多USB工业相机的使用

USB相机的使用

USB3.0引入了“SuperSpeed”(SS)传输速率。理论传输速度高达625 MByte/s, SuperSpeed传输可以在短时间内传输大量数据，适用于许多视觉应用。给出的带宽上限是一个理想化的理论值。对于实际应用，主机控制器（Host Controller）的实际可实现传输速率应该在主控制器的数据表中进行验证，或者通过测量来确定。
由于USB协议不是专门为计算机视觉设备的需求而设计的，因此一些限制可能会导致性能和稳定性问题，并非整个理论最大带宽625 MByte/s可以用于传输图像数据。除了每帧需要传输一些开销外，USB的通信过程是主机发起的。数据以传输的形式从USB设备传输到主机系统，传输的大小由主机设置。这意味着主机系统主动请求以指定大小的块从设备传输数据。如果没有主机发起，设备将无法提交数据。如果主机过载并且不允许USB设备传输它们的数据，它们将无法发送数据。另外，由于USB是一种串行协议，一次只有一个设备可以使用总线传输数据。
当使用USB相机时，很重要的一点是验证设备所需要的主控制器带宽，对于一些特别的相机（比如大分辨率，高帧率）可能高于满625 MByte/s速率，建议留出一些空间，以允许在不直接传输图像数据的通信中所需的开销。
在设置带有PCIe主机控制器的主机系统时，需要考虑主板上PCIe连接的带宽限制。

PCIe versions →	1.0/1.1	2.0/2.1	3.0/3.1
x1	250 MByte/s	500 MByte/s	1000 MByte/s
x2	500 MByte/s	1000 MByte/s	2000 MByte/s
x4	1000 MByte/s	2000 MByte/s	4000 MByte/s

多相机设置

连接方式首先考虑使用USB3.0,或者增加主机控制器,而不是采用USB扩展坞集线器连接相机。

需要注意的是，主机系统本身必须能够足够快地处理传入的数据，而不会使系统过载(确保CPU负载在合理的范围内)。

相机带宽评估

例如，每秒20帧，分辨率为2464 × 2064像素，像素格式为Mono8(每像素8位)，需要的带宽为:

此计算仅包括有效载荷大小。考虑到USB通信的开销以及为其他控制通道通信(例如读取和写入相机功能)留下一些空间，该值增加了20%。在给定配置下使用该设备估计需要120 MByte/s的带宽。

设置相机带宽

• DeviceLinkThroughputLimit
• Adjusting the frame rate

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