Aval Global的高速分流处理解决方案

1.分流处理的必要性当前，随着各个领域检测的技术和需求飞速发展，检测设备中的相机分辨率和帧率也在不断提高。例如在机器视觉领域，四五百万像素的相机在十余年前属于高分辨率，可以满足大多数的需求，但如今一亿像素的相机不在少数。与此同时，随着数据传输量的增加，高速数据接口标准也在不断的发展。当前最新的CoaXPress-12标准接口可以实现最高50Gbps的数据传输，如此大的图像数据处理会给CPU带来比较大的负担，可能会导致CPU过热使得处理时间延长。因此我们会使用数据并行处理或分流处理的方式来减少CPU的负荷。两种方式中，并行处理需要对架构有较深的理解并且算法处理比较难，而分流处理的方式可以直接从硬件层面上执行并且对算法处理的要求不高，对用户比较友好。因此为了处理大容量高速数据，AvalGlobal研发了多种数据分流处理方案以应对不同的场景。下面介绍一下三种不同的分流处理方案。

2.AvalGlobal的分流处理方案AvalGlobal可以提供三种不同的解决方案。分别是：1.通过光纤通信进行数据分流的GiGA板卡；2.CXP-6标准接口相机数据分流器；3.搭载了图像分流功能的CXP-12标准接口采集卡。这三种方案都能够实现数据分流，但各自有不同的应用场景和特点，以下分别进行说明。2-1GiGAboard

GiGA板卡采用了特有的硬件通信协议并使用光纤分流数据，具有可远距离传输和抗噪性强的特点。应用时需要将GiGA板卡安装在各个数据分流的电脑上，如果是进行图像处理的话则只需要在指定的主电脑上安装图像采集卡(FrameGrabber)。这个方案的优势在于最多可以支持将数据分流并连接到128台电脑(连接数根据型号不同)。GiGA板卡提供了数据完整性自检功能，用户无需在应用层面进行相应的检查。产品采用板上内存间的通信方式，在通信侧对电脑CPU的负担极低，同时可以传输电脑上能够使用的所有类型的数据。此外，与其他分流处理方案不同的是，该产品可以实现双向通信，因此在一些特定的应用环境下，用户不仅可以将数据从主电脑进行分流处理，也可以将所有节点电脑的数据汇总到主电脑集中处理，即可以采用多种方式在所有节点间传输数据。AvalGlobal的GiGA板卡产品根据传输数据带宽分为多种型号。当前有最高可达200Gbps传输速度的新型号产品研发完成即将上市，其他型号则覆盖了2Gbps到80Gbps的带宽范围，用户可以根据应用场景来选择适合的型号。2-2CXP-6Splitter

接下来是CXP-6分流器，AvalGlobal提供的一种市面上非常少见的定位的产品，专用于AvalGlobalCXP-6标准接口的APX-3664图像采集卡，可以将CXP-6标准接口相机接受的图像分流到4台电脑进行处理。这种分流器和GiGA板卡不同之处在于，它是一种单方向通信方式，且只能传输图像格式的数据。在一些特殊的场景下，例如：所有的电脑同时进行拍摄或有其他特殊的控制需求时，需要定制相应的通信方案。2-3CXP-12DataforwardingBoard

最后是可以将CXP-12接口相机的图像分流到其他数据采集卡的CXP-12图像分流采集板卡(DataForwadingBoard)。板卡有4路输入和4路输出，最多支持15台板卡的连接架构。采用了最新的CXP-12接口，与之前的CXP-6分流器相具有更快的传输速度并且可以向下兼容CXP-6和CCXP-3接口相机。在架构上，只需要连接图像采集板卡，因此对于用户来说非常容易搭建应用场景。在数据传输上该板卡产品与CXP-6分流器相同，只进行单向通信。板卡可对图像数据进行同时或交替分流处理。3.总结最后对三种产品进行汇总比较：①接口GiGA板卡采用光纤通信接口，另外两种分别采用CXP-6和CXP-12接口。②最大传输速度从快到慢依次是：GiGA板卡(200Gbps),CXP-12数据分流采集卡(50Gbps),CXP-6分流器(25Gbps)③延迟GiGA板卡和CXP-12数据分流采集卡采用的是菊花链方式(GiGAChannel和CXP-12数据分流采集卡)或点对点方式(GiGAConnection)在节点间进行通信，因此根据连接的架构会产生固定的系统延迟，该延迟可以根据搭建的环境进行计算得出。而CXP-6分流器采用数据一路输入4路输出的设计在硬件层面分流数据，具有三种方案种最低的约1μs的延迟。

④节点间通信GiGA板卡支持双向通信，其他产品则只进行单向通信，如果需要把分流处理后的数据传输至主电脑或进行其他二次传输的时候应该使用GiGA板卡。⑤连接节点数量GiGA板卡最多可连接128台(根据型号而异)，CXP-6分流器最多可连接4台，CXP-12数据分流采集卡最多可连接15台。⑥线缆长度GiGA板卡使用光纤通信，可以达到300m的线缆长度，具有远距传输和抗噪性的优势。CXP-6分流器和CXP-12数据分流采集卡的线缆长度根据使用环境会有差异