La scelta dell'interfaccia più adatta dipende da molti fattori. E MIPI e USB sono rimaste due delle interfacce per fotocamere più popolari. Fai un viaggio approfondito nel mondo delle interfacce MIPI e USB e ottieni un confronto funzionalità per funzionalità.
Negli ultimi anni, la visione integrata si è evoluta da una parola d'ordine a una tecnologia ampiamente adottata e utilizzata nei settori industriale, medico, della vendita al dettaglio, dell'intrattenimento e dell'agricoltura. In ogni fase della sua evoluzione, la visione integrata ha garantito una crescita significativa nel numero di interfacce per fotocamere tra cui scegliere. Tuttavia, nonostante i progressi tecnologici, le interfacce MIPI e USB sono rimaste i due tipi più popolari per la maggior parte delle applicazioni di visione integrata.
La scelta dell'interfaccia più adatta dipende da molti fattori come i requisiti di frame rate/larghezza di banda, risoluzione, affidabilità del trasferimento dati, lunghezza del cavo, complessità e, ovviamente, il costo complessivo. In questo articolo, esamineremo entrambe le interfacce in dettaglio per comprenderne meglio le capacità e i limiti.
Modulo fotocamera 720P
Uno sguardo più approfondito alle interfacce MIPI e USB
Una fotocamera MIPI non è altro che amodulo fotocamerao sistema che utilizza un'interfaccia MIPI per trasferire le immagini dalla fotocamera alla piattaforma host. In confronto, una fotocamera USB utilizza un'interfaccia USB per il trasferimento dei dati. Ora, capiamo i diversi tipi di interfacce MIPI e USB e dove vengono utilizzate.
Interfaccia MIPI
MIPI è l'interfaccia più comunemente utilizzata nel mercato odierno per la trasmissione di immagini e video punto a punto tra telecamere e dispositivi host. Può essere attribuito alla facilità d'uso di MIPI e alla sua capacità di supportare un'ampia gamma di applicazioni ad alte prestazioni. Inoltre è dotato di potenti funzionalità come video 1080p, 4K, 8K e oltre e immagini ad alta risoluzione.
L'interfaccia MIPI è la scelta ideale per applicazioni come dispositivi di realtà virtuale montati sulla testa, applicazioni di traffico intelligente, sistemi di riconoscimento dei gesti, droni, riconoscimento facciale, sicurezza, sistemi di sorveglianza, ecc.
Interfaccia MIPI CSI-2
Lo standard MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) è un'interfaccia ad alte prestazioni, economica e semplice da usare. MIPI CSI-2 offre una larghezza di banda massima di 10 Gb/s con quattro corsie di dati immagine, ciascuna linea in grado di trasferire dati fino a 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 è più veloce di USB 3.0 e dispone di un protocollo affidabile per gestire video da 1080p a 8K e oltre. Inoltre, grazie al basso sovraccarico, MIPI CSI-2 ha una larghezza di banda netta dell'immagine più elevata.
L'interfaccia MIPI CSI-2 utilizza meno risorse della CPU, grazie ai suoi processori multi-core. È l'interfaccia della fotocamera predefinita per Raspberry Pi e Jetson Nano. Anche i moduli fotocamera Raspberry Pi V1 e V2 si basano su di esso.
Modulo fotocamera USB da 5 MP
Limitazioni dell'interfaccia MIPI CSI-2
Anche se è un'interfaccia potente e popolare, MIPI CSI presenta alcune limitazioni. Ad esempio, le fotocamere MIPI si affidano a driver aggiuntivi per funzionare. Ciò significa che il supporto per i diversi sensori di immagine è limitato, a meno che i produttori di sistemi embedded non lo spingano davvero!
Interfaccia USB
L'interfaccia USB tende a fungere da giunzione tra due sistemi: la fotocamera e il PC. Poiché è ben nota per le sue funzionalità plug-and-play, la scelta dell'interfaccia USB implica che puoi dire addio ai tempi e ai costi di sviluppo costosi e prolungati per la tua interfaccia di visione integrata. USB 2.0, la versione precedente, presenta notevoli limitazioni tecniche. Man mano che la tecnologia inizia a diminuire, alcuni dei suoi componenti diventano incompatibili. Le interfacce USB 3.0 e USB 3.1 Gen 1 sono state lanciate per superare i limiti dell'interfaccia USB 2.0.
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Interfaccia USB 3.0
L'interfaccia USB 3.0 (e USB 3.1 Gen 1) combina le caratteristiche positive di diverse interfacce. Questi includono la compatibilità plug-and-play e un basso carico della CPU. Lo standard industriale di visione USB 3.0 ne aumenta anche l'affidabilità per le telecamere ad alta risoluzione e ad alta velocità.
Richiede un hardware aggiuntivo minimo e supporta una larghezza di banda ridotta, fino a 40 megabyte al secondo. Ha una larghezza di banda massima di 480 megabyte al secondo. Questo è 10 volte più veloce di USB 2.0 e 4 volte più veloce di GigE! Le sue funzionalità plug-and-play garantiscono che i dispositivi di visione integrati possano essere sostituiti con facilità, semplificando la sostituzione di una fotocamera danneggiata.
Limitazioni dell'interfaccia USB 3.0
Il più grande svantaggio dell'interfaccia USB 3.0 è che non è possibile far funzionare sensori ad alta risoluzione ad alta velocità. Un altro inconveniente è che è possibile utilizzare un cavo solo fino a una distanza di 5 metri dal processore host. Sebbene siano disponibili cavi più lunghi, sono tutti dotati di “booster”. Il modo in cui questi cavi funzionano insieme alle telecamere industriali deve essere verificato caso per caso.
Fotocamera MIPI vs Fotocamera USB: una funzionalità per confronto delle funzionalità
| Caratteristiche | USB 3.0 | MIPI CSI-2 |
| Disponibilità su SoC | Su SoC di fascia alta | Molti (tipicamente 6 corsie disponibili) |
| Larghezza di banda | 400MB/s | 320 MB/s/corsia 1280 MB/s (con 4 corsie)* |
| Lunghezza del cavo | < 5 metri | <30cm |
| Requisiti di spazio | Alto | Basso |
| Plug-and-play | Supportato | Non supportato |
| Costi di sviluppo | Basso | Da medio ad alto |
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Orario di pubblicazione: 20 novembre 2022
