Caméra MIPI vs caméra USB
Au cours des dernières années, la vision intégrée est passée d'un mot à la mode à une technologie largement adoptée et utilisée dans les secteurs industriel, médical, de la vente au détail, du divertissement et de l'agriculture. À chaque phase de son évolution, la vision embarquée a assuré une croissance significative du nombre d’interfaces de caméra disponibles. Cependant, malgré les progrès technologiques, les interfaces MIPI et USB restent les deux types les plus populaires pour la majorité des applications de vision embarquée.
Interface MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) est un standard ouvert et une spécification initiée par la MIPI Alliance pour les processeurs d'applications mobiles.Modules de caméra MIPIse trouvent couramment dans les téléphones mobiles et les tablettes et prennent en charge des résolutions haute définition de plus de 5 millions de pixels. MIPI est divisé en MIPI DSI et MIPI CSI, qui correspondent respectivement aux normes d'affichage vidéo et d'entrée vidéo. À l'heure actuelle, les modules de caméra MIPI sont largement utilisés dans d'autres produits intégrés, tels que les smartphones, les enregistreurs de conduite, les caméras des forces de l'ordre, les micro-caméras haute définition et les caméras de surveillance réseau.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) définit une interface série haute vitesse entre un processeur hôte et un module d'affichage. L'interface permet aux fabricants d'intégrer des écrans offrant des performances élevées, une faible consommation d'énergie et de faibles interférences électromagnétiques (EMI), tout en réduisant le nombre de broches et en maintenant la compatibilité entre les différents fournisseurs. Les concepteurs peuvent utiliser MIPI DSI pour fournir un rendu des couleurs brillant pour les scénarios d'image et de vidéo les plus exigeants et prendre en charge la transmission de contenu stéréoscopique.
MIPI est l'interface la plus couramment utilisée sur le marché actuel pour la transmission d'images et de vidéos point à point entre les caméras et les périphériques hôtes. Cela peut être attribué à la facilité d'utilisation de MIPI et à sa capacité à prendre en charge un large éventail d'applications hautes performances. Il est également équipé de fonctionnalités puissantes telles que la vidéo 1080p, 4K, 8K et au-delà et l'imagerie haute résolution.
L'interface MIPI est un choix idéal pour les applications telles que les casques de réalité virtuelle, les applications de trafic intelligent, les systèmes de reconnaissance gestuelle, les drones, la reconnaissance faciale, la sécurité, les systèmes de surveillance, etc.
Interface MIPI CSI-2
La norme MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) est une interface hautes performances, économique et simple à utiliser. MIPI CSI-2 offre une bande passante maximale de 10 Gb/s avec quatre voies de données d'image – chaque voie étant capable de transférer des données jusqu'à 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 est plus rapide que l'USB 3.0 et dispose d'un protocole fiable pour gérer la vidéo de 1080p à 8K et au-delà. De plus, en raison de sa faible surcharge, MIPI CSI-2 dispose d'une bande passante d'image nette plus élevée.
L'interface MIPI CSI-2 utilise moins de ressources du CPU – grâce à ses processeurs multicœurs. Il s'agit de l'interface de caméra par défaut pour Raspberry Pi et Jetson Nano. Les modules caméra Raspberry Pi V1 et V2 sont également basés sur celui-ci.
Limites de l'interface MIPI CSI-2
Même s'il s'agit d'une interface puissante et populaire, MIPI CSI présente quelques limitations. Par exemple, les caméras MIPI dépendent de pilotes supplémentaires pour fonctionner. Cela signifie que la prise en charge des différents capteurs d'image est limitée, à moins que les fabricants de systèmes embarqués ne le fassent vraiment pression !
Avantages du MIPI :
L'interface MIPI a moins de lignes de signal que l'interface DVP. Puisqu'il s'agit d'un signal différentiel basse tension, les interférences générées sont faibles et la capacité anti-interférence est également forte. 800W et surtout utilise l'interface MIPI. L'interface de l'appareil photo du smartphone utilise MIPI.
Comment ça marche ?
En règle générale, la carte ultra-compacte d'un système de vision prend en charge MIPI CSI-2 et fonctionne avec une large gamme de solutions de capteurs intelligents. De plus, il est compatible avec de nombreuses cartes CPU différentes.
MIPI CSI-2 prend en charge la couche physique MIPI D-PHY pour communiquer avec le processeur d'application ou le système sur puce (SoC). Il peut être implémenté sur l'une ou l'autre des deux couches physiques : MIPI C-PHY℠ v2.0 ou MIPI D-PHY℠ v2.5. Par conséquent, ses performances sont évolutives.
Dans une caméra MIPI, le capteur de la caméra capture et transmet une image à l'hôte CSI-2. Lorsque l'image est transmise, elle est placée dans la mémoire sous forme d'images individuelles. Chaque trame est transmise via des canaux virtuels. Chaque canal est ensuite divisé en lignes – transmises une par une. Par conséquent, il permet une transmission complète d’images à partir du même capteur d’image, mais avec plusieurs flux de pixels.
MIPI CSI-2 utilise des paquets pour la communication qui incluent le format de données et la fonctionnalité de code de correction d'erreur (ECC). Un seul paquet traverse la couche D-PHY, puis se divise en le nombre de voies de données requises. D-PHY fonctionne en mode haut débit et transmet le paquet au récepteur via le canal.
Ensuite, le récepteur CSI-2 est doté d'une couche physique D-PHY pour extraire et décoder le paquet. Le processus est répété image par image depuis le périphérique CSI-2 vers l'hôte grâce à une mise en œuvre efficace et peu coûteuse.
Interface USB
LeInterface USBtend à servir de jonction entre deux systèmes : la caméra et le PC. Comme elle est réputée pour ses capacités plug-and-play, le choix de l'interface USB implique que vous pouvez dire adieu aux temps et coûts de développement coûteux et interminables pour votre interface de vision embarquée. L'USB 2.0, l'ancienne version, présente des limitations techniques importantes. À mesure que la technologie commence à décliner, un certain nombre de ses composants deviennent incompatibles. Les interfaces USB 3.0 et USB 3.1 Gen 1 ont été lancées pour surmonter les limitations de l'interface USB 2.0.
L'interface USB 3.0 (et USB 3.1 Gen 1) combine les caractéristiques positives de différentes interfaces. Ceux-ci incluent une compatibilité plug-and-play et une faible charge CPU. La norme industrielle de vision USB 3.0 augmente également sa fiabilité pour les caméras haute résolution et haute vitesse.
Il nécessite un minimum de matériel supplémentaire et prend en charge une faible bande passante – jusqu'à 40 mégaoctets par seconde. Il dispose d'une bande passante maximale de 480 mégaoctets par seconde. C'est 10 fois plus rapide que l'USB 2.0 et 4 fois plus rapide que le GigE ! Ses capacités plug-and-play garantissent que les dispositifs de vision intégrés peuvent être facilement remplacés, ce qui facilite le remplacement d'une caméra endommagée.
Limites de l'interface USB 3.0
Le plus gros inconvénient duUSB 3.0L'interface est que vous ne pouvez pas faire fonctionner des capteurs haute résolution à grande vitesse. Un autre inconvénient est que vous ne pouvez utiliser un câble que jusqu'à une distance de 5 mètres du processeur hôte. Bien que des câbles plus longs soient disponibles, ils sont tous équipés de « boosters ». La compatibilité de ces câbles avec les caméras industrielles doit être vérifiée au cas par cas.
Heure de publication : 22 mars 2023
