GigE Vision Treiberentwicklung
40 Gbit/s Gesamtdurchsatz
Die Herausforderung
Daimler AG (Mercedes-Benz) und Robert Bosch GmbH benötigten in ihrem Kooperationsprojekt Athena eine Hochgeschwindigkeits-Bilderfassungslösung für ihre Testinfrastruktur für Fahrerassistenzsysteme (ADAS). Das System musste gleichzeitig Daten von vier GigE-Vision-Kameras mit jeweils 10 Gbit/s erfassen, insgesamt 40 Gbit/s Rohvideodaten. Die vorhandenen Lösungen konnten den massiven Datendurchsatz für die Echtzeitanalyse in wassergekühlten Eurotech-Linux-Systemen in Testfahrzeugen nicht bewältigen. Der Treiber musste das GigE Vision Control Protocol (GVCP) und das GigE Vision Stream Protocol (GVSP) für vier parallele Kameraströme ohne Datenverlust implementieren.
Unsere Lösung
Wir entwickelten einen benutzerdefinierten Linux-Treiber in C, der den kompletten GigE-Vision-Standard mit Unterstützung für parallelen Multi-Kamera-Betrieb implementiert. Der Treiber verfügt über einen Discovery-Mechanismus, der alle vier Kameras als einzelne Geräte über separate Netzwerkschnittstellen erkennt, wobei jede Kamera einen eigenen GVSP-Stream-Handler erhält. Wir implementierten multithreaded parallele Verarbeitung mit dynamischer CPU-Core-Zuweisung für jeden Stream, um verlustfreie Datenverarbeitung bei dem erforderlichen Durchsatz von über 13 Gbit/s zu gewährleisten. Die Lösung umfasst Laufzeitkonfigurationsfunktionen für Metadatenbehandlung und Kameraaktivierung/-deaktivierung sowie optimiertes Speichermanagement zur Minimierung von Kopiervorgängen und CPU-Last.
Das Ergebnis
Der GigE-Vision-Treiber wurde erfolgreich in Daimlers Fahrzeugtestinfrastruktur in Zusammenarbeit mit Bosch eingesetzt. Das System erreicht verlustfreie Erfassung bei über 13 Gbit/s nachhaltigem Durchsatz über alle vier Kamerakanäle. Der Treiber durchlief mehrere Release-Versionen (M2, M3, M4, v1.1, v1.2, v1.3) mit kontinuierlichen Leistungsverbesserungen. Diese Zusammenarbeit zwischen PLC2 Design GmbH, Daimler AG und Robert Bosch GmbH führte zu einer produktionsreifen Lösung für die Entwicklung und Validierung von Fahrerassistenzsystemen.
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