工业相机

工业相机是机器视觉系统的关键要素。相机系统基于 CMOS 成像器、SoC 或 FPGA 以及用于传输图像的各种接口。这些功能中的每一个都需要一个强大的计时设备 - 能够在所需的频率和恶劣的工业环境中可靠地运行。基于 SiTime MEMS 的计时解决方案提供了所需的各种频率和功能以及在各种动态条件下生存的稳健性。

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工业相机是机器视觉系统的关键要素。典型应用包括基于自动成像的检测、过程控制、机器人引导、监视、显微镜、运动分析、测绘、文档数字化以及医学成像。相机收集的数据通常由计算机处理，有时可能带有人工智能。

相机系统基于 CMOS 成像器、处理 SoC 或 FPGA 以及将图像传输到“外部世界”的接口。根据应用，可以选择不同分辨率和帧速率的成像器。CMOS 图像传感器有不同的尺寸。一般来说，传感器尺寸越大，动态范围和信噪比 (SNR) 越好。

SoC 或 FPGA 处理图像传感器收集的数据。典型的处理包括从原始传感器数据创建可用的静态图像或视频流，并对其进行压缩以便传输。更高级的处理（例如模式识别）可以在相机内或中央计算机中执行。

存在各种接口将相机连接到机器视觉系统的其他元素。最常见的是以太网、USB、GMSL（Analog Devices）、V3-Link 和 FPD-Link（德州仪器）。也可以使用 Wi-Fi 或专有无线接口。

典型的 CMOS 成像器需要 6 MHz 至 72 MHz 之间的固定频率时钟。一般来说，传感器数据速率越高，时钟频率就越高。数据速率主要取决于三个特性：

• 分辨率，与传感器尺寸（范围从 5 x 4 毫米到 54 x 40 毫米）和像素间距有关
• 每秒帧数
• 每像素位数

作为数字设备，SoC 和 FPGA 可以轻松使用 10 至 40 MHz 范围内的单端振荡器（例如 SiT1603）进行计时。如果需要实时时钟计时，可以添加可选的 32.768 kHz 振荡器。低功耗振荡器（例如 SiT1811）仅消耗 6 μA，可在待机模式下实现精确计时。

接口时钟取决于芯片组；一般来说：

• 单端 25 MHz 以太网
• 单端 48 MHz 或差分 100 MHz 的 USB
• GMSL 采用频率为 25 MHz 的单端时钟
• V3-Link 和 FPD-Link，单端频率范围为 25 MHz 至 100 MHz

SiTime 优势

• 与基于晶体的振荡器相比，稳定性提高 2 倍，抖动降低 10 倍
• 与基于晶体的振荡器相比，EMI 抗扰度提高 50 倍
• EMI 降低功能
• 抗冲击和抗震性提高 30 倍
• 工厂可编程为任意频率
• 宽工作温度范围（-40°C 至 105°C）
• 业界领先的小型封装尺寸低至 1.5 x 0.8 mm CSP