CoaXPress

CoaXPress (コアックスプレス）は、マシンビジョンアプリケーションの高速画像データ伝送用に開発されたデジタルイン�…

CoaXPress
CoaXPress
初版 2010年12月 (2010-12)
最新版 2.1
2021年1月13日 (2021-01-13)
組織 日本インダストリアルイメージング協会
委員会 CoaXPressコンソーシアム
ウェブサイト www.coaxpress.com

CoaXPress (コアックスプレス）は、マシンビジョンアプリケーションの高速画像データ伝送用に開発されたデジタルインターフェース規格である。CXP（シーエックスピー）と略される[1]。

CoaXPressは"coaxial"（同軸）と"express"（高速）の複合語であり、物理的な伝送媒体として75オーム同軸ケーブルを使用することと他の規格（例えばCamera LinkやGigE Vision）よりも高速であることを示している。CoaXPressは主にデジタル画像アプリケーションで使用されるが、ユニバーサルデジタルデータの高速伝送にも適している。

データを生成し送信する「デバイス」（例：産業用デジタルカメラ）は、データを受信する「ホスト」（例：コンピュータのフレームグラバーボード）に1本以上の同軸ケーブルで接続される。CoaXPress規格1.0と1.1は、同軸ケーブルあたり最大6.25 Gbit/sのビットレートをサポートし、規格2.0は、「デバイス」から「ホスト」までの同軸ケーブルあたり最大12.5 Gbit/sのビットレートをサポートする。ケーブルの本数は規格によって制限されない。最大41.6 Mbit/sのロースピードアップリンクは、「デバイス」のコントロールやトリガーに使用できる。CoaXPressの「ホスト」は、同軸ケーブルで24V/13Wの電源供給を実現している。CoaXPress規格では、「デバイス」と「ホスト」の両方が、標準化された汎用プログラミングインターフェースであるGenICamをサポートしている必要がある。トランスポート層を持たない純粋なLVDSで構築されているCamera Link規格とは異なり、CoaXPress規格は8b/10bエンコーディングを使用したパケットでデータを伝送し、巡回冗長検査機能を提供する[2]。

沿革

2008年、Adimec社とEqcoLogic社（現マイクロチップ・テクノロジー）は画像データ、通信、トリガー、電源に1本の同軸ケーブルを使用する新しいインターフェイス技術に取り組んでいた。そうして開発された規格は、2008年11月の見本市「Vision」で初めてデモンストレーションされ好評を博した[3]。2009年初めにAdimec、Eqcologic、Active Silicon、アバールデータ、NED、Components Expressからなる標準規格作成コンソーシアムが結成されCoaXPress規格のプロトタイプが開発された。2009年のVisionでは、マシンビジョンアプリケーションへの貢献が評価され、Vision Awardを受賞した[4]。2009年6月、CoaXPressコンソーシアムは日本インダストリアルイメージング協会(JIIA)に提案した。2009年12月、CoaXPressコンソーシアム版の規格がJIIAに引き継がれ、2010年12月に最初のバージョン1.0が発表された[5][6]。2007年、JIIAと北米を拠点とするAIA(Automated Imaging Association)、欧州を拠点とするEMVA（European Machine Vision Association）は類似規格の重複を避けるため、「マシンビジョン標準化のグローバルコーディネーションに関する協力合意書(Cooperation Agreement on Global Coordination of Machine Vision Standardization)」を作成した。JIIAのCoaXPress規格は、このG3によって世界標準規格として承認された[2]。

ケーブルとコネクタ

BNCコネクタ（左）とDIN 1.0/2.3（英語版）コネクタ（右）

CoaXPressの伝送媒体は特性インピーダンス75 Ωの同軸ケーブルである。最大伝送距離はビットレートとケーブルの品質に依存する。RG-11、RG-6、RG-59、その他のケーブルタイプが使用できる。また、アナログカメラシステムからデジタルカメラシステムにアップグレードする際に、使っていた同軸ケーブルを再利用することもできる。

CoaXPressのオリジナルコネクタは75Ω IEC 61169-8 BNCコネクタである。CoaXPress 1.1でより小さなDIN1.0/2.3コネクタが追加され、CoaXPress 2.0でCXP-6より高速なMicro-BNCコネクタが追加された。CoaXPressコンソーシアムでは正式にサポートしていないが、5W5コネクタの使用も実証されている[7][8]。

バリエーション

CoaXPressはスケーラブルな規格であり、1.25Gbit/sから25Gbit/s以上の接続に使用できる。 以下の表は、典型的な実用ケーブル長を表している；CoaXPress規格は、各速度規格におけるCXPケーブルの電気的特性のみを規定しており、最大長を明示していないことに注意。

CoaXPress速度とビットレートと最大ケーブル長
CXP Speed ビットレート[2] Gepco VHD1100ケーブルを用いた時の最大ケーブル長[9] Belden 1694A RG-6ケーブルを用いたときの最大ケーブル長[9]
CXP-1 1.25 Gbit/s 212 m 130 m
CXP-2 2.5 Gbit/s 185 m 110 m
CXP-3 3.125 Gbit/s 169 m 100 m
CXP-5 5 Gbit/s 102 m 60 m
CXP-6 6.25 Gbit/s 60 m 40 m
CXP-10 10 Gbit/s NA NA
CXP-12 12.5 Gbit/s NA NA

CoaXPressは「ホスト」（フレームグラバー）から「デバイス」（カメラ）へのロースピードアップリンクチャネルをサポートする。このアップリンクチャネルの固定ビットレートは、v1.0とv1.1では20.833Mbit/s、v2.0では41.667Mbit/sである。アップリンクチャンネルは8b/10bエンコーディングを使用する。アップリンクはカメラの制御、トリガー、ファームウェアのアップデートに使用できる。マルチレーンDIN 1.0/2.3（英語版）ケーブルソリューションを使用する場合、オプションの高速アップリンクも使用でき、カメラへの6.25 Gbit/sアップリンク通信が可能である。これは、非常に正確なトリガーに使用できる[7]。

用途

最も一般的な用途は、画像の自動取得と解析を伴うアプリケーションにおいて、フレームグラバーを介してカメラとコンピュータをインターフェースすることである。CoaXPressインターフェース規格をサポートするカメラやフレームグラバー製品は多くリリースされている[10][11][12][13]。

実装

少なくとも2社がCoaXPress互換のドライバとイコライザデバイスを開発している： Microchip Technology社（EqcoLogic社を買収）とMacom社である[14][15]。

他規格との比較

CoaXPressと他規格との比較 [16][17]
CoaXPress Camera Link USB3 Vision GigE Vision Camera Link HS
初版年 2010 2000 2013 2006 2012
接続 BNC/DIN/MicroBNC Camera Linkコネクタ USB LAN CX4コネクタ
フレームグラバーボード 必要 必要 不要 不要 必要
単線リンクスピード 12.5 Gbps (CXP-12) 6.8 Gbps (80-bit) 5 Gbps 10 Gbps 3.125 Gbps
最大スピード 12.5 Gbps x ケーブル本数 （例：4本ならば50 Gbps） 6.8 Gbps 5 Gbps (非リンクアグリゲーション） 20 Gbps (ケーブル2本) 21.825 Gbps（CX4ケーブル）
帯域幅 5000 Mbytes/s (4xCXP-12) 1000 Mbytes/s (80-bit) 500 Mbytes/s (Superspeed) 1000 Mbytes/s (10GigE) 5000 Mbytes/s
高データレートでの信頼性 高 高 低〜中 低〜中 高
ケーブル長（参考値） CXP-3:85m
CXP-6:35m
CXP-10:25m
CXP-12:25m		 Base:10m
Medium:10m
Full:7m
 5m標準ケーブルまたは16mアクティブケーブル 100m 15m
ケーブルコスト 中 中〜高 低 中 中
データインテグリティ CRC 無 CRC/再送信 CRC/再送信 CRC/再送信
リアルタイムトリガ 有 有 無 無 有
ケーブルあたり電力 ケーブルあたり13W 8W 4.5W 銅ケーブルで13W/25W 無

参考文献

  1. ^ 渡邉雅仁. “各種インターフェイスの現状と展望 同軸ケーブルで高速デジタル通信 次世代デジタルビデオインターフェースはJIIA,AIA,EMVAのワールドワイド体制で標準化”. J-GLOBAL. 2025年4月16日閲覧。
  2. ^ a b c “CoaXPress 2.0”. 2023年2月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年4月15日閲覧。
  3. ^ “The Future of Machine Vision Continued: the Future Standards Forum”. adimec.com. 2025年4月15日閲覧。
  4. ^ “CoaXPress wins the Vision Award 2009, EMVA”. 2015年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月20日閲覧。
  5. ^ “CoaXPress newsletter January 2011”. 2013年3月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2024年12月9日閲覧。
  6. ^ “CoaXPress standard gains approval, EMVA”. 2015年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月1日閲覧。
  7. ^ a b “CoaXPress Interface Moves into the Mainstream”. Vision Systems (2012年2月2日). 2025年4月15日閲覧。
  8. ^ “CoaXPress cables, with performance data”. 2025年4月15日閲覧。
  9. ^ a b “CoaXPress driver/equalizer chipset” (2013年1月22日). 2013年1月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年4月15日閲覧。
  10. ^ Andrew Wilson (2011年6月1日). “CoaXPress standard gets camera, frame grabber support”. Vision Systems Design magazine. 2025年4月15日閲覧。
  11. ^ Dave Wilson (2012年11月12日). “Cameras certified as compliant with CoaXPress standard”. Vision Systems Design magazine. 2025年4月15日閲覧。
  12. ^ Andrew Wilson (2011年12月2日). “Product Focus - Looking to the Future of Vision”. Vision Systems Design magazine. 2025年4月15日閲覧。
  13. ^ Ann R. Thryft (2011年11月28日). “CoaXPress Interface Moves to Machine Vision Mainstream”. Design News. 2025年4月15日閲覧。
  14. ^ “M23428: 12G/6G/3G/HD/SD-SDI Cable Driver”. 2025年4月15日閲覧。
  15. ^ “M23544: 12G Multirate Long Reach Equalizer with Reclocker”. 2025年4月15日閲覧。
  16. ^ “CoaXPressをお勧めする理由”. Japan Bopixel. 2025年4月22日閲覧。
  17. ^ “Technical note: Advantages of CoaXPress A comparison of CoaXPress with other vision standards” (2021年7月). 2025年4月16日閲覧。

外部リンク

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