信する構成を採用しています。そのため、USB3.0 VisionやGigE Visionと比較してPC負荷やOSの影響を受けにくく、安定した画像伝送を実現できます。
また、低遅延かつ遅延変動の少ない通信特性を備えているため、ロボットビジョンや高速検査装置など、高いリアルタイム性が求められる画像処理システムに適したインターフェースです。

■iRAYPLE GMSL2カメラの強み

GMSL2のメリットを最大限に活かすため、iRAYPLEではカメラ内部のアーキテクチャを見直し、さらなる軽量化・低消費電力化を実現しています。
従来のGigE VisionやUSB3.0のカメラでは、ISPやI/O制御などの機能をカメラ内部のFPGAで実行していました。
一方、iRAYPLEのGMSL2カメラでは、それらの一部機能を専用カード側へ移行することで、カメラ内部のFPGAを最適化しています。

その結果、下表に示すiRAYPLE製GMSL2カメラとUSB3.0カメラの比較からも分かるように、GMSL2カメラは約15％の軽量化と約25％の消費電力削減を実現しています。

■まとめ

GigE Vision、USB3.0 Vision、CoaXPress はそれぞれ優れた特長を持つ一方で、高速伝送・長距離配線・耐ノイズ性・システムコストといった要件を同時に満たすことが難しいケースもあります。
GMSL2 は、これら従来インターフェースの長所をバランスよく兼ね備えた新たな選択肢として、高速・長距離伝送に加え、高い耐ノイズ性能、配線の簡素化、優れたリアルタイム性を実現します。
さらに、iRAYPLE の GMSL2 カメラは独自アーキテクチャにより軽量化・低消費電力化を実現しており、ロボットビジョン、半導体検査、電子部品検査、マルチカメラシステムなど、設置自由度やシステム性能が求められるアプリケーションにおいて、新たな価値を提供します。

■ラインナップ

GMSL2 対応カメラ

GMSL2 対応カード

カメラケーブル

IOケーブル

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