Камера MIPI супраць камеры USB
За апошнія некалькі гадоў убудаванае бачанне ператварылася з моднага слова ў шырока распаўсюджаную тэхналогію, якая выкарыстоўваецца ў прамысловасці, медыцыне, рознічным гандлі, забаўляльным і сельскагаспадарчым сектарах. З кожнай фазай свайго развіцця ўбудаванае бачанне забяспечвала значны рост колькасці даступных на выбар інтэрфейсаў камеры. Аднак, нягледзячы на тэхналагічны прагрэс, інтэрфейсы MIPI і USB застаюцца двума самымі папулярнымі тыпамі для большасці ўбудаваных глядзельных праграм.
Інтэрфейс MIPI
MIPI (Інтэрфейс мабільнага прамысловага працэсара) - гэта адкрыты стандарт і спецыфікацыя, ініцыяваная MIPI Alliance для працэсараў мабільных прыкладанняў.Модулі камеры MIPIзвычайна сустракаюцца ў мабільных тэлефонах і планшэтах і падтрымліваюць дазвол высокай выразнасці больш за 5 мільёнаў пікселяў. MIPI дзеліцца на MIPI DSI і MIPI CSI, якія адпавядаюць стандартам адлюстравання і ўводу відэа адпаведна. У цяперашні час модулі камеры MIPI шырока выкарыстоўваюцца ў іншых убудаваных прадуктах, такіх як смартфоны, рэгістратары кіравання, камеры праваахоўных органаў, мікракамеры высокай выразнасці і сеткавыя камеры назірання.
Паслядоўны інтэрфейс дысплея MIPI (MIPI DSI ® ) вызначае высакахуткасны паслядоўны інтэрфейс паміж галоўным працэсарам і модулем дысплея. Інтэрфейс дазваляе вытворцам інтэграваць дысплеі для высокай прадукцыйнасці, нізкага энергаспажывання і нізкіх электрамагнітных перашкод (EMI), адначасова памяншаючы колькасць кантактаў і захоўваючы сумяшчальнасць паміж рознымі пастаўшчыкамі. Дызайнеры могуць выкарыстоўваць MIPI DSI для забеспячэння бліскучай колераперадачы для самых патрабавальных сцэнарыяў малюнкаў і відэа і падтрымкі перадачы стэрэаскапічнага кантэнту.
MIPI з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным інтэрфейсам на сучасным рынку для кропка-кропка перадачы выявы і відэа паміж камерамі і галоўнымі прыладамі. Гэта можна звязаць з прастатой выкарыстання MIPI і яго здольнасцю падтрымліваць шырокі спектр высокапрадукцыйных прыкладанняў. Ён таксама абсталяваны магутнымі функцыямі, такімі як 1080p, 4K, 8K і не толькі відэа і выявы з высокім разрозненнем.
Інтэрфейс MIPI з'яўляецца ідэальным выбарам для такіх прыкладанняў, як галаўныя прылады віртуальнай рэальнасці, разумныя праграмы дарожнага руху, сістэмы распазнавання жэстаў, беспілотнікі, распазнаванне твараў, сістэмы бяспекі, сістэмы назірання і г.д.
Інтэрфейс MIPI CSI-2
Стандарт MIPI CSI-2 (паслядоўны інтэрфейс камеры MIPI 2-га пакалення) - гэта высокапрадукцыйны, эканамічна эфектыўны і просты ў выкарыстанні інтэрфейс. MIPI CSI-2 прапануе максімальную прапускную здольнасць 10 Гбіт/с з чатырма палосамі перадачы дадзеных выявы - кожная паласа здольная перадаваць даныя са хуткасцю да 2,5 Гбіт/с. MIPI CSI-2 хутчэй, чым USB 3.0, і мае надзейны пратакол для апрацоўкі відэа ад 1080p да 8K і далей. Акрамя таго, з-за нізкіх накладных выдаткаў MIPI CSI-2 мае больш высокую прапускную здольнасць чыстага малюнка.
Інтэрфейс MIPI CSI-2 выкарыстоўвае менш рэсурсаў цэнтральнага працэсара - дзякуючы сваім шмат'ядравым працэсарам. Гэта стандартны інтэрфейс камеры для Raspberry Pi і Jetson Nano. Модуль камеры Raspberry Pi V1 і V2 таксама заснаваны на ім.
Абмежаванні інтэрфейсу MIPI CSI-2
Нягледзячы на тое, што гэта магутны і папулярны інтэрфейс, MIPI CSI мае некалькі абмежаванняў. Напрыклад, для працы камер MIPI патрэбныя дадатковыя драйверы. Гэта азначае, што існуе абмежаваная падтрымка розных датчыкаў выявы, калі толькі вытворцы ўбудаваных сістэм сапраўды не настойваюць на гэтым!
Перавагі MIPI:
Інтэрфейс MIPI мае менш сігнальных ліній, чым інтэрфейс DVP. Паколькі гэта дыферэнцыяльны сігнал нізкага напружання, перашкоды, якія ствараюцца, невялікія, а здольнасць супраць перашкод таксама моцная. 800 Вт і, перш за ўсё, выкарыстоўваць інтэрфейс MIPI. Інтэрфейс камеры смартфона выкарыстоўвае MIPI.
Як гэта працуе?
Як правіла, звышкампактная плата ў сістэме бачання падтрымлівае MIPI CSI-2 і працуе з шырокім дыяпазонам інтэлектуальных датчыкаў. Акрамя таго, ён сумяшчальны з мноствам розных плат працэсара.
MIPI CSI-2 падтрымлівае фізічны ўзровень MIPI D-PHY для сувязі з працэсарам прыкладанняў або сістэмай на чыпе (SoC). Ён можа быць рэалізаваны на любым з двух фізічных узроўняў: MIPI C-PHY℠ v2.0 або MIPI D-PHY℠ v2.5. Такім чынам, яго прадукцыйнасць маштабуецца ў залежнасці ад паласы.
У камеры MIPI датчык камеры захоплівае і перадае выяву на хост CSI-2. Калі малюнак перадаецца, яно захоўваецца ў памяці ў выглядзе асобных кадраў. Кожны кадр перадаецца па віртуальных каналах. Затым кожны канал разбіваецца на лініі - перадаюцца па чарзе. Такім чынам, гэта дазваляе поўную перадачу выявы з аднаго і таго ж датчыка выявы, але з некалькімі патокамі пікселяў.
MIPI CSI-2 выкарыстоўвае для сувязі пакеты, якія ўключаюць фармат даных і функцыянальнасць кода выпраўлення памылак (ECC). Адзін пакет праходзіць праз ўзровень D-PHY, а затым разбіваецца на колькасць неабходных палос перадачы дадзеных. D-PHY працуе ў высакахуткасным рэжыме і перадае пакет атрымальніку праз канал.
Затым прыёмнік CSI-2 забяспечваецца фізічным узроўнем D-PHY для вылучэння і дэкадавання пакета. Працэс паўтараецца кадр за кадрам ад прылады CSI-2 да хоста праз эфектыўную і недарагую рэалізацыю.
Інтэрфейс USB
TheІнтэрфейс USBяк правіла, служыць стыкам паміж дзвюма сістэмамі - камерай і ПК. Паколькі ён добра вядомы сваімі магчымасцямі «падключы і працуй», выбар інтэрфейсу USB азначае, што вы можаце развітацца з дарагім, працяглым часам распрацоўкі і коштам для вашага ўбудаванага інтэрфейсу бачання. USB 2.0, старэйшая версія, мае значныя тэхнічныя абмежаванні. Калі тэхналогія пачынае змяншацца, шэраг яе кампанентаў становяцца несумяшчальнымі. Інтэрфейсы USB 3.0 і USB 3.1 Gen 1 былі запушчаны, каб пераадолець абмежаванні інтэрфейсу USB 2.0.
Інтэрфейс USB 3.0 (і USB 3.1 Gen 1) спалучае ў сабе станоўчыя характарыстыкі розных інтэрфейсаў. Сюды ўваходзяць сумяшчальнасць «plug-and-play» і нізкая нагрузка на працэсар. Прамысловы стандарт бачання USB 3.0 таксама павышае сваю надзейнасць для камер з высокім дазволам і высокай хуткасцю.
Ён патрабуе мінімальнага дадатковага абсталявання і падтрымлівае нізкую прапускную здольнасць - да 40 мегабайт у секунду. Ён мае максімальную прапускную здольнасць 480 мегабайт у секунду. Гэта ў 10 разоў хутчэй, чым USB 2.0, і ў 4 разы хутчэй, чым GigE! Яе магчымасці "падключы і працуй" гарантуюць, што ўбудаваныя глядзельныя прылады можна лёгка замяніць, што дазваляе лёгка замяніць пашкоджаную камеру.
Абмежаванні інтэрфейсу USB 3.0
Самы вялікі недахоп стUSB 3.0інтэрфейс заключаецца ў тым, што вы не можаце запускаць датчыкі з высокім дазволам на высокай хуткасці. Іншым недахопам з'яўляецца тое, што вы можаце выкарыстоўваць кабель толькі на адлегласці да 5 метраў ад галоўнага працэсара. Нягледзячы на тое, што даступныя больш доўгія кабелі, усе яны абсталяваны «ўзмацняльнікамі». Наколькі добра гэтыя кабелі працуюць разам з прамысловымі камерамі, трэба правяраць у кожным асобным выпадку.
Час публікацыі: 22 сакавіка 2023 г
