Der USB3 Vision Standard ist da

Die Erfahrung zeigt, dass neue Interfaces im Markt für Industriekameras immer dann erfolgreich sind, wenn drei Faktoren zusammenkommen: a) Stückzahlbasis im Massenmarkt: Die Basistechnologie des neuen Interfaces muss aus dem Elektronik-Massenmarkt stammen, damit preiswerte Bauteile verfügbar sind und Betriebssystemunterstützung garantiert ist. Dies war so bei den heute am weitesten verbreiteten Schnittstellen CameraLink*, IEEE1394 und GigE und war auch entscheidend für die Akzeptanz von USB 3.0 im Industriemarkt. Dies zeigte sich daran, dass der Startschuss für die Entwicklung des USB3 Vision Standards die Ankündigung von Intel war, USB 3.0 in ihre PC-Chipsätze zu integrieren, gefolgt von Microsofts Ankündigung, einen eigenen Bustreiber für USB 3.0 zur Verfügung zu stellen. b) Verfügbarkeit eines Kamerastandards: Kunden wünschen sich zu Recht ein großes Angebot austauschbarer Kameras und Softwarebibliotheken, sowie ein Bekenntnis der Zulieferer zu einer neuen Technologie. Beides manifestiert sich in einem Kamerastandard, der von den großen Zulieferfirmen der Branche getragen wird. Klassische Beispiele dafür sind wieder die Standards für CameraLink, IEEE 1394/DCAM (FireWire) sowie GigE Vision. USB 2.0 hat nie einen Standard für industrielle Kameras hervorgebracht und ist nicht zuletzt deswegen im BV-Markt eine Nischentechnologie geblieben. Der USB3 Vision Standard wurde von Anfang an von mehr als zehn großen Kamerafirmen und fünf großen Softwareanbietern getragen, was ihm die kritische Masse gibt, um den Markt zu durchdringen. Der Standard wird auf der Vision 2012 vorgestellt, und viele Kamerahersteller bieten dort bereits kompatible Produkte an. c) Befriedigung nach mehr Leistung: Um den Aufwand für die Einführung eines neuen Interfaces zu rechtfertigen, muss eine neue Technologie mehr leisten und/oder preiswerter sein als bestehende Schnittstellen. Die Schlüsselfaktoren sind Bandbreite, Kabellänge, Systempreis und Handhabbarkeit. Tabelle 1 zeigt die Faktoren im Vergleich. IEEE1394 war z.B. das erste preiswerte Masseninterface mit genügend Bandbreite für die damaligen CCD-Sensoren, das ohne Framegrabber auskam und Plug&Play unterstützte. Die Vorteile von GigE gegenüber IEEE1394 waren die höhere Bandbreite und die sehr viel längeren Kabel. USB2.0 leistete dagegen nicht wesentlich mehr als das damals schon existierende IEEE1394a, dessen Upgrade IEEE1394b mit doppelter Bandbreite bereits in den Startlöchern stand. Konsequenterweise hat USB 2.0 die IEEE1394 Schnittstelle auch nicht verdrängen können. Die wesentliche technische Neuerung von USB 3.0 gegenüber GigE ist eine Verdreifachung der Bandbreite. Dies erlaubt den Betrieb der aktuellen schnellen CMOS-Sensoren auch ohne teure Framegrabber und befriedigt daher ein echtes Marktbedürfnis. Veränderung der Interface- Landschaft Es ist nun aber nicht so, dass ein neues Interface alte Schnittstellen im Industriekameramarkt direkt verdrängen würde. Dazu sind die Investitionen in eine Schnittstelle bei Zulieferern und Kunden zu groß und der durch Design-In-Geschäft geprägte Industriekameramarkt zu träge. Drei wesentliche Faktoren für eine Ablösung gibt es aber: – Wenn eine Schnittstelle einen direkten technischen Nachfolger hat, auf den leicht gewechselt werden kann, wird der Markt dies tun. Beispiele sind der Wechsel von IEEE1394a zu IEEE1394b. Der Wechsel von USB 2.0 zu USB 3.0 dürfte in diese Kategorie fallen. – Wenn ein Interface die Unterstützung am Massenmarkt verliert, wie dies derzeit bei IEEE1394 der Fall ist, muss man davon ausgehen, dass sich die Industriekunden davon aktiv absetzen werden. Da USB 3.0 von der Kabellänge, den Kosten und der Handhabbarkeit IEEE1394 recht ähnlich ist, darf man vermuten, dass viele IEEE1394 Kunden zu USB 3.0 wechseln werden, zumal die Bandbreite um etwa den Faktor fünf höher ist als bei IEEE1394b. – Ein neues Interface ist somit viel preiswerter, als ein bestehendes, so dass sich die alte Technologie nicht am Markt halten kann. Unter diesem Aspekt könnte USB 3.0 die CameraLink Base Schnittstelle ablösen, denn Bandbreite und Kabellänge sind vergleichbar, aber bei USB 3.0 ist kein Framegrabber erforderlich, was zu sehr viel geringeren Systemkosten und einfacherer Handhabbarkeit führt. USB3 Vision ist GenICam basiert Wie oben gezeigt, erfüllt die neue Schnittstelle alle wesentlichen Kriterien für einen Markterfolg: – Sie entstammt dem Massenmarkt und ist daher preiswert. – Sie verfügt über einen Kamerastandard, der die breite Unterstützung der Zulieferer hat. – Sie kombiniert hohe Bandbreite mit niedrigen Kosten, leichter Handhabbarkeit sowie ausreichender Kabellänge und bedient damit ein Bedürfnis des Marktes. Ein weiterer Erfolgsfaktor liegt im Design des USB3 Vision Standards, der wie GigE Vision, CoaXPress und CameraLink HS auf dem GenICam Standard (s. SPS-Magazin 7/12, S. 134ff) aufbaut. GenICam deckt all die Bereiche eines Kamerastandards ab, die den verschiedenen Schnittstellentechnologien gemeinsam sind. Dies hat zur Folge, dass Anbieter für USB3 Vision große Teile ihrer bestehenden Implementierung wiederverwenden können, wenn sie mehrere Schnittstellen parallel anbieten, während Anwender leicht zwischen Schnittstellen wechseln können, da GenICam eine einheitliche Programmierschnittstelle zur Verfügung stellt. Dadurch wird der Aufwand zum Wechseln so gering, dass eine schnelle Marktdurchdringung des neuen USB3 Vision Standards erwartet werden kann. * Die CameraLink-Bausteine wurden übrigens ursprünglich dafür entwickelt, Laptop-Displays über die Deckelscharniere mit Videodaten zu versorgen. Messehinweis: Invision: Halle 1, Stand E42