Wenn es auf Geschwindigkeit ankommt Der neue Schnittstellenstandard von Sony

Die Digitalisierung und Vernetzung schreitet mit jedem Tag voran. Auch die Bildverarbeitung bleibt davon nicht unberührt: In Zeiten von Industrie 4.0, Internet der Dinge und Embedded Vision steigen die Anforderungen an Bildqualität, Auflösung und Geschwindigkeit immer weiter an.

Gerade Schnittstellen müssen für eine zuverlässige Übertragung der Datenströme mit der rasanten Entwicklung schritthalten können. Es müssen höhere Leistungen realisiert werden, doch das darf weder zu Lasten des Stromverbrauchs gehen noch die Betriebstemperatur erhöhen. Außerdem wünschen sich die Kunden auch weiterhin einfach gehaltene Fertigungsprozesse.

Die neue Schnittstelle SLVS-EC – ein Schnittstellenstandard zur Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit – von Sensorhersteller Sony geht genau in diese Richtung.

Die Schnittstelle mit acht verfügbaren Lanes ist bereits bei den neueren Pregius- und Starvis-Serien sowie bei einigen Sensoren im Endverbraucher-Bereich erhältlich.

SLVS-EC (Scalable Low Voltage Signaling Embedded Clock) unterscheidet sich von den meisten der aktuellen Schnittstellen durch die Taktintegration in die Datenleitung. Der Takt kann zum Beispiel durch einen ASIC- oder FPGA-Chip der Empfänger-Hardware aus dem Signal abgeleitet werden. Daraufhin kann das Signal anhand des Takts korrekt abgetastet, also in Nullen und Einsen umgewandelt werden (Bild 1).

Der Prozess wird auf allen genutzten SLVS-EC-Lanes getrennt durchgeführt. Die kombinierten Daten werden basierend auf speziellen Datenpaketen, die in den Datenstrom integriert sind, aufeinander abgestimmt und zusammengeführt. (Bild 2).

Mit SLVS-EC werden bereits erprobte Techniken implementiert, um eine robuste Lösung für die steigenden technologischen Anforderungen bereitzustellen.

  • Höhere Bandbreite
  • Weniger Pins/Bahnen müssen implementiert werden
  • Höhere Rausch- und Störfestigkeit
  • Geringere Leistungsaufnahme pro übertragenem Datenbit
  •  Längere Bahnen und Bahnlängenunterschied zwischen Lanes

Die aktuelle SLVS-EC v1.2 Version erfüllt die momentanen Sensoranforderungen sehr gut. Die Technologie ist erweiterbar in Bezug auf die Anzahl der Lanes sowie die maximal mögliche Bandbreite pro Lane. Somit ist sichergestellt, dass SLVS-EC auch die Anforderungen der Sensoren von morgen erfüllen kann.

Um von der SLVS-EC-Schnittstelle zu profitieren, sind keine vorschnellen Schritte notwendig. Selbst bei Systemen mit geringerer Bandbreite bietet SLVS-EC viel Design-Freiheit, vereinfacht das Package-Design und ermöglicht robustere Signalpfade. Das ist sowohl bei neuen Produkten als auch Produkt-Redesigns vorteilhaft.

Moderne Bildverarbeitungssysteme bestehen nicht nur aus Sensoren mit einer Stromversorgungen in Gehäusen. Um das möglicherweise auftretende inhärente Rauschen der zahlreichen und komplexen Komponenten zu kontrollieren und damit zusammenhängende Probleme zu lösen, sind nicht nur einfallsreiche Entwickler notwendig, sondern auch tolerante Techniken. Mit seinen Features zur Fehlererkennung und -korrektur erfüllt SLVS-EC die Voraussetzungen für moderne Embedded-Vision-Systeme.

SLVS-EC bietet eine höhere Bandbreite – und das bei geringeren Leistungsanforderungen pro übertragenem Bit. Dadurch wird die Wärmeerzeugung verringert und die Lebensdauer verlängert. Außerdem entstehen positive Nebeneffekte wie eine mögliche Systeme-Miniaturisierung sowie für das Materialdesign.

Bildverarbeitungssysteme sind in Form und Größe variabel gestaltbar. Oft kommt es aber zu Design-Einschränkungen aufgrund technischer Grundvoraussetzungen oder des Zusammenspiels zwischen Komponenten im Gesamtsystem. SLVS-EC ermöglicht längere Signalwege und damit höhere Toleranzen bei der Entwicklung und Fertigung von Kabelwegen und deren Länge sowie eine größere Flexibilität bei der Zusammenschaltung und Verdrahtung.

Sony stellt eine ausführliche Dokumentation zur Verfügung, damit Entwicklungsteams die SLVS-EC-Technik detailliert nachvollziehen, testen und implementieren können. Framos bietet SLVS-EC IP-Blöcke für gängige FPGA-Marken und -Modelle zur direkten und unkomplizierten Implementierung an.