10GigE最佳實踐：設置單攝像頭系統(tǒng)

無論您是在研究如何使用 10GigE，還是尋求所需考慮事項的建議，本文均提供一些最佳實踐，以幫助確保單相機 10GigE 視覺系統(tǒng)的平穩(wěn)設置和最佳性能。我們列出了主機系統(tǒng)配置、布線和相機設置的最佳實踐。

主機系統(tǒng)配置、布線和相機設置的實踐

無論您是在研究如何使用 10GigE 還是尋求所需考慮事項的建議，本文均提供有實踐，幫助確保單相機 10GigE 視覺系統(tǒng)設置順利并擁有良好性能。我們列出了主機系統(tǒng)配置、布線和相機設置的實踐。

最佳主機系統(tǒng)配置的實踐

■ CPU

在現(xiàn)代個人電腦上，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包重新組裝成圖像數(shù)據(jù)只需要 CPU 可用處理能力的一小部分。然而，大多數(shù)視覺應用程序所做的遠不止簡單地捕獲和存儲圖像數(shù)據(jù)。為確保您有足夠的處理能力來實時分析圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)LIR 建議使用第14代英特爾?酷睿?i7 CPU 或更高版本。

■ 大容量存儲器

從 Oryx 相機流式傳輸?shù)酱疟P，需要使用大容量存儲器以便跟上 10GigE 接口的步伐。流行的 SATA 3.0 大容量存儲器的最大帶寬為 6 Gbit/s。要使用 SATA 硬盤驅(qū)動器或固態(tài)硬盤 (SSD) 以全帶寬進行流式傳輸，需要兩個或多個 SATA 3.0 磁盤的 RAID 陣列。

大多數(shù)新主板都支持 M.2 SSD。M.2 標準使用 PCIe 2.0 x4 或 PCIe 3.0 x4 接口，理論上可提供足夠的帶寬與 10GigE 相機相匹配。順序?qū)懭胨俣热匀皇艿介W存技術的限制。截至 2018 年年初，具有最快寫入速度的 M.2 SSD 為 Samsung NVMe SM951 系列，該系列的順序?qū)懭胨俣冗_到 5.2 Gbit/s。

■ 內(nèi)存帶寬

10 Gbit/秒 意味著龐大的數(shù)據(jù)量；足夠的內(nèi)存帶寬對于10GigE 相機的可靠運行至關重要。雙通道內(nèi)存配置可確保有足夠的帶寬來接收傳入數(shù)據(jù)包，將其組裝成圖像，并在視覺應用中對其進行處理。

圖 1. 雙通道內(nèi)存比單通道配置具有更高的性能

與其使用一個大的 DIMM，不如使用兩個較小的 DIMM，其加起來達到所需內(nèi)存容量。通過在雙通道配置中安裝系統(tǒng)內(nèi)存，內(nèi)存帶寬將增加一倍。內(nèi)存通道的主板采用顏色編碼，簡化了設置。雙通道配置中使用的內(nèi)存模塊的速度和容量應匹配。許多內(nèi)存制造商出售雙通道套件。

您的系統(tǒng)應自動檢測并啟用雙通道內(nèi)存配置。然而，建議在必要時在 BIOS 中確認并啟用此配置。

圖 2. 有效的雙通道內(nèi)存配置示例

此外還提供支持三通道和四通道配置的系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)的附加內(nèi)存帶寬不會改善 10GigE 相機的性能，但可能會加快內(nèi)存和 CPU 密集型視覺處理應用程序。當前的 DDR4 內(nèi)存標準更受青睞，因為該標準比舊技術提供的內(nèi)存帶寬更大。

SDK

建議使用全新版本的 Spinnaker，這樣可確保您的系統(tǒng)始終具有全新功能與性能增強。

增加流默認緩沖區(qū)數(shù)量可創(chuàng)建更多的軟件緩沖區(qū)。這會以消耗系統(tǒng)內(nèi)存為代價來提升系統(tǒng)性能。緩沖區(qū)大小與圖像大小成正比，因此高分辨率相機的流緩沖區(qū)需要更多內(nèi)存。

PCIe 插槽配置

安裝網(wǎng)絡接口卡 (NIC) 的 PCIe 插槽可能會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生極大影響。做法是將 10GigE 網(wǎng)絡接口卡插入最靠近 CPU 的 PCIe 插槽。并非所有主板都能夠為所有 PCIe 插槽提供全帶寬。PCIe 插槽可能與其他外圍設備（如 USB 端口或其他 PCIe 插槽）共享帶寬。如需確定以全帶寬運行的 PCIe 插槽，請參閱主板用戶指南中的詳細規(guī)格。

圖 3. ATX 尺寸外形主板上 PCIe、內(nèi)存和存儲連接器的常見位置

NIC設置

巨型幀通過減少必須重新組裝到圖像中的數(shù)據(jù)包數(shù)量來減輕 CPU 的負載。用于連接 10GigE 相機的網(wǎng)絡接口卡和交換機應支持 9K 巨型幀。

隨著 10GBASE-T 越來越多地用于消費性產(chǎn)品，各種各樣的網(wǎng)絡接口卡出現(xiàn)在市場。第三方測試顯示，并非所有 10GBASE-T 網(wǎng)絡接口卡均能提供 10GigE 全帶寬。FLIR 銷售的 ACC-01-1106 或 ACC-01-1107 已經(jīng)過全面的測試和驗證，可用于我們的 Oryx 相機。

布線做法

卷繞的以太網(wǎng)電纜超出其需要長度可能會導致連接問題，或相機和主機之間的鏈接從 10GigE 降低至 GigE。這是因為相鄰線圈之間存在干擾。由于 CAT6A 有額外屏蔽，CAT5e 的效果將比 CAT6A 更顯著。CAT5e 電纜的急彎也可能導致信號質(zhì)量問題。RJ45 連接器不應使用。

距離不到 30 米時，CAT5e 將支持 10GigE 鏈接速度。距離超過 30 米時，應使用 CAT6A。CAT6A 電纜的屏蔽性能比 CAT5e 更強大，在易受電磁干擾環(huán)境下的短距離內(nèi)運行效果可能更加出色。

FLIR相機設置做法

Oryx 可與其他 Oryx 10GigE 相機或 GigE 相機（如 FLIR Blackfly S）一起用于多相機系統(tǒng)。為確保性能可靠，必須在相機之間共享可用的接口帶寬。超過交換機與主機之間的接口帶寬將導致丟包和丟幀。

圖 4. 設置設備鏈接通量限制以分配接口帶寬

建議設置相機帶寬限制的方法，是使用設備鏈接通量限制Device Link Throughput Limit控件。Device Link Throughput設置完成后，相機將限制最大幀速率以確保其不超過分配的帶寬。

圖 5. Spinview GUI的設備鏈接通量Device Link Throughput Limit設置

在 SpinView GUI 中， Device Link Throughput Limit設置可在功能瀏覽器的“Device Control”部分下方找到，或使用搜索欄找到。