Best Practice per 10GigE: impostazione di un sistema con telecamera singola
Best practice per la configurazione del sistema di hosting, la configurazione dei cavi e l'impostazione della telecamera.
Whether you’re researching how to use 10GigE or are looking for tips on what you need to consider, this paper offers some best practices to help ensure the smooth set up and optimal performance of a single-camera 10GigE vision system. We list out our best practices for host system configuration, cabling, and camera settings.
Best practice per la configurazione del sistema di hosting
CPU
Su un PC recente, riassemblare i pacchetti ethernet in dati relativi alle immagini richiede una piccola percentuale della capacità di elaborazione della CPU. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi di visione può fare molto di più che limitarsi a catturare e archiviare immagini. Per accertarsi di avere a disposizione capacità di elaborazione sufficiente per l'analisi dei dati relativi alle immagini in tempo reale, FLIR raccomanda di usare una CPU di quarta generazione Intel® Core™ i7 o superiore.
Memoria di massa
Per effettuare lo streaming da una telecamera Oryx è necessaria una memoria di massa per supportare l'interfaccia 10GigE. La diffusa interfaccia per memoria di massa SATA 3.0 ha un'ampiezza di banda massima di 6 GBit/sec. Per effettuare streaming con ampiezza di banda completa utilizzando Hard Disk SATA o dischi allo stato solido (SSD), è richiesto un array RAID composto da due o più dischi SATA 3.0.
La maggior parte delle schede madri più recenti supporta M.2 SSD. Lo standard M.2 utilizza un'interfaccia PCIe 2.0 x4 o PCIe 3.0 x4, teoricamente in grado di fornire banda sufficiente per supportare la velocità della telecamera 10GigE. La velocità di scrittura sequenziale è comunque limitata dalla tecnologia delle memorie flash. Dall'inizio del 2018, l'SSD M.2 con la capacità di scittura più veloce è il Samsung NVMe serie SM951, dotato di velocità di scrittura sequenziale di 5.2 Gbit/sec.
La nuova memoria Optane 3D XPoint™ di Intel è in grado di fornire velocità di scrittura fino a 16Gbit/sec; tuttavia, attualmente, la capacità di memoria di questo dispositivo è piuttosto limitata.
Un'ampiezza di banda della memoria
di 10 Gbit/sec include una gran quantità di dati; disporre di un'ampiezza di banda di memoria adeguata è essenziale per utilizzare in modo affidabile le telecamere 10GigE. La memoria a configurazione dual-channel garantisce un'ampiezza di banda sufficiente per la ricezione dei pacchetti in entrata, la creazione delle immagini e la loro manipolazione con un'applicazione per la visione.
Fig. 1. La memoria dual-channel offre prestazioni migliori rispetto a una configurazione a canale singolo
Anziché una DIMM di grandi dimensioni, è preferibile utilizzare due DIMM più piccole che forniscano la capacità di memoria desiderata. Installando una memoria di sistema con configurazione a doppio canale, l'ampiezza di banda della memoria viene raddoppiata. I canali della memoria utilizzano codici di colori sulla scheda madre, per semplificare l'impostazione. La velocità e la capacità dei moduli di memoria utilizzati nelle configurazioni dual-channel devono corrispondere. Molti produttori vendono kit per memorie dual-channel.
Il sistema deve rilevare e abilitare automaticamente la configurazione della memoria dual-channel. Tuttavia, si consiglia di confermare e abilitare l'opzione nel BIOS, se necessario.
Fig. 2. Esempi di configurazioni valide di memoria dual-channel
Sono disponibili anche sistemi che supportano configurazioni a canale triplo o quadruplo. Anche se l'ampiezza di banda della memoria aggiuntiva di questi sistemi non migliora le prestazioni delle telecamere 10GigE, questi possono velocizzare le applicazioni per l'elaborazione delle immagini che richiedono grandi quantità di memoria e CPU. Si consiglia l'utilizzo dello standard DDR4, che fornisce un'ampiezza di banda della memoria maggiore rispetto a tecnologie meno recenti.
SDK
Si consiglia l'utilizzo dell'ultima versione di Spinnaker: ciò garantirà che il sistema disponga sempre delle più recenti funzionalità e miglioramenti in termini di prestazioni.
L'aumento del conteggio del buffer predefinito per lo streaming creerà più buffer per i software. Ciò migliorerà le prestazioni del sistema a spese del consumo di memoria. Le dimensioni del buffer sono proporzionali a quelle dell'immagine, quindi i buffer per lo streaming delle telecamere a risoluzione più elevata richiederanno più memoria.
Configurazione slot PCIe
Lo slot PCIe su cui è installata la scheda di interfaccia di rete (Network Interface Card - NIC) può avere un impatto significativo sulle prestazioni del sistema. L'opzione migliore è collegare la NIC della 10GigE nello slot PCIe più vicino alla CPU. Non tutte le schede madri sono in grado di fornire ampiezza di banda completa a tutti gli slot PCIe. Gli slot PCIe possono condividere ampiezza di banda con altre periferiche, come porte USB o altri slot PCIe. Per determinare quali slot PCIe operano con ampiezza di banda completa, consultare le specifiche dettagliate sul manuale di istruzioni della scheda madre.
Fig 3. Posizioni più comuni dei connettori PCIe, di memoria e archiviazione su una scheda madre ATX formato standard.
Impostazioni scheda di interfaccia di rete
I frame Jumbo riducono il carico sulla CPU riducendo il numero di pacchetti da riassemblare in immagine. Le schede di interfaccia di rete e gli switch utilizzato per la connessione delle telecamere 10GigE devono supportare frame Jumbo 9K.
Poiché 10GBASE-T viene adottata sempre più spesso per i prodotti di consumo, è attualmente disponibile un'ampia gamma di schede di interfaccia di rete. Test effettuati da terze parti hanno dimostrato che non tutte le schede di interfaccia di rete 10GBASE-T sono in grado di fornire ampiezza di banda completa per 10GigE. Il GE10-PCIE4XG202 di FLIR è stato ampiamente testato e convalidato per l'utilizzo con le nostre telecamere Oryx.
Best practice per il collegamento dei cavi
L'utilizzo di cavi ethernet più lunghi del necessario tenuti arrotolati può provocare problemi di connettività o il rallentamento del collegamento tra la telecamera e l'host da 10GigE a GigE. Ciò è dovuto alle interferenze tra spire adiacenti. L'effetto diventa più notevole con cavi CAT5e rispetto a CAT6A, per via della maggiore schermatura di questi ultimi. Curve strette dei cavi CAT5e possono anche provocare problemi di qualità del segnale. Evitare l'utilizzo di giunti RJ45.
Su distanze inferiori a 30 metri, i cavi CAT5e supportano una velocità di collegamento di 10GigE link. Su distanze superiori a 30 metri, utilizzare cavi CAT6A. La schermatura dei cavi CAT6A è più resistente rispetto a quella dei cavi CAT5e, pertanto i cavi CAT6A possono funzionare meglio su distanze brevi in ambienti in cui possono verificarsi interferenze elettromagnetiche.
Best practice per l'impostazione della telecamera FLIR
Oryx può essere usata in sistemi con telecamere multiple con altre telecamere Oryx 10GigE o con telecamere GigE come Blackfly S FLIR.
Per garantire buone prestazioni, è necessario condividere fra le telecamere l'ampiezza di banda dell'interfaccia disponibile. Superando l'ampiezza di banda dell'interfaccia fra lo switch e l'host si verificheranno perdite di pacchetti e frame.
Fig. 4. Impostazione del limite di trasmissione del collegamento del dispositivo per l'allocazione dell'ampiezza di banda dell'interfaccia
Il metodo consigliato per impostare i limiti di ampiezza di banda della telecamera è utilizzare il controllo del limite di trasmissione del collegamento del dispositivo. Una volta impostato il limite di trasmissione del collegamento del dispositivo, la telecamera restringerà il frame rate massimo per garantire che non superi l'ampiezza di banda allocata.
Fig. 5. Impostazione del limite di trasmissione del collegamento del dispositivo per Spinview GUI
Con SpinView GUI, l'impostazione del limite di trasmissione del collegamento del dispositivo è reperibile nella sezione Controllo del dispositivo nel browser o utilizzando la barra di ricerca.