Field Programmable Gate Arrays (FPGA) sind aus vielen Produkten der Bildverarbeitung kaum noch wegzudenken. Meist übernehmen sie nur die Funktion des Interfacing, z.B. zur Ansteuerung des CCD-Bildsensors. Nach und nach statten die Kamerahersteller nun ihre Geräte mit zusätzlichen Funktionen wie Rauschfilterung, Bayer-Farbumrechnung, Weißabgleich oder Gammakorrektur aus. Das sind Funktionen, die meist ebenfalls in einem FPGA als feste, für den Anwender bestenfalls in den Parametern veränderbare Funktionsblöcke integriert sind. Der japanische Hersteller Sensor Technologies, kurz Sentech, geht einen Schritt weiter und bietet eine Serie von GigE-Kameras mit einem zweiten, für den Anwender völlig frei zugänglichen FPGA-Baustein an, der mit beliebigen anwendungsspezifischen Funktionen belegt werden kann. Benutzerspezifisches FPGA Ein FPGA ist ein integrierter Schaltkreis der Digitaltechnik, in dem logische Schaltungen programmiert werden können. Dazu werden in einem FPGA Schaltungsstrukturen mittels einer Hardwarebeschreibungssprache erstellt. In der Kamerafamilie von Sentech kommt ein Xilinx-Spartan-3 FPGA vom Typ XC3SD1800A zum Einsatz, dem für die Konfiguration ein ROM mit 8MBit Speicherkapazität zur Seite steht. Das FPGA ist im Auslieferungszustand ungenutzt, steht dem Anwender im vollen Umfang zur Verfügung. Zudem gibt es einen 32MByte-DDR2-Speicher, der z.B. für das Zwischenspeichern von Bilddaten genutzt werden kann. Bilddaten aus- und einkoppeln Die analogen Signale vom CCD-Sensor werden im A/D-Wandler digitalisiert und zum \’Sentech-FPGA\‘ übertragen. Bleibt das benutzerspezifische FPGA ungenutzt, durchlaufen die Daten die Stufen für den Weißabgleich, für die Gammaverarbeitung und, bei Farbkameras, für die Einheit der Farbumrechnung. Das so aufbereitete Bildsignal gelangt zur Gigabit-Ethernet-Schnittstelle nach draußen. Nun besteht die Möglichkeit, die Bilddaten an verschiedenen Stellen für ein weiteres Processing auszukoppeln. Der Programmierer kann dabei direkt auf die Rohdaten nach dem A/D-Wandler oder nach einer der beiden Stufen, dem Weißabgleich oder der Gammaverarbeitung, zugreifen. Das Wiedereinkoppeln der im User-FPGA verarbeiteten Bilddaten kann an einer dieser drei Stellen in das Sentech-FPGA erfolgen. Die PowerPlus-Serie besteht aus zehn verschiedenen Kameramodellen: Jeweils in Farbe oder in Monochrom bieten sie fünf verschiedene Auflösungen, von VGA bis hin zu 5Megapixeln. Weitere zehn Modelle mit den gleichen Unterscheidungen gibt es von der Standard-Serie – ohne das benutzerspezifische FPGA.
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