国際標準規格最新動向のすべてjiia.org/wp-content/themes/jiia/pdf/report2019_01.pdf議論されました。その中にはSLVS-EC 2.0, CoaXPress 2.0, IIDC 1.2.0などの

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イメージセンシングセミナー

国際標準規格最新動向のすべて～メジャーバージョンアップ－IVSM蘇州より～

パシフィコ横浜2019年6月12日

日本インダストリアルイメージング協会（JIIA）

標準化委員会委員長鳥居貞文Embedded Vision I/F分科会主査赤秀美穂CoaXPress分科会主査渡邉雅仁光伝送メディア分科会主査福井博


はじめに

イメージセンサーは、CCDからCMOSセンサーへの移行とともに、高精度高速化が一段と進みＭＶ市場では50Gbpsも目前に迫っています。3月に行われたIVSM蘇州でもこの動向に対応し、すべての分野のマシンビジョン用国際規格が高速伝送化を軸に議論されました。その中にはSLVS-EC 2.0, CoaXPress 2.0, IIDC 1.2.0などのメジャーバージョンアップを行った規格も含まれます。

また、CLHS, CoaXPress, USB3 Vision, GigE Visionなどの高速インターフェース規格では、安定した高速伝送を提供する光インターフェースの必要性が高まり検討が本格化しています。

本講演では、①高速CMOSイメージセンサーと組み込みプロセッサ間高速インターフェース規格であるSLVS-EC 2.0、②カメラ用規格CoaXPress 2.0、③MV標準として規格化した光伝送メディアについて概要と今後の規格予定を中心に、国際標準規格最新動向についてお話しします。

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◼国際標準規格最新動向～IVSM蘇州より～

◼IIDC2 Version 1.2.0

◼SLVS-EC Version 2.0

◼CoaXPress Version 2.0

◼光伝送メディア

◼まとめ

アジェンダ

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国際標準規格最新動向～IVSM蘇州より～


◼世界の協会が協調して標準化を推進

国際規格標準化の取り組み (G3)

VDMA

（ドイツ）

AIA

（北米）EMVA

（欧州）

CMVU

（中国）

JIIA

（日本）

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国際標準規格

JIIA

CoaXPress SLVS-EC

Optical Transmission

MediaIIDC2

Lens Lighting

AIACamera Link Camera Link HS

GigE Vision USB3 Vision

EMVA GenICam EMVA1288

※ 各協会のWebsiteより無償にて入手可能

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◼International Vision Standards Meeting

➢普段の議論は、メール、Webベースで行う。

• JIIA内においては、月次の会合を開催

➢半年に１回（春・秋）、Face to Faceの会議を開催

• 1週間（5日間）で、各規格ごとに分かれて集中的に議論

➢開催場所は、３地域のローテーション

• アジア => 欧州 => 北米

• 各地域の協会が主催

➢2019年3月に、CMVUの主催で蘇州で開催

➢2017年10月に、JIIAの主催で広島で開催

IVSM

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標準規格最新動向~IVSM蘇州より~

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◼ 2019年3月25日～29日◼ 参加者160名ほどで、過去最高

➢ 中国照明関連企業の参加が多かった。

◼ 今回初めて、照明、レンズの分科会も開催された。➢ JIIAより人材を派遣

◼ 各規格について➢ USB3 Vision （Version 1.1）➢ GigE Vision （Version 2.2）➢ Camera Link （Version 2.2）➢ GenICam （GenDC 1.0 / SFNC 2.5）➢ IIDC2 (Version 1.2.0)➢ SLVS-EC (Version 2.0)➢ CoaXPress (Version 2.0)➢ 光伝送メディア (Version 1.0 update)

◼ 次回は、10/7～11 イタリアにて開催予定

標準規格最新動向~IVSM蘇州より~

詳細は後述

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IIDC2分科会主査鳥居貞文

浜松ホトニクス株式会社


◼IIDC2とは

➢カメラ制御標準プロトコル

• カメラモデル、インターフェースの種類に関係なく共通的な制御が可能

• シンプル性– アドレス・レジスタベース

– カメラ内部に機能に関する全情報を持つ

• 拡張性– 拡張機能、ベンダー固有機能に柔軟に対応

• GenICamとの親和性

• JIIAが規格化を推進

IIDC2

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◼Version 1.2.0を2019年１月に発行

➢新たな機能の追加

• 照明機器制御

• Chunk制御

• GigE Visionに関する機能

IIDC2の最新情報

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Embedded Vision I/F分科会主査赤秀美穂

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社


SLVS-ECについて

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SLVS-EC V2.0 リリース

✓ 更なる高速化2.3Gbps/lane→5.0Gbps/lane

✓ RX Equalizerを定義様々な用途の、様々な伝送路の条件に対応するために、RXのEqualizerを定義。（伝送路条件によってはEqualizerは不要）

（V1.0との互換性は担保）

’19/5 SLVS-EC IF規格version 2.0 (JIIA EVI-001-2019)をリリースしました。

■V1.0→V2.0の主な変更点

‘19/5時点で分科会メンバーは41社（100名以上）センサベンダも多数参加。

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SLVS-EC :Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock

SLVS-ECの特長

SLVS-EC はソニー (株)が開発したイメージセンサー向け高速I/Fです。Embedded Clock（8B10Bエンコード）を採用しています。

◆高速● 2.3Gbps/lane（V1.0）

➡5.0Gbps/Lane(V2.0)

◆マルチLaneに対応●マルチI/F （複数個TX/RXに対応）●マルチCIS

●マルチストリーム

◆システム設計が容易●一般的な８B10Bエンコードを採用● Lane間Skewの調整が不要●センサー用途に特化しているので、LINK構成がシンプル

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SLVS-EC使用例

1. 基本構成TX/RXがそれぞれ1対１の場合

2. マルチI/F構成高速用途には、TX/RXのコアを

追加し、Lane数を増やすことが

可能。

3. マルチCIS構成複数のイメージセンサーから

1つのDSPへ接続することが可能

マルチLane対応

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Long exposure

Short exposure

Combined by DSP

マルチLane対応Multi Stream使用例（HDRモード）

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SLVS-EC 長距離伝送

ケーブル種類ケーブル種類詳細ケーブル長[m] 結果

フラットケーブルシールド付きフラットケーブル～2.1m OK

One side shielded FFC 1m OK

丸ケーブル AWG28 ケーブル 1m OK

AWG26 ケーブル 2m OK

光ケーブルー 100m OK

International Machine Vision Standard booth(IMVSB)で、長距離接続デモ、及び、接続試験で使用したケーブルコネクタの展示を行っています。

各種既存ケーブルで1m以上の長距離伝送が可能であることを確認済み。

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Embedded Vision 向けセンサ-プロセッサ間I/FとしてのSLVS-EC

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Machine Vision and Industry4.0

MECATOROLIN

K

現状 MVとネットワーク間の貧弱なコミュニケーション

システム導入コストの上昇 Embedded Systemにおいてはより低コストハードを予算の無い中でソフトウエアの導入も含めて求められる。

Industry4.0 MVとIndustry4.0の容易な

Link構築標準的なソフトウエアアクセスで必要なすべての階層にアクセス

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◼ Embedded Vision Study Group (EVSG)➢ 2015 FSF in Londonにて設立合意

➢ VDMAが主幹する

➢ 参加者は25名17団体

◼ EVSGのScopeおよび結論➢ Topic: Embedded Visionの目的と推奨する標準化提案の選定

➢ FSF Chicago October 12th, 2015にて結果報告された

➢ 詳細レポートはJIIAに問い合わせにより入手可能

Embedded Vision Study Group

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現代のほとんどの組み込みプロセッサは一つ以上の MIPI CSI-2 インターフェースを持っている。その帯域はUSB3.0 同等

である。

MIPIは…

➢ to interface cameras

➢ to interface MIPI sensors

Challenges

➢MIPIインターフェースは基板レベルでの素子間接続に特化しているため (voltage swing)最大50㎝であり、コネクタ、ケーブル、電源供給、GPIO等が定義されていない

➔ ハードウェア定義の拡張が必要

Interface Sensor Board to Processing Unit (SC1)

Example: Qualcomm Snapdragon

Camera Processor

当初MIPIで検討が進んでいたが、2017 IVSM in Bostonにて、長距離、高速伝送に向いているSLVS-ECを提案し、検討を進めることで合意。

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MIPI CSI2 D-PHY vs SLVS-EC

Pros Cons

MIPI CSI-2

D-PHY

・モバイルでは広く普及している。対応したSoCが多く存在する。

・仕様書入手のためには、MIPI Allianceに加盟する必要がある。

・Source synchronous方式のため、Skewケアが必要。伝送距離は数十cm程度。

SLVS-EC ・Embedded Clock方式のため、高速長距離伝送に向いている。また、AOCと直接接続し、光ケーブルでの伝送が可能。

・8B10Bコーディングを採用しているため、一般的なFPGAとの接続が可能。

・対応しているSoCはまだ少ない。（状況は変わりつつある）

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◼ Gen<I>Cam extensions for embedded Vision についてはGen<I>Cam groupにおいてすでに議論がされている

◼ とくに３D visionにおいては適用性が非常に高い

◼ 結論: Perfect

Software API (SC2)

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Interface MV to Process Environment (SC3)

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Embedded Machine Vision I/F standard

JIIA

JIIA,emva

上位層を標準化し、I/Fの違いを意識することなく、用途に応じて選択可能とする。

GenTLを使用することで、センサの制御の共通化を検討する予定。*GenTL(GenICam Transport Layer):

画像などのストリームデータの伝達の制御方法に関するトランスポート層のインターフェース仕様

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*EMVAからのプレスリリース

Embedded Machine Vision I/F standard

・2018/8/23~24にEMVA主幹のもと発足。JIIAとしてもSLVS-ECを主導する立場から参加。

・活動体制Chair: Thomas Lück （Allied Vision）Co-Chair: 赤秀（ソニーセミコンダクタソリューションズ(株)）

・参加企業は、Machine Vision業界の有力企業。3M, Adimec, Allied Vision, Basler, Baumer, FLIR, FRAMOS, ON Semiconductor, Sensor2Image, Sony Semiconductor Solutions, Stemmer Imaging

・2018/11 正式にG3規格として進めることが承認された。

■Working Group活動状況

■今後の活動予定

・2020年：最初の規格リリースを目指す。

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今後の活動予定

◼ emvaと連携し、「Embedded Machine Vision I/FStandard」 Working GroupでSLVS-ECも重要な要素のひとつとして議論を進める。

◼並行して、SLVS-ECの評価手法についても検討中。

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◼ SLVS-EC standard ver 2.0をリリースしました。

◼ SLVS-EC は、センサとプロセッサ間のI/Fで、以下の特徴を有しています。

✓高速（～5Gbps/lane)

✓構成がシンプル

✓Easy to assemble

✓長距離伝送に適しており、少ないLane数で低速領域もカバー

◼接続試験で1m以上の長距離伝送を確認しました。

◼ Embedded Vision I/Fを構成する要素のひとつとして、emva主幹の「Embedded Machine Vision I/F standard」策定のためのWorkingに参加し、2020年の初版リリースを目指します。

SLVS-EC まとめ

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CoaXPress分科会主査渡邉雅仁

アディメックエレクトロニックイメージング株式会社


items

◼CoaXPressとは

◼バージョンヒストリー

◼バージョン 2.0

◼12.5Gbps

◼New Connectors

◼ドライバ、レシーバーチップ

◼Optical Interface for CoaXPress

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CoaXPresstとは?

長い歴史の積み重ねの上に実現した革新的デジタルビデオインターフェース規格一本の同軸ケーブルが実現する:

▪ 高信頼、高速伝送 (up to 12.5 Gbps)

▪ MVに最適な通信距離 (25m to over 100m)

▪ 電源供給およびカメラ制御 (13 W, 41&20 Mbps uplink)

より高速なデータ転送にはリンクアグリゲーションが可能

▪ 複数ケーブルの使用もしくは

▪ 4本の同軸ケーブルを内臓したケーブルは50 Gbps

のビデオ転送が可能

GenTLを含むGenICamフルサポート.

2019.5.23 v2.0 規格成立

放送用のHD-SDIや3GSHIビデオ規格にカメラ制御と電源供給を追加してマシンビジョンに使えるように生データを送れるようにした規格。技術の進化により年々高速化が可能になっていている

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CoaXPressとは : 規格適合登録製品

➢103 製品/シリーズが登録済み

➢JIIA Web site登録済み規格適合製品20 cameras 12 Frame Grabbers43 cables 1 others

➢電気適合試験と相互接続試験に合格した製品が規格適合品として認証され認証書が発行される。希望がある場合Web Siteに認証製品として掲載される

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ECT and Plugfest

3/25 Suzhou (China) Plugfest (IVSM)

6/10,11 Tokyo 12G ECT

6/13 Yokohama Plugfest

10/9 Stresa (Italy) Plugfest

(IVSM)

12/2,3 Tokyo Joint ECT

12/5 Yokohama Plugfest

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バージョンヒストリー

◼2010.12 version 1.0オリジナルバージョン発行

◼2011.12 Specification Change Notice物理層規格の最適化

◼2013.3 vesion 1.1DINベースマルチコネクタの規格明記、デバイスディスカバリの明確化、SCNの本規格への統合

◼2015.12.25 1.1.1PFNCの変更に合わせた修正など

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Version 2.0

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CoaXPress Version 2.0

◼ 2019/5/23 成立

◼ 10Gbps、12Gbpsが追加従来のCXP 1-6に加えCXP10、CXP12を規格化

◼ 12Gトランシーバ/レシーバMICROCHIP社製12Gbps Chip、量産チップ本格出荷開始、MACOM社製チップは発売済み

◼HD-BNC（Micro-BNC)追加12G-SDIで一般的になってきているHD-BNC(Micro-BNC)をコネクタのオプションとして追加

◼ Event Packet 追加

◼Heart Beetの追加

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CoaXPress Version 2.0

◼ケーブル長

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New Connectors

◼ BNCCXP-1 to CXP-12

◼DIN1.0/2.3CXP-1 to CXP-6Screw Rock追加

◼HD/MICRO BNCCXP-1 to CXP-12

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New Connectors

◼ GuidanceではCXPで使用されるコネクタの種類別の参照規格、それぞれの特徴を解説

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Version 2.0

◼DINスクリューロックDINコネクタのロボット用途での安定性向上

◼HD-BNC（Micro-BNC)追加12G-SDIで一般的になってきているHD-BNC (Micro-BNC)をコネクタのオプションとして追加

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Optical interface for CXP

◼ CoaXPress Optical Guide lineCoaXPress 1.1.1 ベースに光ファイバー物理層を実装する場合のガイドライン。

◼ CoaXPress over Fiber光ファイバー物理層をCoaXPressに追加する検討を開始。Inter National Standard Boothにて技術デモ展示

◼ CoaXPress 2.x光ファイバーの物理層の規格化

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◼ CoaXPressプロトコルは８B/10B Kコードをベースに構成されている。

◼ OSI layer 1 (Ethernet Mac)はサブレイヤを含む8B/10Bプロトコルである

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◼ OSI layer 1 はメディアに依存せず10/25/100Gで汎用的に使え。FPGAで標準的にサポートされその中にはFECなども含まれている

◼ CXPのプロトコル変更なしでが可能ではないか？？？


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◼次のＣＸＰバーションアップでの採用を検討

◼ Standard Boothで光インターフェース利用のStudyデモを展示

◼ＳＦＰ+などの一般的なファイバー・コネクタやJIIA Type-A, Bなどの採用を検討

◼光伝送メディア分科会規格との連携により規格化を目指す。

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光伝送メディア

光伝送メディア分科会主査福井博

ダイトロン株式会社


帯域 & ケーブル構成

Down：CameraからFGへデータ伝送

◆ Optical fiber:1~11fibers

◆ Data speed:3.125G～12.5G

Up：FGから Camera機能制御信号伝送

◆ Optical fiber:1fiber

◆ Data speed:～3.125G

⚫ CoaXPress Ver2.0

⚫ CLHS Ver1.0

⚫ USB3Vision(USB3.1)

10Gbps以上へ高速化

目標伝送速度

G3標準高速インターフェイスへの対応

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1. Type A

Max12芯MT(MPO)-型コネクター

2. Type B

超小型光変換モジュール (O/E, E/O 変換部内蔵)

3. Type C

Active Optical multi Cable (O/E, E/O 変換部内蔵)

現在の提案

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Type AOptical Connector MF11B

・ARIB STD-B58

・ITU-R BT.2020国際標準にも対応予定

12 Fiber

50


（73）

φ17.8

■Spec.

Applicable fiber ：GI Fibe（50/125）

Insertion Loss ：0.75dB Max.

Durability ：5000 times

Lock style ：Bayonet Lock

Plug

Receptacle 20

17.8

(73)

Φ18

2種のパネル取り付け法

14.5 17.8

32.3

t =1.7～7

Type A

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MV用小型カメラに最適

29mm cubic

Type B

3.5mm

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Power Cons.

～0.1W

1/10 of SFP+

High-speed transmission

to 12.5 Gbps

Receptacle size

(can be housed in

29mm3 camera)

Power

supply

ability

Screw

locking

Usability

(no cleaner)

SFP+ based(conventional)

△(10Gx2)

×W14×D57×H10 × × ×

JIIA Type B(former Type IV)

○(12.5Gx2(+electrical))

○W12.6×D13.5×H3.5 ○ ○ ○

Type B

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1/10 of SFP+

Plug

Receptacle(Optical Tx/Rx included)

PlugReceptacle Plug

Optical Tx

ReceptacleMultimode fiber

Electrical input(differential)

Electrical output(differential)

Electrical input(differential)

Electrical output(differential)

Optical Rx

Optical Rx

Optical Tx

Receptacle(Optical Tx/Rx included)

PowerPowerCu wire

防塵仕様

Can be used under dusty environment without cleaners

10G+ 双方向Data伝送と電源供給が可能

Type B10G+伝送でSFP+に比べ超小型

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◆初回サンプル作成後、中止

Type Ⅱ（旧名称）の開発状況

Including

E/O,O/E converter

2Down Link

◆ 現在、AOCを検討中.55


2 type SDR(HDR)-AOC

Note. This proposal is preliminary only. Specifications and/or shapes are subject to change without notice.

Number of

connector core 14 pos. 26 pos.

Outline

(Connector size)

W20×H13.5×D67 W25×H13.5×D67

共通仕様.

- 10Gbps/ch (光ファイバー)

- 光ファイバー/電線のHybrid cable - 電源 : DC 12V, 1A- 複合ケーブル長 : Max. 30m

Type C

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Number of

connector core 14 pos. 26 pos.

光ファイバー

［1 duplex ］TX ――― RX

RX ――― TX

［2 duplex ］TX ――― RX

RX ――― TX

TX ――― RX

RX ――― TX

［2 simplex］TX ――― RX

TX ――― RX

［4 simplex］TX ――― RX

TX ――― RX

TX ――― RX

TX ――― RX

電線

2UTP metal wires

for control signal

2single wires

for power & GND

2UTP metal wires

for control signal

2single wires

for power & GND

2 type SDR(HDR)-AOCType C

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Including

E/O,O/E converter

Type Ⅲ（旧名称）の開発状況

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◼ JIIA-OTM-001-2017・・・2018年1月制定

Type Ⅰの規格化

◼ JIIA-OTM-001-2018・・・2018年6月改訂

TypeⅠをType Aと名称変更

Type ⅣをType Bと名称変更し規格化

現状況のまとめ

Type Ⅱは、従来案を中止し、AOCを検討開始Type Ⅲは、開発中止

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新提案（Nov 2018) Type D

CX4-AOC

4Down/4Up 7Down/1Up

(Existing product） (New product for MV）

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◼接続構成

OE 7 lanes

EO 1 lane

CX4

Plug

Grabber

CX4

Receptacle

Bandwidth (7 lanes) = 70Gbps = 8.75GB

EO 7 lanes

OE 1 laneFiber

CX4

Plug

Camera

CX4

Receptacle

10Gbps/1 lane

新提案（Nov 2018) Type D

61


Type A/Bの規格化

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◼世界標準規格化が進行しております。

◼IIoT、Industorie 4.0 などの新たな潮流に沿った、新たな標準化活動も始動しております。

◼是非、JIIAの標準化活動にご参加いただき、より使いやすい規格を構築し、よりよい製品を実現できるよう、共に協力し合って参りましょう！

まとめ

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Japan Industrial Imaging Association

2-21-27, Hyakunin-cho, Shinjyuku-ku, Tokyo 169-0073, Japan

Tel／FAX +81-3-3361-6880

URL http://jiia.org/

御清聴ありがとうございましたThank you for your attention!

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