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1、CameraLink 详细介绍一、 CameraLink 标准的产生背景及它的技术优点1、 Camera Link 标准的产生背景过去，工业级的数字视频市场在相机和图像采集卡之间虽然已经制定了一种通信标准 , 但相机制造商和图像采集卡制造商却使用不同的连接器来发展他们的产品，这使得传输线缆 很难整合生产，给用户也带来了很多麻烦。同时，随着数据传输速率和复杂性的不断提高 , 对一种通用性接口标准的需求就变得非常重要了。在高数据率、综合数据交换时代，手工制作的线缆已经不可能满足需求。为保证在高 数据率条件下通信的可靠性，需要特别制定一个标准的引脚分配和线缆装配方法来确保兼容设备能够轻而易举地连接在
2、一起。该标准可以使用户通过人批量购买线缆来降低开发成本。 并且，该标准接 I I 的存在也应该能人人节约用户为整合一套兼容的相机和图像采集卡而花费 在获得技术上的时间，在此背景下CameraLink 标准诞生了。Camera Link 的标准是由数家工业级相机及采集卡人制造商共同制定出来的，是一种 基于视频应用发展而来的通信接I I 。标准本身由美国 National Semiconductor 公司基于其ChannelLnik的技术发展而来的，并定义出配套的标准工业接I I 器件，也就是信号线也标 准化了，让相机和图像采集卡的信号传输更简单化了。同时定义了 3种传输模式：基本模 式(Base
3、Configuration) 、中级模式(Medium Coiifigiuation) 、完整模式(Full Configuration), 以及相应的信号引脚规范和数据传输量，并且同时提供4 路的相机控制信号线。图像采集卡和相机之间的通信采用了 LT)S(Low Voltage Differential Signalmg), 速度 快而且抗噪性能较好。图像采集卡和相机之间使用专门的连接线，距离最远10 米，一般 提供的是标准的 3 米连接线。现阶段，应用 Chaimel Luik技术可实现高达 2.38 Gbps的传输速率，而 Camera Luik运用了3 路 Channel Link 技
4、术，其传输速率足以满足当今数字相机对高数据传输速率的要求。由于Camera Link 的高性能、低成本以及其连接的便利性，迅速得到许多相机及图像采集卡的生产商的支持。2、 Channel Link 技术的优点Channel Luik 技术有很多的优点，它是建立在现有的通用、低成本技术(例如 TTL 和 LVDS )之上的一种数据传输技术，所以它很容易学习和应用。 Channel Luik 的相关协议 芯片不但价格便宜而且易于使用，同时，既然它使用低压摆幅差分电流模式驱动，那么 Channel Link 就降低了电子噪声干扰。 Channel Luik 技术的主要优势在于它的数据线多路技术 ,
5、这种技术使线缆的使用量人人缩减 14 。 如果用传统的 RS-422/644 技术传输 28 位 的数据， 则在传输线缆上就需要56 只终端电阻，而使用 Channel Luik 技术只要 11 只终 端电阻，即 4 对数据线， 1 对时钟线和至多一个地， 所以不但线缆外型变小了而且还降低 了屏蔽的要求， 这也意味着可以在线缆上使用较小体积的连接器二、Camera Link标准概述Camera Link 技术标准是基于 National Semiconductor 公司的 Channel Luik 标准发展而来 的，而CliamielLink 标准是一种多路并行LVDS 传输接 I 标准。Ch
6、annel Luik 标准低压差分信号(LVDS )是一种低摆幅的差分信号技术，电压摆幅在350mV左右，具有扰动小，跳变速率快的特点，在无失传输介质里的理论最大传输速率在1.923Gbps。90年代美国国家半导体公司(National Semiconductor )为了找到平板显示技术的解决方案，开发了基于LVDS物理层平台的ChannelLuik技术。此技术一诞生就被进行了扩展，用来作为新的通用视频数据传输技术使用。如图1所示，Channel Luik由一个并转串信号发送驱动器和一个串转并信号接收器组成，其最高数据传输速率可达 2.38G o数据发送器含有28位的单端并行信号和1个单端 时
7、钟信号， 将28位CMOS/TTL信号串行化处理后分成 4路LVDS数据流，其4路串 行数据流和1路发送 LVDS时钟流在5路LVDS差分对中传输。接收器接收从4路LVDS数据流和1路LVDS时钟流中把传来的数据和时钟信号恢复成28位的CMO S/TTL并行数据和与其相对应的同步时钟信号。 f)rivgr H 1 g W Receiver JJF J1.6 Gbps gta(LDVS)陆 Data (LDVS)骨28& Data (LDVS) TTL/CMOSData中级模式(Medium Configuration) 完整模式(Full ConfigunHion)。在基本模式中，一对 Cha
8、nnel Link信号发送驱 动器和接收器随同4对用来控制相机的 RS- 644 LVDS收发器和2对用来协调相机和采集卡间串 行通信的RS- 644 LVDS收发器协同工作。一对 Channel Luik信号发送驱 动器和接收器仅局限于 28位并行视频数据传输，因此基本模式就不能够满足所有的视频传输情况。中级模式包才舌 2对Channel Link信号发送驱动器与接收器和与之随同的用于相机控制和串行通信的 LVDS线对。中级模式最高可传输56位并行视频数据。完整模式包括了 3对ChannelLuik信号发送驱动器和接收器和与之随同的用于相机控制和串行通信的LVDS线对。完整模式最高可传输84
9、位的视频数据。MeOwnn full5BYTEBYTE 2BYTE 7-BY1TE 3BYTE 4图2 Camera Link接II的配置模式关于Camera Link的各种接I I配置模式如图2所示，基本模式配置下只需要一条标准的电缆连接相机和图像采集卡，而中级模式和完整模式的配置卞，则需要2条标准电缆四.Channel Link标准的端口和端口分配1?端口定义一个端口定义为一个 8位的字，在这个8位的字中，最低的1位（LSE ）是bitO，最高 的1位（MSB ）是bit7o Camera Lnik标准使用8个端I I ,即端I I A至端口 H。2?端口分配在基本配置模式中，端口A、B和
10、C被分配到唯一的 Camera Link驱动器/接 收器对上；在中级配置模式中，端口 D、E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上;在完整配置模式中，端I I A、E和C被分配到第一个驱动器/接收器对上，端I I D、E和F被分配到第二个驱动器/接收器对上，端I I G和H被分配到第三个驱动器/接收器对上 （见图2 ）。表1给由了三种配置的端门分配，Camera Link芯片及连接器的使用 数量情况。表13种配置模式的端II分配配置模式端口芯片数量连接器数量基本ABC11中级A、E、C、D、E,F22完整A,B,CP,E,FQ H32每一个Camera Link驱动器都有标注着从 TXO至TX2
11、7的28个数据输入引脚，相应的接收器有标注着从 R X O 至 R X 2 7 的 2 8 个数据输由引脚。3?端口的位分配从表2中我们可以看由在 3种Camera Luik配置模式中，图像数据位是怎样分配到端口的。这种位分配方式已经被应用于市场上最流行的相机上了。表2 Camera Link接I I的端II分配驱动器输入信号对应芯片引脚StrobeTxCLK Out/TxCLKI11LVALTX/RX24FVALTX/RX25DVALTX/RX26SpaieTX , TRX23PortAO , PortDO , PoitGOTXRXOPortAl , PortDl , PoitGlTX/RX
12、1PortA2 , PortD2 , PoitG2TX/RX32PortA3 , PortD3 , PoitG3TXRX3PortA4 , PortD4 , PoitG4TXRX4PortA5 , PortDS , PoitG5TXRX6PortA6 , PortD6 , P01IG6TX/RX27PortA7 , PortD7 , PoitG7TXTRX5PortBO , PortEO , PortHOTX/RX7PortB 1 , PortEl , PortHlTX/RX8PortB2 , PortE2 , PortH2TXRX9PortB3 , PortE3 , PortH3TX/RX1
13、2PortB4 , PortE4 , PortH4TXRX13PortB5 , PortE5 , PortH5TX/RX14PortB6 , PortE6 , PortH6TX/RX10PortB 7 , PortE7 , PortH7TX/RXUPortCO , PortFOTXRX15PortC 1 , PortFlTX/RX18PortC2 , PortF2TX/RX19PortC3 , PortF3TX , TRX20PortC4 , PortF4TX , TRX21PortC 5 , PortF5TX , TRX22PortC6 , PortF6TX/RX16PortC7 , Por
14、tF7TX/RX17如果只用端I I D和G，那么它们与器件的连接方法与端 1 I A相同。同样，如果使 用端 I E和H ,它们与器件连接方法同端 I I B的相同，端I F的与端I C的相同。如果相机在每个周期内仅输由1个像素，那么就使用分配给像素 A的端II:如果相 机在每个周期内输入2个像素，那么使用分配像素 A和像素B的端II;如果在每个周期 内输由3个像 素，那么使用分配给像素 A、E和C的端II ;依次类推至相机每周期输由8个像素，那么分配给A? H的8个端口都将被使用。五；Camera Link连接器与电缆弓|脚定义Channel Link的高速速率传输使选择连接器和电缆这一坏节变得非常重要。必须严格依照Camera Link标准中关于对连接器与电缆的引脚定义去设计相机和采集卡的相关连接信号。1.连接命连接器规定的制造商是3M公司,其规格化的 3M 26-pin MDR ( Mini D Ribbon ) 产品足MfM DRfeteO coof口 sb 二 GFnxtcn)MDR； Pkij IChannel Link的标准连接器(如图3所示)，故而Camera Link标准的连接器也选择此型号。r,% D q b
