NET-FRM01 매뉴얼

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주석 군
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1 NET-FRM01 User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT and Windows XP are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations mentioned in this document as their own property. Information furnished by DAQ system is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by DAQ system for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or copyrights of DAQ system. The information in this document is subject to change without notice and no part of this document may be copied or reproduced without the prior written consent. Copyrights 2005 DAQ system, All rights reserved

2 -- 목차 Introduction 2. NET-FRM01 기능 2.1 Block Diagram 2.2 Camera Link 2.3 Camera Link and Connector 2.4 Camera Link and NET-FRM01 3. NET-FRM01 보드설명 3.1 NET-FRM01 외형도 3.2 주요부품기능 3.3 커넥터 Pin-out REF1(RJ45) Connector J1(MDR26) Connector J3 Connecter (3Pin Header, 2.54mm) JP1 Connector SW1 Switch 4. 드라이버 & 네트워크 IP 설정 4.1 Win XP에서필터드라이버설정 4.2 Win 7에서필터드라이버설정 4.3 네트워크 IP 설정 5. 샘플프로그램설명 5.1 이미지프레임관련기능 5.2 UART/Status 관련기능 Appendix A.1 일반사양 A.2 외형치수 Reference -2-

3 1. Introduction NET-FRM01 은 Camera Link 표준카메라로부터수신한이미지프레임을 10/100/1000Mbps 의이 더넷네트웍을통하여 PC 에전송하는보드이다. 보드의동작은프로그램 API 에의해제어된다. 아래 [ 그림 1-1] 은보드의연동동작을그림으로나타내고있다. 디에이큐시스템에서제공하는샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API 를간략하 게시험할수있도록소스형태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. 이에대한자 세한설명은 5 장샘플프로그램을참조바랍니다. Camera-Link Camera Base NET-FRM01 HUB or Router DAQ system MDR-26 Camera-Link Connecter [ 그림 1-1. NET-FRM01 보드사용예 ] [ 그림 1-1] 에서보면, NET-FRM01 은이미지프레임을 MDR-26 Camera-Link Connecter 를통하여 받고, 받은데이터를 HUB 또는 Router 를통하여 PC 에전송하는역할을한다

4 [NET-FRM01 의주요특징 ] Base Configuration Camera Link Camera 지원 Fully Plug-and-Play 24/16/8 비트프레임데이터수신 10/100/1000Mbps 지원 (RJ-45 이더넷커넥터 ) 자동케이블검출기능 설정가능한보드네트워크정보 (IP 등 ) 고정 IP 만지원 UART( 데이터비트 8, 1 start, 1 stop, No parity, 9600/19200/38400/57600/115200bps) 송 / 수신 사용환경 : Windows XP SP1 이상, Windows 7 간편한 Windows Application Programming Interface(DLL) [Application] 영상인식 (Pattern, 입자등 ) 검사장비 (Sensor, Semiconductor, Device 등 ) 감시보안 Solution Medical Image Capture -4-

5 2. NET-FRM01 기능 2.1 Block Diagram 아래그림에서보듯이 NET-FRM01의경우전체적인제어를 FPGA Core Logic에서담당을하고있다. 주요기능으로는 Frame Data 수신, 제어를위한 UART 데이터송 / 수신이있다. NET-FRM01 DDR2 #1 DDR2 #2 M D R I 26 RX0+/- RX1+/- RX2+/- Camera Control+/- Clock Rx/Tx Camera Link Receiver FPGA Core Logic Tranceiver 10/100/1000Mbps Ethernet [ 그림 2-1. NET-FRM01 기능블록도 ] FPGA 코어로직의프로그램은 JTAG 을이용하고있으며, FPGA Program Logic 에서 logic 프로그램을저장하고, 전원인가할때내려받는기능을한다

6 2.2 Camera Link 카메라링크 (Camera Link) 는 vision application에사용하기위해개발된통신인터페이스이다. 과거에는카메라제작업체들과프레임그레버 (Frame Grabber) 제작업체들사이의자체규격의커넥터와케이블을사용했다. 이는사용자들에게많은혼란과비용증가를불러일으켰다. 이러한혼란과증대되는 data rate, 데이터전송상의혼란등을해소하기위해 Camera Link 인터페이스의사양은카메라업체들과영상처리장치인프레임그레버제작업체들의모임에서케이블또는커넥터조립의규격과, 전송속도및전송방법등의규정으로이루어졌다. 현재많은디지털비디오해법은 RS-644로정의된 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 통신을사용한다. RS-644 LVDS는다루기불편한케이블과전송속도의제한을가지고있던기존의 RS-422의방법을개선한것으로 Camera Link 표준이되었다. LVDS는낮은전압스윙의차동신호 (Differential Signal) 를사용하여고속으로데이터를전송할수있다. 이는하나의선을이용하는기존의싱글엔드신호 (Single-ended Signal) 와비교해차동신호는두개의보완적인선을이용하여신호를전송한다. 이러한전송구조는데이터전송에접지만을참조하는싱글엔드시스템으로는불가능한대규모동위상전압제거및낮은전력소비, 뛰어난노이즈내성의특징을갖는다. 디지털데이터의전송을위해진보된 LVDS 기술은채널링크 (Channel Link) 이다. 채널링크는 2.38Gbps로 parallel-to-serial 전송과 serial-to-parallel 전송할수있다. [ 그림 2-2] 를보면, Transmitter는 28비트의 CMOS/TTL 데이터를 4개의 LVDS 데이터줄기로변환한다. 변환된신호는 Transmit Clock에맞추어 MDR Cable에전송되며, 반대쪽 Receiver는이네개의 LVDS 데이터를 Receive Clock에맞추어 28비트의 CMOS/TTL 병렬신호로변환한다. 이러한채널링크기술은배우기쉽고이식도쉬워즉시활용할수있는저가의칩셋으로사용되고있다. Camera Link 인터페이스는 Base Configuration, Medium Configuration, Full Configuration을포함하고있다. Base Configuration은 [ 그림 2-2] 와같이 Transmitter/Receiver와카메라제어를위하여네개의 RS-644 LVDS 쌍를사용하며카메라와프레임그레버사이의통신을위하여두개의 RS-644 LVDS쌍을사용한다. 26-Pin MDR Cable로직렬로전송된데이터는프레임그레버의 Receive 단에서 28-bit의병렬영상데이터로변경돼사용된다

7 [ 그림 2-2. Base Camera Link 블록도 ] -7-

2.3 Camera Link Cable & Connecter 카메라링크카메라와보드사이의연결은 26 Pin MDR 케이블을이용한다. 카메라링크케이블은 twin-axial shielded cable와두개의 MDR 26-male plug으로구성되어있다. 밑의 [ 그림 2-3] 은일반적으로많이쓰이는카메라링크케이블이다.

8 2.3 Camera Link Cable & Connecter 카메라링크카메라와보드사이의연결은 26 Pin MDR 케이블을이용한다. 카메라링크케이블은 twin-axial shielded cable와두개의 MDR 26-male plug으로구성되어있다. 밑의 [ 그림 2-3] 은일반적으로많이쓰이는카메라링크케이블이다. [ 그림 2-4] 는 26-Pin Male MDR Connecter로케이블양종단에위치하며, [ 그림 2-5] 는 26-Pin Female MDR Connecter로카메라나프레임그레버에위치하게된다. 그림에서보듯이 Pin 번호가서로교차하게연결되어카메라와프레임그레버신호선의 Tranceive단과 Receive단이서로교차연결되어있다. [ 그림 2-3. MDR-26 Camera Link Straight Cable] [ 그림 2-4. MDR-26 Cable (Male) Pin Map] [ 그림 2-5. MDR-26 Connecter (Female) Pin Map] -8-

9 2.4 Camera Link and NET-FRM01 NET-FRM01은 Camera Link Base Configuration을지원한다. Base Configuration은 24 data bits와 4개의 enable 신호들 Frame Valid, Line Valid, Data Valid, and a spare을포함한 28비트의병렬신호를직렬화한 4개의 LVDS 신호선과카메라와동기를맞추기위한 1개의 LVDS 신호선또한, 4개의 CC (Camera Control) 신호를포함하여카메라와통신하기위한비동기시리얼통신 2개 LVDS 라인을포함전체 11개의 LVDS 신호선을 MDR 케이블을통해전송한다. 전송된신호는 NET-FRM01 내의 Channel Link 칩을통해 4개의영상 LVDS 시리얼신호를 28비트의병렬영상신호와제어신호 (Frame Valid, Line Valid, Data Valid, and a spare) 로병렬화 (Deserilize) 한다. 또한, 카메라와 NET-FRM01과의신호동기를맞추기위한 1개의 LVDS로클럭신호를만들고나머지 cameras control 신호와통신신호는일반 TTL 신호레벨로변환하여사용한다. Camera Control CCx+ CCx- 상기그림은 Camera-link 케이블을통하여제어신호를 NET-FRM01 보드에서 Camera 쪽으로보낼수있는 Camera Control 출력회로를보여주고있다. 총 4개의 Digital 출력을 Differential 방식을통하여출력한다. 각출력은 Digital output에맵핑되어출력이된다. 각각의비트위치는아래 [ 그림 2-6] 과같다

10 CC_D0 CC1+ CC_D1 CC2+ CC_D2 CC3+ CC_D3 CC4+ CC1- CC2- CC3- CC4- [ 그림 2-6. Camera Control LVDS Digital 출력회로 ] 아래그림은 Camera-link 케이블을통하여입력되는시리얼입력신호를 NET-FRM01 보 드에서일반입력으로사용하는회로를보여주고있다. [ 그림 2-7. Serial Communication LVDS Digital 출력회로 ]

11 3. NET-FRM01 보드설명 각각의보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은부품사양을참조하기 바랍니다. 3.1 NET-FRM01 외형도 NET-FRM01 Board U2 U1 U3 D1 REF1 REF A A C C E E G G J J L L N N R R DAQ system U5 SW1 REF4 REF5 U4 REF6 J1 U6 J3 D6 U7 J4 D2 D3 D4 D5 J2 U9 J5 U8 Y1 JP1 SW2 [ 그림 3-1. NET-FRM01 외형도 ] 보드에는 6개의 LED가있으며각각의설명은다음과같다. D1 : 전원이공급되면점등한다. D2 ~ D5 : 네트워크설정이완료되면점등됐다소등된다. D6 : 보드에전원이공급되고동작준비가완료되면점등한다

12 3.2 주요부품기능 각각의보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은부품사양을 참조하기바랍니다. (1) FPGA : U5 보드의모든기능은이 FPGA Logic 을통하여제어된다. (2) DDR Memory : REF1, REF2 DATA 를프레임단위로저장후 FPGA 를통해 PC 로전송한다. (3) Oscillator : REF4, Y1 10/100/1000Mbps Ethernet Transceiver 에 25MHz 클럭을제공한다. FPGA 에 50MHz 를공급한다. (4) Ethernet Module : REF5 10/100/1000Mbps Ethernet 모듈과 RJ-45 Connector. (5) 10/100/1000Mbps Ethernet Transceiver : REF6 1000BASE-T 의 Ethernet Physical Layer 를실행한다. (6) Regulator : U1, U2, 보드에서사용하는 3.3V 전원을공급한다. (7) LVDS Channel : U3 3.3V CMOS Logic 보다높은전압의 Interface 를 3.3V 로직 Level 로변화시켜 회로를보호한다

13 3.3 커넥터 Pin-out NET-FRM01에서사용하는커넥터및점퍼에대하여설명을한다. 주요커넥터로는먼저네트워크연결을위한 RJ-45 타입커넥터와외부이미지프레임을입력받는 J1 커넥터가있다 REF1(RJ-45) Connector RJ-45 커넥터의 PIN 을케이블이연결되는전면에서볼때 [ 그림 3-2] 와같다 [ 그림 3-2. RJ-45 커넥터 (Front View)] [ 표 1. RJ-45 커넥터 ] Pin 1000BASE-T Signal ID 비고 1 DA+ 2 DA- 3 DB+ 4 DC+ 5 DC- 6 DB- 7 DD+ 8 DD

14 3.3.2 J1(MDR26) Connector 아래의그림은 Medium/Full Configuration Camera Link를사용할때사용하는보드의 J1 커넥터의핀맵을나타낸다. 모든핀의사양은 Camera link 표준에근거하여입 / 출력이이루어지므로자세한내용은 Camera Link 표준문서를참조하기바람. Frame Grabber Inner shield Inner shield X X0+ X X1+ X X2+ Xclk Xclk+ X X3+ SerTC SerTC- SerTFG SerTFG+ CC CC1+ CC CC2- CC CC3+ CC CC4- Inner shield 14 1 Inner shield [ 그림 3-3. NET-FRM01 J1 Connector Pin-out]

15 [ 표 2. J1 커넥터설명 ] 번호 명칭 설명 비고 1 Inner Shield Cable shield 2 CC4- Camera Control output 4-3 CC3+ Camera Control output 3+ 4 CC2-- Camera Control output 2-5 CC1+ Camera Control output 1+ 6 SerTFG+ Serial to Frame grabber + 7 SerTC- Serial to Camera- 8 X3+ Camera link LVDS receive data3 + 9 Xclk+ Camera link LVDS receive clock + 10 X2+ Camera link LVDS receive data X1+ Camera link LVDS receive data X0+ Camera link LVDS receive data Inner Shield 14 Inner Shield 15 CC4+ Camera Control output CC3- Camera Control output 3-17 CC2+ Camera Control output CC1- Camera Control output 1-19 SerTFG- Serial to Frame grabber- 20 SerTC+ Serial to Camera+ 21 X3- Camera link LVDS receive data3-22 Xclk- Camera link LVDS receive clock- 23 X2- Camera link LVDS receive data2-24 X1- Camera link LVDS receive data1-25 X0- Camera link LVDS receive data0-26 Inner Shield 자세한사양은 Camera Link 표준문서를참조할것

16 3.3.3 J3 Connector (3Pin Header, 2.54mm) 외부 RS-232 Debug Port 이다 [ 그림 2-4. J3 커넥터 (Top View)] [ 표 3. J3 PIN-OUT 설명 ] 번호 명칭 설명 1 U_SPI_MISO Tx (Transceiver Data) 2 U_SPI_MOSI Rx (Receiver Data) 3 GND Ground JP1 Connector 외부 12V DC Jack 전원커넥터이다. (HR10-7R-6S-RA) [ 그림 2-5. 정격출력 ] SW1 Switch 보드 On/Off 스위치. VCC12_WALL SW_T_SPOT GND V [ 그림 2-6. SW1 스위치 ]

17 4. 드라이버 & 네트워크 IP 설정 NET-FRM01 은기본적으로네트워크에연결돼사용되므로따로장치드라이버를필요로하지 않지만, 추가적으로 Filter Driver 를네트워크의서비스에설치하여사용할수있다. 4.1 Win XP 에서필터드라이버설정 필터드라이버를설치함으로 PC 의자원사용을줄일수있다. 그과정은다음과같다. 보드사용에앞서 내네트워크환경 로컬영역연결 속성 을선택하면아래네트워크 속성이나온다. ( 주의 : 시스템마다다를수있음 ) [ 그림 4-1. 네트워크연결속성 ]

18 인터넷프로토콜 (TCP/IP) 에서 설치 (N) 를선택후서비스를선택한다. [ 그림 4-2. 네트워크구성요소유형선택 ]

19 네트워크서비스선택 에서 디스크있음 (H) 을선택후 찾아보기 (B) 에서제공된 폴더에서 netsf.inf 파일을찾은후확인을누른다. [ 그림 4-3. 네트워크서비스선택 ]

20 설치할네크워크서비스를선택한다음확인을누르면호환성확인을요구한다

21 드라이버설치가완료되면아래그림과같이 DAQ System Filter Driver 가설치됨을볼수 있다

22 4.2 Win 7 에서필터드라이버설정 필터드라이버를설치함으로 PC 의자원사용을줄일수있다. 그과정은다음과같다. 보드사용에앞서 네트워크 로컬영역연결 속성 을선택하면아래네트워크속성이 나온다. ( 주의 : 시스템마다다를수있음 ) [ 그림 4-4. 네트워크연결속성 ] 주의 ) Win 7 의경우운영체제설정에따라관리자권한으로프로그램을실행시켜야방화벽에의한디에이큐시스템프로그램실행차단을막을수있습니다. 컴퓨터를공유하고있거나사무실컴퓨터를사용한다면 PC 의관리자사용자에연락해자신의사용자계정에관리자권한을부여해달라고요청하십시오

23 로컬영역연결속성창에서 설치 (N) 확인후서비스를선택하고 추가 (A) 를 선택한다. [ 그림 4-5. 네트워크기능유형선택 ]

24 네트워크서비스선택 에서 디스크있음 (H) 을선택후 찾아보기 (B) 에서제공된 폴더에서 netsf.inf 파일을찾은후열기를누른다. [ 그림 4-6. 네트워크서비스선택 ]

25 드라이버설치가완료되면아래그림과같이 DAQ System Filter Driver 가설치됨을볼수 있다

26 방화벽으로 FrameTest.exe 실행화일이실행되지않을경우는 제어판 시스템및보안 Windows 방화벽 Window 방화벽에서프로그램허용 을선택하면아래그림과같은 창에서 frametest.exe 홈 / 회사 ( 개인 ) 부분을허용하면된다. [ 그림 4-7. 방화벽차단시프로그램허용 ]

4.3 네트워크 IP 설정 네트워크에연결됨으로보드자체의식별자 (Identifier) 로 IP(Internet Protocol) 주소를 지정해서사용한다. 보드사용에앞서인터넷프로토콜 (TCP/IP) 에서 I.P 주소를지정해 사용한다. NET-FRM01 보드의 I.P 는 192.168.

27 4.3 네트워크 IP 설정 네트워크에연결됨으로보드자체의식별자 (Identifier) 로 IP(Internet Protocol) 주소를 지정해서사용한다. 보드사용에앞서인터넷프로토콜 (TCP/IP) 에서 I.P 주소를지정해 사용한다. NET-FRM01 보드의 I.P 는 로고정식별자를사용한다. 이식별자와겹치지않 는 I.P 를적절히선택하고서브넷마스크를 로설정해사용한다. 나머지부분은 선택하지않아도된다. [ 그림 4-8. 인터넷프로토콜 (TCP/IP) 등록정보 ]

28 NET-FRM01 을사용할때 4.1 절의필터드라이버설치없이네트워크의 IP 만정해사용할 수있다. 하지만, 필터드라이버를사용하면 PC 의자원사용을줄일수있다. [ 그림 4-9. 필터드라이버설치안했을때 PC CPU 사용율 ]

29 [ 그림 필터드라이버설치했을때 PC CPU 사용율 ]

30 5. 샘플프로그램설명 보드와함께제공하는 CDROM 에는보드를쉽게사용할수있도록샘플프로그램을제공하고 있다. 프로그램을사용하기전에 4 장의네트워크설정부분과같이 PC 의인터넷 TCP/IP 어드레스를 먼저설정해야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API 를간략하게시험할수있도록소스형 태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. [ 그림 5-1. 샘플프로그램실행화면 ]

31 5.1 이미지프레임관련기능 이미지를보려면 Dev. Open Dev.Init( 해당 bit 선택 ) Get.Res( 해상도가져옴 ) Start ( 이 미지를가져옴 ) View( 한번이미지를가져옴 ) 또는 Auto( 동영상 ) Pkt Delay 또는 Shift Bits 조정 (1) Dev. Open button 선택한보드의장치를시작한다. 0 이면정상이고 -1 이면디바이스인식이안된것이다. (2) Dev. Init button 이미지프레임기능을초기화한다. 최초전원인가시한번만수행한다. (3) Mode Selection Video Data Mode 를 8bit, 16bit, 24bit, 32bit 중에서선택한다. (4) Get Res. button 이미지해상도 (Resolution) 를보여준다. (5) Start button Start 과 stop Toggle 버튼으로이미지전송을시작한다. (6) Once button Toggle 버튼으로누르면정지화면으로보여준다. (7) View button 이미지전송을시작한다. (8) Data button 보드에저장된이미지프레임을아래그림과같이 PC (Hexa 값 ) 로읽어온다. 만약이미 지프레임이보드에저장이되어있지않으면저장이완료될때까지기다려야한다

(9) Auto toggle 선택하면연속적인동영상으로화면을보여준다. (10) Display Skip toggle 선택하면정지화면을보여준다. (11) F/R 초당 Frame rate 을보여준다. (12) Pkt Delay Selection Package 전송후다음 Package Delay 를 0 ~ 15 선택할수있다. 단위는 5us 이다.

32 (9) Auto toggle 선택하면연속적인동영상으로화면을보여준다. (10) Display Skip toggle 선택하면정지화면을보여준다. (11) F/R 초당 Frame rate 을보여준다. (12) Pkt Delay Selection Package 전송후다음 Package Delay 를 0 ~ 15 선택할수있다. 단위는 5us 이다. (13) Shift Bits 흑백카메라테스트용으로사용되는옵션으로입력되는해당프레임비트를 0 ~ 8비트오른쪽으로이동할수있다. 예를들어, 12비트흑백카메라인경우 4비트 shift 시켜 8비트로영상을볼때사용한다. 5.2 UART/Status 관련기능 (1) Baud Selection UART 의속도를 9600/19200/38400/57600/115200bps 중하나를선택한다

33 (2) Send Serial button UART 로데이터를전송한다. 전송할데이터는에디터박스에기록한후버튼을눌러서 전송한다. (3) Get Serial button Frame Graber 로부터 serial 데이터를가져온다. (4) Auto Get Signal toggle Frame Graber 로부터 serial 데이터를아래박스에디스플레이한다. (5) Clear Data button 에디터박스에기록된 UART 데이터를지운다. (6) CC Out button Camera Control 제어데이터를쓴다. (7) CC Read button Camera Control 제어데이터를읽어온다

34 Appendix A.1 일반사양 Image Input One Base Camera Link Output 10/100/1000 Mbps Ethernet Interface Serial Interface (Option) 8bit Data, 1 Stop bit, No parity Baud Rates , 19200, 38400, 57600, Power Requirement Voltage : +12V (Max. 1A) Environment Caution) When using internal, Operating Temperature : 0 ~ 60 Storage Temperature : -20 ~ 70 Relative Humidity : 5% ~ 90%, non-condensing Software OS : 32/64bit Windows XP SP1/Windows 7 SP1 API : Interface with Application through client DLL Sample Software : Test Sample software for evaluation

35 A.2 외형치수 보드의외형치수는아래와같다. 더자세한치수는관계자에게요청바랍니다 < Top View > 20 LAN < Right Side View >

36 References 1. AN201 How to build application using API 2. AN342 NET-FRM01 API ver DAQ system -- DAQ system

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DVI-CL01 매뉴얼 DVI to Camera Link Interface (DVI-CL01) User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT and Windows XP are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations