Cámara MIPI vs Cámara USB
Nos últimos anos, a visión integrada pasou de ser unha palabra de moda a unha tecnoloxía amplamente adoptada que se usa nos sectores industrial, médico, de venda polo miúdo, de entretemento e agrícola. Con cada fase da súa evolución, a visión integrada asegurou un crecemento significativo no número de interfaces de cámara dispoñibles para escoller. Non obstante, a pesar dos avances tecnolóxicos, as interfaces MIPI e USB seguiron sendo os dous tipos máis populares para a maioría das aplicacións de visión integrada.
Interface MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) é un estándar aberto e unha especificación iniciada pola MIPI Alliance para procesadores de aplicacións móbiles.Módulos de cámara MIPIatópanse habitualmente en teléfonos móbiles e tabletas e admiten resolucións de alta definición de máis de 5 millóns de píxeles. MIPI divídese en MIPI DSI e MIPI CSI, que corresponden aos estándares de visualización de vídeo e de entrada de vídeo, respectivamente. Na actualidade, os módulos de cámara MIPI utilízanse amplamente noutros produtos integrados, como teléfonos intelixentes, gravadores de condución, cámaras de aplicación da lei, microcámaras de alta definición e cámaras de vixilancia de rede.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) define unha interface serie de alta velocidade entre un procesador host e un módulo de visualización. A interface permite aos fabricantes integrar pantallas para un alto rendemento, baixo consumo de enerxía e baixa interferencia electromagnética (EMI), mentres reduce o número de pins e mantén a compatibilidade entre os diferentes provedores. Os deseñadores poden usar MIPI DSI para proporcionar unha representación de cores brillante para os escenarios de imaxe e vídeo máis esixentes e apoiar a transmisión de contido estereoscópico.
MIPI é a interface máis utilizada no mercado actual para a transmisión de imaxe e vídeo punto a punto entre cámaras e dispositivos host. Pódese atribuír á facilidade de uso de MIPI e á súa capacidade para admitir unha ampla gama de aplicacións de alto rendemento. Tamén vén equipado con potentes funcións como vídeo 1080p, 4K, 8K e máis alá e imaxes de alta resolución.
A interface MIPI é unha opción ideal para aplicacións como dispositivos de realidade virtual montados na cabeza, aplicacións de tráfico intelixente, sistemas de recoñecemento de xestos, drons, recoñecemento facial, seguridade, sistemas de vixilancia, etc.
Interface MIPI CSI-2
O estándar MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) é unha interface de alto rendemento, rendible e sinxela de usar. MIPI CSI-2 ofrece un ancho de banda máximo de 10 Gb/s con catro carrís de datos de imaxe, cada un capaz de transferir datos de ata 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 é máis rápido que USB 3.0 e ten un protocolo fiable para xestionar vídeos de 1080p a 8K e máis aló. Ademais, debido á súa baixa sobrecarga, MIPI CSI-2 ten un maior ancho de banda de imaxe neto.
A interface MIPI CSI-2 usa menos recursos da CPU, grazas aos seus procesadores multinúcleo. É a interface da cámara predeterminada para Raspberry Pi e Jetson Nano. O módulo de cámara Raspberry Pi V1 e V2 tamén están baseados nel.
Limitacións da interface MIPI CSI-2
Aínda que é unha interface poderosa e popular, MIPI CSI ten algunhas limitacións. Por exemplo, as cámaras MIPI dependen de controladores adicionais para funcionar. Isto significa que hai un soporte limitado para diferentes sensores de imaxe a menos que os fabricantes de sistemas integrados o presionen.
Vantaxes do MIPI:
A interface MIPI ten menos liñas de sinal que a interface DVP. Debido a que é un sinal diferencial de baixa tensión, a interferencia xerada é pequena e a capacidade antiinterferencia tamén é forte. 800W e sobre todo usa a interface MIPI. A interface da cámara do teléfono intelixente usa MIPI.
Como funciona?
Normalmente, a placa ultracompacta nun sistema de visión admite MIPI CSI-2 e funciona cunha gran variedade de solucións de sensores intelixentes. Ademais, é compatible con moitas placas CPU diferentes.
MIPI CSI-2 admite a capa física MIPI D-PHY para comunicarse co procesador de aplicacións ou System on a Chip (SoC). Pódese implementar en calquera das dúas capas físicas: MIPI C-PHY℠ v2.0 ou MIPI D-PHY℠ v2.5. Polo tanto, o seu rendemento é escalable por carril.
Nunha cámara MIPI, o sensor da cámara captura e transmite unha imaxe ao host CSI-2. Cando se transmite a imaxe, colócase na memoria como cadros individuais. Cada fotograma transmítese a través de canles virtuais. A continuación, cada canle divídese en liñas, transmitidas unha por vez. Polo tanto, permite a transmisión completa de imaxe desde o mesmo sensor de imaxe, pero con múltiples fluxos de píxeles.
MIPI CSI-2 usa paquetes para a comunicación que inclúen o formato de datos e a funcionalidade de código de corrección de erros (ECC). Un só paquete viaxa pola capa D-PHY e despois divídese no número de carrís de datos necesarios. D-PHY funciona en modo de alta velocidade e transmite o paquete ao receptor a través da canle.
Despois, o receptor CSI-2 está provisto dunha capa física D-PHY para extraer e decodificar o paquete. O proceso repítese cadro por cadro dende o dispositivo CSI-2 ata o host mediante unha implementación eficiente e de baixo custo.
Interface USB
OInterface USBtende a servir como unión entre dous sistemas: a cámara e o PC. Dado que é coñecido polas súas capacidades plug-and-play, elixir a interface USB implica que podes despedirte dos custos e tempos de desenvolvemento caros e prolongados da túa interface de visión integrada. USB 2.0, a versión anterior, ten limitacións técnicas importantes. A medida que a tecnoloxía comeza a diminuír, algúns dos seus compoñentes fanse incompatibles. Lanzáronse as interfaces USB 3.0 e USB 3.1 Gen 1 para superar as limitacións da interface USB 2.0.
A interface USB 3.0 (e USB 3.1 Gen 1) combina as características positivas de diferentes interfaces. Estes inclúen compatibilidade plug-and-play e baixa carga da CPU. O estándar industrial de visión do USB 3.0 tamén aumenta a súa fiabilidade para cámaras de alta resolución e alta velocidade.
Require hardware adicional mínimo e admite un ancho de banda baixo: ata 40 megabytes por segundo. Ten un ancho de banda máximo de 480 megabytes por segundo. É 10 veces máis rápido que USB 2.0 e 4 veces máis rápido que GigE. As súas capacidades plug-and-play garanten que os dispositivos de visión incorporados se poidan intercambiar con facilidade, facilitando a substitución dunha cámara danada.
Limitacións da interface USB 3.0
A maior desvantaxe doUSB 3.0interface é que non pode executar sensores de alta resolución a alta velocidade. Outra desvantaxe é que só pode usar un cable a unha distancia de ata 5 metros do procesador host. Aínda que hai cables máis longos dispoñibles, todos están equipados con "boosters". Hai que comprobar o ben que estes cables funcionan xunto coas cámaras industriais para cada caso individual.
Hora de publicación: 22-mar-2023
