GPIO 連接器 (CoF 擷取卡)#
這可讓您設定詳細且複雜的觸發系統，包括：
- 接收來自外部裝置（例如 Shaft Encoders、光柵等）的觸發訊號（觸發輸入）。
- 將來自擷取卡的觸發訊號傳送至外部裝置（例如相機、光源等）（觸發輸出）。
- 接收軟體觸發。
資訊
imaFlex 2 Dual 100 擷取卡的觸發必須透過 Applet 進行設定。本主題將說明硬體介面與實體連接，但軟體設定無法透過標準的觸發與 GPIO 設定工具 (例如 gpioTool 或 Pylon 參數) 來完成。如需透過 Applet 設定觸發的詳細資訊，請參閱以下文件：
- VisualApplets 說明文件，特別是 AppletProperties Operator Documentation
- 應用手冊：為可編程擷取卡設計信號處理 Applet
- imaFlex 2 Dual 100 標準 Applet 文件的其他/GPIO 設定一章
透過使用觸發，您可以控制影像擷取過程。例如，您可以在特定時間點擷取影像、定義何時接受相機傳送的影像、指定應擷取多少行，或控制照明。
imaFlex 2 Dual 100 上的觸發介面#
imaFlex 2 Dual 100 擷取卡提供下列觸發介面：
- 插槽擋板上的前方 GPIO：一個 SUB-D 26 接腳連接器。
- GPIO 觸發板連接器 (34 接腳)：一個 34 接腳插座 (觸發單元「GPIO」)，用於連接額外的觸發板 (Opto Trigger 5 或 TTL Trigger)。
- C0/C1 QSFP28 連接器：連接至 CoF 相機時，透過 QSFP28 連接器傳輸最多 16 個 CoF 觸發類型封包。
輸入設定#
imaFlex 2 Dual 100 提供兩個獨立的 GPI 群組，每個群組包含 4 個 GPI。GPI 群組可設定為差動 (differential)或單端 (single-ended)。此設定會套用至該群組內的所有 GPI 訊號。其中一個群組可以是差動而另一個是單端，或者兩者皆為差動，或者兩者皆為單端。單端為預設模式。
- 在差動模式下，您可以使用前方 GPIO 上的 GPI，在每個群組接收最多 2 個差動訊號，亦即兩個群組合計最多 4 個。
- 在單端模式下，您可以使用前方 GPIO 上的 GPI，在每個群組接收最多 4 個單端訊號，亦即兩個群組合計最多 8 個。
前方 GPI 群組#
前方 GPIO 介面提供兩個獨立的 GPI 群組，每個群組包含四個 GPI 訊號。每個群組在連接器上都有專屬的電源接腳，允許各群組在不同的電位準下運作。各群組的設定是透過軟體在 FPGA 中執行，使用 AppletProperties VisualApplets 運算子的參數。
每個 GPI 群組皆可進行設定，以在其所有輸入端上啟用 20 kΩ 上拉電阻或 20 kΩ 下拉電阻。此外，群組的運作模式可在差動與單端訊號傳輸之間切換。
在差動模式下，只有 GPI[n] 與 GPI[n+2] 攜帶有效資訊。中間的訊號（GPI[n+1] 與 GPI[n+3]）不提供有意義的資料，應予忽略（視為不關心訊號）。在單端模式下，該群組的所有四個 GPI 訊號皆可使用並攜帶有效資訊。
所有群組的 GPI 及其電源供應與控制訊號皆為電氣隔離。
下圖說明單一 GPI 群組的邏輯方塊圖。
差動模式#
在差動模式下，每個前方 GPI 群組的四個 GPI 設定為接收差動訊號。只有偶數編號的 GPI 訊號能向 FPGA 提供有意義的資料。對應的奇數編號 GPI 必須視為不關心訊號。
前方 GPIO 介面由兩個群組組成：
- 群組 03：GPI[0]、GPI[1]、GPI[2]、GPI[3]
- 群組 47：GPI[4]、GPI[5]、GPI[6]、GPI[7]
GPI 編號直接對應至 VisualApplets 運算子中顯示的 FPGA Applet 編號（1:1 對應）。
下表描述當兩個群組都設定為差動運作時，每個 GPI 針腳的含意。
| 接腳編號 | 訊號類型 | 參考信號 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6，差動輸入 6 (+) | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 2 | FrontGpi7，差動輸入 6 (-) | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 3 | FrontGpi2，差動輸入 2 (+) | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 4 | FrontGpi3，差動輸入 2 (-) | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 10 | FrontGpi4，差動輸入 4 (+) | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 11 | FrontGpi5，差動輸入 4 (-) | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 12 | FrontGpi0，差動輸入 0 (+) | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 13 | FrontGpi1，差動輸入 0 (-) | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 19 | VccIn47（輸入群組 47 的隔離 VCC） | GndIn47 (pin 20) |
| 20 | GndIn47（輸入群組 47 的隔離接地） | VccIn47 (pin 19) |
| 21 | VccIn03（輸入群組 03 的隔離 VCC） | GndIn03 (pin 22) |
| 22 | GndIn03（輸入群組 03 的隔離接地） | VccIn03 (pin 21) |
| 遮蔽 | GND (非隔離式機板接地 / 大地 / 擋板) |
單端模式#
在單端模式下，前方 GPI 群組的 4 個 GPI 設定為接收 4 個獨立的單端訊號。GPI 編號直接對應至 VisualApplets 運算子中顯示的 FPGA Applet 編號（1:1 對應）。
下表說明了當兩組皆設定為單端運作時，每個 GPI 接腳的含義。
| 接腳編號 | 訊號類型 | 參考信號 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6，輸入 6 | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 2 | FrontGpi7，輸入 7 | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 3 | FrontGpi2，輸入 2 | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 4 | FrontGpi3，輸入 3 | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 10 | FrontGpi4，輸入 4 | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 11 | FrontGpi5，輸入 5 | VccIn47（接腳 19）／ GndIn47（接腳 20） |
| 12 | FrontGpi0，輸入 0 | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 13 | FrontGpi1，輸入 1 | VccIn03（接腳 21）／ GndIn03（接腳 22） |
| 19 | VccIn47（輸入群組 47 的隔離 VCC） | GndIn47 (pin 20) |
| 20 | GndIn47（輸入群組 47 的隔離接地） | VccIn47 (pin 19) |
| 21 | VccIn03（輸入群組 03 的隔離 VCC） | GndIn03 (pin 22) |
| 22 | GndIn03（輸入群組 03 的隔離接地） | VccIn03 (pin 21) |
| 遮蔽 | GND (非隔離式機板接地 / 大地 / 擋板) |
同時使用差動模式與單端模式
各個 GPI 組別獨立運作，因此一組可設定為差動模式，而另一組可設定為單端模式。其中一組的設定不會影響另一組的運作。
實體輸入的電氣特性#
| 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | Unit |
|---|---|---|---|---|
| 供應電壓 | 4.5 | 26 | VDC | |
| 輸入閾值 | 20 % 電源電壓 | VDC | ||
| 差動輸入偏移電壓 | 50 | mV | ||
| GPI 引腳偏置電流 | -25 | -400 | nA | |
| GPI 群組電壓 IN 總電流 | -50 | mA |
實體輸入的時間特性#
| 描述 | 典型值 | Unit |
|---|---|---|
| 傳播延遲 | 300 | ns |
| 最小脈衝寬度 | 200 | ns |
| 最大頻率 | 2.5 | MHz |
前方 GPO 群組 (觸發輸出)#
前方 GPIO 介面由兩個群組組成：
- Group 03：GPO[0]、[1]、[2]、[3]
- Group 47：GPO[4]、[5]、[6]、[7]
每個群組在連接器上都有專屬的電源供應接腳，亦即若對群組電源供應接腳外接 5 V 電壓，該群組中的輸出 GPO 信號將會是與 5 V TTL 相容的典型 5 V CMOS 電平。外部電源供應的範圍可在 4.5 V 至 26 V 之間。
下圖說明單一 GPO 群組的邏輯方塊圖。
實體輸出的電氣特性#
| 描述 | Value |
|---|---|
| 輸出高電壓 (VOH) | 最小 VCC out – 0.4 V @ -6. 5 mA |
| 輸出低電壓 (VOL) | 最大 0.4 V @ 6.5 mA |
| 輸出電流 (IO) | ± 50 mA |
5 V 輸出（最大電流 500 mA）
前置 GPIO 連接器提供一個供應 5 VDC 的電壓輸出接腳。當無法取得外部電源時，此電源供應可用於為 GPO 和 GPI 電路供電。最大電流為 500 mA。
實體輸出的時間特性#
| 描述 | 典型值 | 最大值 | Unit |
|---|---|---|---|
| 上升／下降時間 | 3 | 30 | ns |
| 傳播延遲 | 70 | ns |
GPIO Trigger Board Connector (34-Pin)#
透過 GPIO 觸發板連接器（34 接腳），您可以將擷取卡連接至 Trigger Extension Board。
下圖顯示了擷取卡如何與 Trigger Extension Board 搭配使用：
GPIO 觸發板連接器提供：
- 8 個數位輸入（IN 0–7）
- 8 個數位輸出（OUT 0–7）。
這八個輸入的編號從 0 到 7。這八個輸出的範圍從 0 到 7。
GPIO 連接器用於連接 Trigger Extension Board。Trigger Extension Board 的實體介面如何組態（TTL 或光電耦合、上拉、下拉、差動或單端訊號）取決於您所使用的 Trigger Extension Board。如需詳細資訊，請參閱 Opto-Coupled Trigger 5 或 TTL Trigger。
有關安裝說明，請參閱 Installing a Trigger Extension Board。
有關將一個或多個擷取卡裝置連接至一個或多個觸發板的詳細資訊，請參閱 Synchronizing Multiple Boards。
GPIO Trigger Board Connector (34-Pin) 的接腳配置#
34 接腳扁平電纜可將擷取卡連接至外部觸發板。所有 Basler 擷取卡均提供 8 個數位輸入（IN 0–7）和 8 個數位輸出（OUT 0–7）。
您可以透過 applet 組態如何使用個別輸入和輸出。請參閱您所使用的 applet 文件。
| Pin # (Odd) | I/O 名稱 | Pin # (Even) | I/O 名稱 |
|---|---|---|---|
| 1 | 觸發輸出 0 | 2 | +3.3 VDC |
| 3 | 觸發輸出 1 | 4 | +3.3 VDC |
| 5 | 觸發輸出 2 | 6 | GND |
| 7 | 觸發輸出 3 | 8 | GND |
| 9 | 觸發輸入 0 | 10 | GND |
| 11 | 觸發輸入 1 | 12 | GND |
| 13 | 觸發輸入 2 | 14 | GND |
| 15 | 觸發輸入 3 | 16 | GND |
| 17 | Trigger Output 4 | 18 | GND |
| 19 | Trigger Output 5 | 20 | GND |
| 21 | Trigger Output 6 | 22 | GND |
| 23 | Trigger Output 7 | 24 | GND |
| 25 | Trigger Input 4 | 26 | GND |
| 27 | Trigger Input 5 | 28 | GND |
| 29 | Trigger Input 6 | 30 | GND |
| 31 | Trigger Input 7 | 32 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
| 33 | Presence Detect | 34 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
所有 GPO 信號皆由推挽式驅動器 (push-pull drivers) 驅動。
請參閱Opto Trigger 5和TTL Trigger一節，瞭解如何連接與使用 Trigger Extension Board。請參閱特定的applet documentation，瞭解如何使用觸發訊號。
將帶有與不帶電源供應的 Trigger Source 連接到正面 GPIO#
通常有 2 種類型的觸發裝置：
- 為其 GPIO 提供電源的裝置，以及
- 需要提供外部電源的裝置。
imaFlex 2 Dual 100 可以與這兩種型式的裝置結合使用。
為其 GPIO 提供電源供應的來源裝置#
本節顯示如何將提供 GPIO 電源的軸編碼器 (shaft encoder) 連接到 imaFlex 2 Dual 100 的範例。軸編碼器以差動方式連接至 GPI 群組 03。
其 GPIO 需要外部電源供應的來源裝置#
本節顯示如何將需要外部 GPIO 電源的軸編碼器連接到 imaFlex 2 Dual 100 的範例。
除連接軸編碼器電源引腳外，請務必將 VccIn03 連接至 5VOutIso，並將 GndIn03 連接至 GndOutIso。這是為擷取卡 GPI 電路供電所需的。
為其 GPIO 提供電源供應的汲極裝置#
本章顯示如何將提供 GPIO 電源的控制汲極 (control sink) 連接到 imaFlex 2 Dual 100 的範例。
控制汲極以差動方式連接至 GPO 群組 03 通訊埠 [0] 與通訊埠 [1]。
需要電源供應其 GPIO 的汲極裝置#
本節提供了一個範例，展示如何將預期外部 GPIO 電源供應的接收器連接至 imaFlex 2 Dual 100。
控制接收器採差動方式連接至 GPO 群組 03 的連接埠 [0] 與連接埠 [1]。
除了連接集極下陷 (sink) 供應引腳外，請務必將 VccOut03 連接到 5VOutIso，並將 GndOut03 連接到 GndOutIso。這是為擷取卡 GPO 電路供電所需的步驟。
5 V 擷取卡外部電源供應
每張 Basler 擷取卡皆提供 5 V 電源供應，用於連接需要外部 GPIO 電源供應的外部裝置。這些 5 V 電源在所有供電的 GPIO 連接埠上最高可承受 500 mA 的電流。
Trigger Extension Boards#
Trigger Extension Board 對於在低延遲下執行各種任務非常有用，例如：
- 控制相機
- 控制周邊裝置
- 同步多張擷取卡
適用於 Basler 擷取卡的所有 Trigger Extension Board 皆提供以下功能：
- 8 個數位輸入 (IN 0–7)（8 個單端信號或 4 個差動信號）
- 8 個數位輸出（OUT 0–7）。
有關詳細資訊，請參閱 Opto-Coupled Trigger 5 和 TTL Trigger。
Applet 專屬觸發設定#
透過 Applet，您可以設定如何使用觸發擴充板的各個 I/O。請參閱 Configuring the Trigger Options within an Applet 以及您所使用的特定 Applet 文件。
在 Applet 內設定觸發選項#
您可以透過以下方式存取 Applet 的觸發設定：
- microDisplay X：允許您透過 GUI 觸發參數值。
- Framegrabber API：允許將擷取卡整合至特定的影像處理應用程式中。
觸發系統的要求會因您的應用程式而異：
- 對於面陣掃描，只需要一種觸發類型（影格觸發）。
- 對於線陣掃描，需要兩種觸發類型：行觸發（為每一行發送一個觸發脈衝）和影格觸發。在線陣掃描應用程式中，影格觸發控制影像中附加了多少行。
如需有哪些可用參數（以及設定可能產生的影響）的資訊，請參閱您所使用的 applet 的說明文件。