技術情報
カメラ/製品
独自IPコア技術
「Teli Core Technology」
- 速さの先にある、確実な制御のために -
マシンビジョンシステムでは、高画質な画像を取得することに加え、リアルタイム性の高い制御を安定して実現することが求められます。特に産業用カメラでは、撮像タイミングや設定変更の応答時間がシステム全体の性能や信頼性に大きく影響します。
東芝テリー独自の「Teli Core Technology」は、時間依存性の高いカメラ制御処理をCPUではなくFPGA内の専用ハードウェア回路として実装し、決定論的なカメラ制御を実現する産業用カメラ向けIPコアです。
CPUベース制御の影響を受けにくい安定した応答性能に加え、レジスタアクセスやソフトウェアトリガにおいて従来方式を大きく上回る高速応答を実現します。
なぜ「画質」だけでは不十分なのか
産業用カメラに求められるのは高画質だけではありません。
実際の検査装置や画像処理システムでは、
- 指定した瞬間に露光が開始されること
- 設定変更が意図したタイミングで反映されること
- システムごとに動作が変わらないこと
- 立ち上げ後も安定して再現できること
が極めて重要です。
つまり重要なのは、
「撮れること」ではなく、「いつも同じように撮れること」
です。
カメラ制御アーキテクチャ比較
カメラの心臓部となる制御部のアーキテクチャは、カメラメーカーによってさまざまな方式が採用されています。
その中でも、産業用カメラで広く採用されている代表的な2つの方式と、Teli Core Technologyの違いをまとめます。
① FPGA＋オールインワン・チップ型
インターフェース機能とCPUを統合したチップでカメラ制御を実行します。
低コストで汎用性が高く、多くの産業用カメラで採用されている方式です。
特長
- 高い汎用性
- ソフトウェアによる機能追加が容易
- シンプルなシステム構成
課題
制御処理はCPUで実行されるため、
- CPU負荷
- OSスケジューリング
- 通信状況
などによって応答時間が変動する場合があります。
② 一般的なインターフェースIP＋CPUコア型
FPGA内部にCPUコアを搭載し、制御処理をソフトウェアとして実装する方式です。
柔軟性が高く、高機能カメラに多く採用されています。
弊社の旧カメラでも採用していた方式です。
特長
- 独自機能を実装しやすい
- 高度な制御が可能
- FPGAの柔軟性を活用できる
課題
CPUによる処理が介在するため、
- 処理遅延
- タスク競合
- 応答時間の変動
を抑制するには限界があります。
③ Teli Core Technology
Teli Core Technologyでは、時間依存性の高い制御処理をCPUではなく、FPGA内の専用ハードウェア回路として実装します。
特長
- CPUレス制御
- 高速応答
- 応答時間の安定化
- 決定論的な制御動作
得られる価値
- 安定した装置性能
- 予測可能なカメラ応答
- システム設計時の調整工数削減
- タイミング制御の再現性向上
など、装置全体の信頼性向上に貢献します。
CPUやファームウェアに依存せず、専用ハードウェアロジックで制御処理を実行することで、高い再現性と予測可能性に加え、従来方式を大きく上回る応答速度を実現しています。
アーキテクチャ比較
| 項目 | FPGA＋ オールインワン・チップ型 |
一般的なインターフェースIP ＋CPUコア型 |
Teli Core Technology |
|---|---|---|---|
| 制御処理 | CPU | CPUコア | 専用ハードウェア |
| 柔軟性 | ○ | ◎ | ○ |
| 応答速度 | △ | ○ | ◎ *1 |
| 応答速度例1： USBカメラ・レジスタ読み込み |
223～546µs | 40.8～44.6µs | 2.2～5µs |
| 応答速度例2： USBカメラ・ソフトウェアトリガ |
314～324µs | 46.9～71.0µs | 2.2～5.4µs |
| 予測可能性 | △ | ○ | ◎ |
| リアルタイム制御適性 | △ | ○ | ◎ |
*1: 当社評価環境における実測値／ホストコントローラ（Intel／Renesas）使用時
Teli Core Technology の設計思想
Teli Core Technologyの目的は、新しい機能を追加することではありません。
東芝テリーが長年培ってきた
- Sequential Shutter
- Bulk Trigger
- マルチカメラシステム
- 高速検査用途
といった技術を、より安定して、より再現性高く、より扱いやすく実現するための基盤技術として開発されました。
新たな機能を生み出すためではなく、既存の機能をより確実に機能させるための技術。これがTeli Core Technologyの基本思想です。
該当製品
-
CoaXPress 2.0 カメラ
-
USB3 カメラ
-
GigE カメラ
-
Camera Link カメラ
