MIPI-kamera vs USB-kamera

Valget af den bedst passende grænseflade afhænger af mange faktorer. Og MIPI og USB er forblevet to af de mest populære kameragrænseflader. Tag på en dybtgående rejse ind i MIPI- og USB-grænsefladers verden, og få en funktion-for-funktion-sammenligning.

I løbet af de sidste par år har indlejret vision udviklet sig fra et buzzword til en bredt vedtaget teknologi, der bruges på tværs af industri-, medicinsk-, detail-, underholdnings- og landbrugssektorer. Med hver fase af dens udvikling har indlejret vision sikret en betydelig vækst i antallet af tilgængelige kameragrænseflader at vælge imellem. På trods af de teknologiske fremskridt er MIPI- og USB-grænseflader dog forblevet de to mest populære typer for et flertal af indlejrede vision-applikationer.

Valget af en interface, der passer bedst til hinanden, afhænger af mange faktorer som krav til billedhastighed/båndbredde, opløsning, dataoverførselspålidelighed, kabellængde, kompleksitet og – selvfølgelig – de samlede omkostninger. I denne artikel ser vi på begge grænseflader i detaljer for bedre at forstå deres muligheder og begrænsninger.

720P kameramodul

Et dybere kig på MIPI- og USB-grænseflader

 

Et MIPI-kamera er intet andet end etkamera moduleller system, der bruger en MIPI-grænseflade til at overføre billeder fra kameraet til værtsplatformen. Til sammenligning bruger et USB-kamera et USB-interface til dataoverførsel. Lad os nu forstå de forskellige typer MIPI- og USB-grænseflader, og hvor de bruges.

MIPI interface

MIPI er den mest almindeligt anvendte grænseflade på dagens marked til punkt-til-punkt billed- og videotransmission mellem kameraer og værtsenheder. Det kan tilskrives MIPI's brugervenlighed og dets evne til at understøtte en bred vifte af højtydende applikationer. Den er også udstyret med kraftfulde funktioner såsom 1080p, 4K, 8K og mere video og højopløselig billedbehandling.

MIPI-grænsefladen er et ideelt valg til applikationer som hovedmonterede virtual reality-enheder, smarte trafikapplikationer, gestusgenkendelsessystemer, droner, ansigtsgenkendelse, sikkerhed, overvågningssystemer osv.

 

MIPI CSI-2 interface

MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) standarden er en højtydende, omkostningseffektiv og brugervenlig grænseflade. MIPI CSI-2 tilbyder en maksimal båndbredde på 10 Gb/s med fire billeddatabaner - hver bane er i stand til at overføre data op til 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 er hurtigere end USB 3.0 og har en pålidelig protokol til at håndtere video fra 1080p til 8K og derover. På grund af dens lave overhead har MIPI CSI-2 desuden en højere netto billedbåndbredde.

MIPI CSI-2-grænsefladen bruger færre ressourcer fra CPU'en - takket være dens multi-core processorer. Det er standardkameragrænsefladen til Raspberry Pi og Jetson Nano. Raspberry Pi-kameramodulet V1 og V2 er også baseret på det.

5MP USB-kameramodul

Begrænsninger af MIPI CSI-2 Interface

Selvom det er en kraftfuld og populær grænseflade, kommer MIPI CSI med et par begrænsninger. For eksempel er MIPI-kameraer afhængige af ekstra drivere for at fungere. Det betyder, at der er begrænset understøttelse af forskellige billedsensorer, medmindre producenter af indlejrede systemer virkelig presser på!

USB interface

USB-grænsefladen har en tendens til at tjene som forbindelsespunktet mellem to systemer - kameraet og pc'en. Da det er kendt for sine plug-and-play-muligheder, indebærer valget af USB-grænsefladen, at du kan sige farvel til dyre, lange udviklingstider og omkostninger for din indlejrede vision-grænseflade. USB 2.0, den ældre version, har betydelige tekniske begrænsninger. Efterhånden som teknologien begynder at aftage, bliver en række af dens komponenter inkompatible. USB 3.0- og USB 3.1 Gen 1-grænseflader blev lanceret for at overvinde begrænsningerne ved USB 2.0-grænsefladen.

>> Køb vores USB-kameramoduler her

USB 3.0 interface

USB 3.0-grænsefladen (og USB 3.1 Gen 1) kombinerer de positive egenskaber ved forskellige grænseflader. Disse inkluderer plug-and-play-kompatibilitet og lav CPU-belastning. Den industrielle visionstandard for USB 3.0 øger også dens pålidelighed for højopløsnings- og højhastighedskameraer.

Det kræver minimalt med ekstra hardware og understøtter lav båndbredde – op til 40 megabyte i sekundet. Den har en maksimal båndbredde på 480 megabyte i sekundet. Dette er 10 gange hurtigere end USB 2.0 og 4 gange hurtigere end GigE! Dens plug-and-play-funktioner sikrer, at indlejrede vision-enheder nemt kan skiftes ud - hvilket gør det nemt at udskifte et beskadiget kamera.

Begrænsninger for USB 3.0-interface

Den største ulempe ved USB 3.0-grænsefladen er, at du ikke kan køre højopløselige sensorer ved høj hastighed. En anden ulempe er, at du kun kan bruge et kabel op til en afstand på 5 meter fra værtsprocessoren. Mens længere kabler er tilgængelige, er de alle udstyret med "boostere". Hvor godt disse kabler fungerer sammen med industrielle kameraer, skal kontrolleres for hvert enkelt tilfælde.

MIPI-kamera vs USB-kamera – en funktion ved funktionssammenligning

 

Funktioner	USB 3.0	MIPI CSI-2
Tilgængelighed på SoC	På avancerede SoC'er	Mange (typisk 6 baner tilgængelige)
Båndbredde	400 MB/s	320 MB/s/bane 1280 MB/s (med 4 baner)*
Kabellængde	< 5 meter	<30 cm
Pladskrav	Høj	Lav
Plug-and-play	Understøttet	Ikke understøttet
Udviklingsomkostninger	Lav	Middel til Høj

Det er vien leverandør af USB-kameramoduler. Hvis du er interesseret i vores produkter, takkontakt os nu!