Пролезет ли поток

Как считается

Инструмент считает поток данных камеры и сравнивает его с полезной полосой интерфейса, а не с номиналом на шильдике. Для нескольких камер потоки складываются; для CoaXPress и Camera Link учитывается число линий; для плат захвата считается, сколько камер помещается на одну плату и сколько плат нужно. Паспорт камеры (разрешение, максимальная частота кадров, битность, интерфейс) подставляется из каталога по модели или артикулу, любые поля можно править вручную.

Формулы

• Поток одной камеры: Гбит/с = ширина_px · высота_px · кадров/с · бит / 10⁹. Битность берётся по формату пикселя: Mono8 и Bayer8 — 8 бит, упакованные 10- и 12-битные форматы — 10 и 12 бит, неупакованные 10- и 12-битные форматы занимают 16 бит на пиксель в линии передачи.
• Поток системы: сумма потоков всех камер на общей линии (коммутатор, порт платы, контроллер USB).
• Полезная полоса интерфейса: GigE — 0,90 Гбит/с; 2.5GigE, 5GigE, 10GigE — 0,90 от номинала (2,25 / 4,5 / 9,0); USB3 — 3,6 Гбит/с (опубликованный Teledyne FLIR эффективный максимум ≈450 МБ/с при номинале 5 Гбит/с); CoaXPress — CXP-6: 5,0 Гбит/с на линию по эффективной скорости JIIA CXP-001-2021 v2.1, CXP-12: 9,6 Гбит/с на линию по устойчивой скорости захвата Teledyne DALSA Xtium2 4,8 ГБ/с на четырёх линиях; умножается на число линий; Camera Link base / medium / full — 2,04 / 4,08 / 5,44 Гбит/с; Fast Ethernet — 0,09 Гбит/с.
• Вердикт: поток ≤ полезной полосы — проходит; выше — не проходит. Никакого «запаса» сверх полезной полосы инструмент не показывает.
• Платы захвата: камер на плату = floor(устойчивая полоса платы / поток камеры), число плат = ceil(число камер / камер на плату). Если полоса платы в паспорте не указана, количество плат не считается и остаётся за инженером.

Примеры

Пример 1. 5-мегапиксельная GigE-камера. 2448 × 2048 px, 24,2 кадра/с, 8 бит: поток 0,971 Гбит/с. Это выше полезной полосы GigE 0,90 — такая частота на GigE не проходит; реальные GigE-камеры этого класса отдают около 22–23 кадров/с при 8 битах. При 12 битах в неупакованном формате поток удваивается (16 бит на пиксель), в упакованном Mono12p растёт в полтора раза. Вдвое больше кадров даёт только 2.5GigE.

Пример 2. USB3. Та же матрица на USB3 с полезной полосой 3,6 Гбит/с: при 8 битах проходит до 89 кадров/с, при неупакованных 12 битах — до 44.

Пример 3. CoaXPress. Камера 5120 × 5120 px, 130 кадров/с, Mono12 packed: поток 40,9 Гбит/с. Предел CXP-12 на четырёх линиях — 4 × 9,6 = 38,4 Гбит/с: не проходит, вердикт красный, в заявку уходит отказ, а не «запас».

Пример 4. Платы захвата. Четыре CXP-камеры по 2457,6 МБ/с. Плата с устойчивой полосой 3350 МБ/с вмещает одну камеру — нужно четыре платы; плата на 6700 МБ/с вмещает две — нужно две платы.

Пример 5. Много GigE-камер. Восемь камер 2448 × 2048, 24,2 кадра/с, 8 бит — суммарно 7,8 Гбит/с. Через один гигабитный порт это не пройдёт: нужен коммутатор с 10GigE-аплинком, либо несколько сетевых карт, либо ограничение частоты кадров. Плата GigE-адаптера для такой схемы не обязательна, инструмент говорит об этом одной фразой.

Типичные ошибки

• Сравнивать с номиналом 1 Гбит/с вместо полезных 0,9: камера «проходит» на бумаге и теряет кадры на линии.
• Считать 10- и 12-битные форматы как 8-битные: поток занижается в полтора-два раза.
• Забывать про общую линию: четыре камеры по 0,7 Гбит/с в один порт коммутатора не помещаются.
• Не проверять число линий CoaXPress: разъём DIN ×1 и ×4 отличаются в четыре раза по полосе.
• Тянуть USB3 дальше 3–5 м без активного кабеля или повторителя.
• Не считать бюджет PoE: коммутатор с ограниченной мощностью не запитает все камеры сразу.

Вопросы и ответы

Поток и полезная полоса интерфейсов