CameraLink协议

说明：本文为CameraLink标准规范英文手册翻译和部分整理归纳。

参考资料：《Camera Link Specification – v2.1》

1.0 Camera Link

1.1 概述（Introduction）

        Camera Link是一个用于视觉应用的通信接口。该接口扩展了德州仪器（formerly National Semiconductor） Channel Link的基础技术，为视觉应用提供了更有用的规范。

        多年来，科学和工业数字视频市场缺乏一种标准的通信和数据传输方法。图像采集卡和相机制造商都开发了带有不同连接器的产品，这使得制造商的电缆生产变得困难，消费者也非常困惑。Camera Link 1.2及其之前的版本提供了一个非常有用的数字相机和图像采集卡之间的连接标准，为机器视觉社区提供了重要的价值。越来越多样化的摄像机和先进的信号和数据传输使得像Camera Link这样的连接标准成为必要。Camera Link接口减少了支持时间，以及支持的成本。标准电缆能够处理增加的信号速度，电缆组件允许客户通过批量定价来降低成本。Camera Link 2.1通过将以前的附件合并到一个综合文件中，延续了这一卓越标准。

1.2 设备互操作性（Device Interoperability）

        Camera Link的目标是保证所有Camera Link设备之间的互操作性。这是通过本规范和所有活动设备的强制性Plugfest制度的结合来实现的。在这种情况下，“活动”是指使用Channel Link芯片或Channel Link芯片的FPGA仿真的任何设备。遵守此标准需要完成AIA许可证和完成适用的AIA自满过程，其中包括在AIA托管的Plugfest上进行互操作性测试。

1.3 约定（Conventions）

        “Shall”表示强制要求。

        “Can”表示可选功能。

1.4 LVDS技术描述（LVDS Technical Description）

        低压差分信号(LVDS)是一种高速、低功耗、通用的接口标准。该标准被称为ANSI/TIA/EIA-644，于1996年3月获得批准。LVDS使用差分信号，标称差分信号摆幅为350mv。低信号摆幅减少了上升和下降的次数，以达到1.923 Gbps的理论最大传输速率到无损介质。低信号摆幅也意味着标准不依赖于特定电源电压。LVDS使用电流模式驱动，这限制了功耗。差分信号不受±1v共模噪声的影响。

1.5 Channel Link

        美国国家半导体公司开发了Channel Link技术，作为平板显示器的解决方案，基于LVDS的物理层。该技术随后被扩展为一种通用数据传输方法。信道链路由驱动器和接收器对组成。驱动器接收28个单端数据信号和一个单端时钟。数据以7:1序列化，四个数据流和一个专用时钟在五个LVDS对上驱动。接收器接收LVDS的4个数据流和LVDS时钟，然后将28位和时钟驱动到板上。如图1-1所示。

1.6 Channel Link 的FPGA仿真（FPGA Emulation of Channel Link）

        Camera Link传统上需要使用Channel Link芯片。然而，在FPGA内部模拟这种芯片的功能已经成为可能。从Camera Link 2.1开始，使用FPGA仿真的设备被认为是兼容Camera Link的。

        由于FPGA可以复制任意数量的Channel Link芯片的功能，因此使用FPGA仿真的设备制造商可以忽略本规范中涉及“Channel Link芯片数量”的文本和表格。

1.7 Camera Link的六种配置（Camera Link’s Six Configurations）

        Camera Link标准包括六种配置。每种配置支持不同数量的数据位。多种配置的优点是制造商可以选择最适合其设备的配置。这种灵活性为小型摄像机提供了低成本和空间要求，同时支持具有高速传感器的摄像机的非常高的数据速率。

        这6种配置是：

•  lite         —— 最多支持10位，1个连接器；
•  base      —— 最多支持24位，1个连接器；      
•  medium —— 最多支持48位，2个连接器；
•  full         —— 最多支持64位，2个连接器；
•  72bit      —— 最多支持72位，2个连接器；
•  80bit      —— 最多支持80位，2个连接器，一些信号被重新用于数据；

1.8 技术优势（Technology Benefits）

1.8.1 更小的连接器和电缆（Smaller Connectors and Cables）

        通道链路的传输方法需要更少的导体来传输数据。五对电线可以传输多达28位的数据。这些电线减小了连接器的尺寸，从而可以制造更小的相机。

1.8.2 高数据传输速率（High Data Transmission Rates）

        Channel Link系列芯片组的数据传输速率（最高可达2.38 Gbit /s）能够满足当前传输速度不断提高的趋势。

2.0 相机信号要求（Camera Singal Requirements）<