Camera Link 4. Camera Signal Requirements

1. References

본격적으로 Camera Signal Requirements 설명에 들어가기에 앞서서 참고하면 좋을 레퍼런스들을 첨부해두었다.

Fig 1. Camera Link Configuration

 

Configuration	Bits	Connectors	Channel Link Chips
Lite	10	1	1
Base	24	1	1
Medium	48	2	2
Full	64	2	3
72 bit	72	2	3
80 bit	80	2	3

Table 1. Camera Link Configuration Specifications

 

위 레퍼런스들은 이전 게시물에 첨부해두었던 부분들이다. 이번 내용과 관련이 깊기 때문에 다시 첨부하기로 했다.

이를 염두에 두고 다음으로 넘어가겠다.

 

 

반응형

 

 

2. Camera Signal Requirements

카메라 링크 인터페이스를 통해 주고 받는 신호의 종류에는 총 4가지가 존재한다.

 

①  Acquired Data : 실제로 획득한 영상 데이터를 의미한다.

②  Video Data : 이미지 데이터를 제어하는 신호이다. FVAL, LVAL, DVAL, Spare의 네 가지 종류가 있으며 Configuration 별로 정의되는 Video data signal이 조금씩 다르다.

 

        I.        Base/Medium/Full/72 bit configuration : FVAL,. LVAL, DVAL, Spare

        II.       Lite Configuration : FVAL, LVAL, DVAL

        III.     80 bit Configuration : FVAL, LVAL

 

1의 경우 네 가지의 신호가 모두 정의되어 있다. 그리고 각 신호별로 1 bit 씩 할당이 되기 때문에 총 4 bits가 할당된다.

앞서 Channel Link에서 1개의 channel link chip당 28 bits까지 전송이 가능하다는 것을 확인했다. 여기에 4 bits를 따로 할당하므로, 실제로 이미지 데이터 전송에 쓰이는 bit는 28 – 4 = 24 bits가 되는 것이다.

2의 경우 spare 신호를 정의하지 않고 FVAL, LVAL, DVAL 총 3가지의 신호를 할당한다.

3의 경우 비교적 활용도가 낮은 DVAL 신호도 정의하지 않고 FVAL, LVAL 두 가지 신호만 할당한다. 심지어 FVAL는 첫번째 Channel link chip에만 할당하기 때문에 나머지 두 개의 channel link chip에는 LVAL만 할당된다. 이것이 상한선인 72 bits를 넘어서 80 bits까지 전송 가능한 이유가 된다. 첫번째 channel link chip에서는 FVAL, LVAL이 할당되므로 4 bits가 아니라 2 bits를 사용하기 때문에 나머지 2 bits가 남고, 두번째 및 세번째 channel link chip에서는 LVAL만 할당되므로 4 bits가 아니라 1 bit를 사용하므로 3 bits씩 남게 된다. 이를 합산하면 2+3+3 = 8 bits의 여유가 더 생기는 것이다. 따라서 72 bits + 8 bits = 80 bits까지 data bits carry가 가능해지는 것이다.

FVAL, LVAL, DVAL, Spare의 용도는 다음과 같이 정리된다.

 

Acquisition mode	FVAL	LVAL	DVAL	Spare
Area Scan	Start of frame	Start of line	Clock Unable	Unused
Line Scan	Unused	Start of line	Clock Unable	Unused

Table 2. FVAL, LVAL, DVAL, and Spare usage

 

사실상 spare 신호는 잘 쓰이지 않는 신호다. DVAL 신호도 사실 디폴트 값은 unused이나 가끔 clock unable 신호로 쓰이는 정도이다. 따라서 자주 무시되므로 활용도가 떨어진다고 볼 수 있다. 이는 Lite 및 80 bit configuration에서 spare, DVAL 신호가 할당되지 않는 이유가 된다.

 

③      Camera Control Signal : 카메라 제어 신호이다. 주로 strobe, trigger, line scan 방향 제어 등에 쓰인다.

 

I. Base/Medium/Full/72 bit/80 bit configuration : 4개의 LVDS pairs가 할당된다. 각각 Camera Control 1(CC1), Camera Control 2(CC2), Camera Control 3(CC3), Camera Control 4(CC4) 신호가 있다. 위의 Fig 1 제일 아래의 보라색 네모로 표시된 channel link chip이 이에 해당된다.

II. Lite configuration : 한 개의 LVDS pair가 할당되며 Camera Control(CC) 하나만 존재한다.

 

④      Communication(uart 통신) : 카메라와 프레임 그래버 간의 통신에 쓰이는 신호이다. 이 통신의 특징으로는

 

       I.        8개의 data bits

       II.       1개의 start bit

       III.     1개의 stop bit

       IV.     No parity

       V.      No handshaking

 

이러한 특징들을 가진 통신 방식을 uart 통신이라고도 부른다.

Parity란, 데이터를 주고 받을 때 정보에 오류가 없는지 검사하기 위한 목적으로 쓰이는 data bit를 의미한다. 주로 끝에 0 또는 1을 추가하는 방식으로 오류 검사를 진행하며 짝수 parity, 홀수 parity 방식으로 나뉜다. 참고로 이는 데이터 통신 거리가 멀 경우에 주로 사용되는 방식이며 가까울 경우에는 checksum 데이터를 통해 검사한다.

handshaking이란, 데이터 통신 시작 전에 가지는 일련의 확인 절차를 의미한다. 신호를 주고 받기 전에 송신부와 수신부 간에 잘 연결이 되었는지, 통신을 위한 준비가 잘 되어 있는지 등을 확인하는 절차이다.

참고로 통신 신호의 경우 최소 9600 baud, 즉 1초당 9600 번의 펄스 수가 필요하다는 점을 고려해야 한다.

 

I. Base/Medium/Full/72 bit/80 bit configuration : 프레임 그래버와 카메라 양방향으로 Serial To Frame Grabber(SerTFG), Serial to Camera(serTC) 신호 두 종류의 통신이 이루어진다. 따라서 2개의 LVDS pairs가 할당된다.

II. Lite configuration : 프레임 그래버에서 카메라 단방향으로 Serial To Camera(SerTC) 신호를 통신한다. 따라서 1개의 LVDS pair가 할당되며,  SerTFG 신호의 경우 Channel link chip에 임베디드 처리된다.

 

 

이렇게 해서 오늘은 카메라 링크 인터페이스를 통해 주고받는 통신 신호에 대해서 살펴보았다. 다음 시간에는 Ports Assignments(포트 할당)에 대해서 배워보도록 하겠다.