Mejores prácticas de 10 GigE: configuración de un sistema de una sola cámara
Mejores prácticas para la configuración del sistema anfitrión, el cableado y los ajustes de la cámara.
Ya sea que esté investigando cómo usar el 10 GigE o esté buscando sugerencias sobre lo que debe considerar, este documento le ofrece algunas de las mejores prácticas para ayudar a garantizar una configuración sin problemas y un rendimiento óptimo de un sistema de visión de 10 GigE de una sola cámara. Enumeramos nuestras mejores prácticas para la configuración del sistema anfitrión, el cableado y los ajustes de la cámara.
Mejores prácticas para la configuración de la CPU del sistema
anfitrión
En un PC moderno, volver a ensamblar los paquetes de Ethernet en datos de imagen requiere de un pequeño porcentaje de la capacidad de procesamiento disponible de la CPU. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de visión hacen mucho más que simplemente capturar y almacenar datos de imágenes. Para garantizar que dispone de suficiente poder de procesamiento para analizar datos de imágenes en tiempo real, FLIR recomienda una CPU Intel® Core™ i7 de cuarta generación o superior.
Almacenamiento masivo
Para transmitir al disco desde una cámara Oryx se requiere de un almacenamiento masivo que pueda soportar la interfaz 10 GigE. La popular interfaz de almacenamiento masivo SATA 3.0 tiene un ancho de banda máximo de 6 GBit/s. Para transmitir al ancho de banda completo utilizando unidades de disco duro SATA o unidades de estado sólido (SSD), se requiere una matriz RAID de dos o más discos SATA 3.0.
La mayoría de las placas base nuevas admiten M.2 SSD. El estándar M.2 utiliza una interfaz PCIe 2.0 x 4 o PCIe 3.0 x 4 que teóricamente puede proporcionar un ancho de banda suficiente para mantener el ritmo de una cámara 10 GigE. La velocidad de escritura secuencial aún está limitada por la tecnología de memoria flash. A partir de principios de 2018, el SSD M.2 con la velocidad de escritura más rápida es la serie Samsung NVMe SM951, ofrece una velocidad de escritura secuencial de 5.2 Gbit/s.
La nueva memoria Optane 3D XPoint™ de Intel puede entregar velocidades de escritura de hasta 16 Gbit/s; sin embargo, la capacidad de almacenamiento de estos dispositivos es actualmente bastante pequeña.
El ancho de banda de la memoria de
10 Gbit/s es una gran cantidad de datos; el ancho de banda de memoria adecuado es esencial para el funcionamiento confiable de las cámaras 10 GigE. Una configuración de memoria de doble canal garantiza que haya suficiente ancho de banda para recibir paquetes entrantes, ensamblarlos en imágenes y manipularlos en una aplicación de visión.
Fig. 1. La memoria de doble canal ofrece un rendimiento mayor que con una configuración de un solo canal.
En lugar de un DIMM grande, utilice dos DIMM más pequeños que sumen la capacidad de memoria deseada. Al instalar la memoria del sistema en una configuración de doble canal, el ancho de banda de la memoria se duplica. Los canales de memoria están codificados por colores en las placas base, lo que simplifica la configuración. La velocidad y la capacidad de los módulos de memoria utilizados en las configuraciones de doble canal deben coincidir. Muchos fabricantes de memoria venden kits de doble canal.
Su sistema debe detectar y habilitar automáticamente una configuración de memoria de doble canal. Sin embargo, se recomienda que esto se confirme y se habilite en el BIOS, si es necesario.
Fig 2. Ejemplos de configuraciones válidas de memoria de doble canal.
También hay disponibles sistemas que admiten configuraciones de canales triples y cuádruples. Si bien el ancho de banda de memoria adicional de estos sistemas no mejorará el rendimiento de las cámaras 10 GigE, puede acelerar la memoria y las aplicaciones de procesamiento de visión que hacen un uso intensivo de la CPU. Se recomienda el estándar actual de memoria DDR4, ya que proporciona un mayor ancho de banda de memoria que las tecnologías anteriores.
SDK
Se recomienda el uso de la última versión de Spinnaker, ya que esto asegurará que su sistema siempre tenga las últimas características y mejoras de rendimiento.
El aumento del recuento predeterminado de almacenamiento intermedio de transmisión crea más almacenamientos intermedios de software. Esto mejorará el rendimiento del sistema a expensas de un mayor consumo de memoria del sistema. El tamaño del almacenamiento intermedio es proporcional al tamaño de la imagen, por lo que los almacenamientos intermedios de transmisión para cámaras de mayor resolución requerirán de más memoria.
Configuración de la ranura PCIe
La ranura PCIe en la que está instalada la tarjeta de interfaz de red (NIC) puede tener un impacto significativo en el rendimiento del sistema. La mejor práctica es conectar la NIC de 10 GigE en la ranura PCIe más cercana a la CPU. No todas las placas base pueden entregar un ancho de banda completo a todas las ranuras PCIe. Las ranuras PCIe pueden compartir ancho de banda con otros periféricos, como puertos USB u otras ranuras PCIe. Para determinar qué ranuras PCIe operan con un ancho de banda completo, consulte las especificaciones detalladas en la guía del usuario de su placa base.
Fig. 3. Ubicaciones comunes de ranuras PCIe, memoria y conectores de almacenamiento en una placa base con factor de forma ATX.
Configuraciones de NIC
Las tramas Jumbo reducen la carga en la CPU al reducir la cantidad de paquetes que se deben reensamblar en una imagen. Las NIC y los conmutadores utilizados para conectar las cámaras 10 GigE deben admitir tramas jumbo 9K.
A medida que 10GBASE-T se adopta cada vez más para productos de consumo, una amplia gama de NIC está disponible. Las pruebas de terceros han demostrado que no todas las NIC 10GBASE-T pueden entregar el ancho de banda de 10 GigE completo. La GE10-PCIE4XG202 comercializada por FLIR ha sido probada y validada para su uso con nuestra cámara Oryx.
Mejores prácticas de cableado
Enrollar los cables de Ethernet que son más largos de lo que deben ser puede ocasionar problemas de conectividad o que el enlace entre la cámara y el anfitrión se reduzca de 10 GigE a GigE. Esto se debe a la interferencia entre las bobinas adyacentes. El efecto será más prominente con CAT5e que con CAT6A debido a la protección adicional de CAT6A. Las curvas cerradas en cables CAT5e también pueden ocasionar problemas en la calidad de la señal. No se deben usar acopladores RJ45.
Para distancias inferiores a 30 metros, CAT5e admitirá una velocidad de enlace de 10 GigE. Para distancias superiores a 30 m, se debe utilizar CAT6A. Los cables CAT6A tienen un blindaje más robusto que los cables CAT5e y pueden funcionar mejor en distancias cortas en entornos propensos a interferencias electromagnéticas.
Mejores prácticas de ajustes para las cámaras FLIR
Oryx se puede utilizar en sistemas multicámara con otras cámaras Oryx 10 GigE o con cámaras GigE como la FLIR Blackfly S.
Para garantizar un rendimiento confiable, el ancho de banda de interfaz disponible debe compartirse entre las cámaras. Sobrepasar el ancho de banda de la interfaz entre el conmutador y el anfitrión provocará la pérdida de paquetes y la pérdida de fotogramas.
Fig. 4. Configuración del Límite de rendimiento de enlace del dispositivo para asignar ancho de banda de la interfaz
El método recomendado para establecer los límites del ancho de banda de la cámara es con el control del Límite de rendimiento de enlace del dispositivo. Una vez que se establece el rendimiento del enlace del dispositivo, la cámara restringirá la velocidad máxima de fotogramas para garantizar que no supere el ancho de banda asignado.
Fig. 5. Configuración del rendimiento del enlace del dispositivo en la interfaz gráfica del usuario (GUI) de Spinview
En la GUI de SpinView, la configuración del Límite de rendimiento de enlace del dispositivo se puede encontrar en la sección Control del dispositivo en el buscador de funciones o usando la barra de búsqueda.