MIPI-kamera vs USB-kamera
I løpet av de siste årene har innebygd visjon utviklet seg fra et buzzword til en allment tatt i bruk teknologi som brukes på tvers av industri-, medisinsk-, detalj-, underholdnings- og jordbrukssektorer. Med hver fase av utviklingen har innebygd syn sikret en betydelig vekst i antall kameragrensesnitt tilgjengelig å velge mellom. Til tross for de teknologiske fremskrittene har imidlertid MIPI- og USB-grensesnitt forblitt de to mest populære typene for et flertall av innebygde vision-applikasjoner.
MIPI-grensesnitt
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) er en åpen standard og en spesifikasjon initiert av MIPI Alliance for mobile applikasjonsprosessorer.MIPI kameramodulerfinnes ofte i mobiltelefoner og nettbrett, og støtter høyoppløsninger på mer enn 5 millioner piksler. MIPI er delt inn i MIPI DSI og MIPI CSI, som tilsvarer henholdsvis videovisnings- og videoinngangsstandarder. For tiden er MIPI-kameramoduler mye brukt i andre innebygde produkter, for eksempel smarttelefoner, kjøreopptakere, politikameraer, høyoppløselige mikrokameraer og nettverksovervåkingskameraer.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definerer et høyhastighets serielt grensesnitt mellom en vertsprosessor og en skjermmodul. Grensesnittet gjør det mulig for produsenter å integrere skjermer for høy ytelse, lavt strømforbruk og lav elektromagnetisk interferens (EMI), samtidig som det reduserer antall pinner og opprettholder kompatibilitet mellom ulike leverandører. Designere kan bruke MIPI DSI for å gi strålende fargegjengivelse for de mest krevende bilde- og videoscenariene og støtte overføring av stereoskopisk innhold.
MIPI er det mest brukte grensesnittet i dagens marked for punkt-til-punkt bilde- og videooverføring mellom kameraer og vertsenheter. Det kan tilskrives MIPIs brukervennlighet og dens evne til å støtte et bredt spekter av høyytelsesapplikasjoner. Den er også utstyrt med kraftige funksjoner som 1080p, 4K, 8K og utover video og høyoppløselig bildebehandling.
MIPI-grensesnittet er et ideelt valg for applikasjoner som hodemonterte virtual reality-enheter, smarte trafikkapplikasjoner, gestgjenkjenningssystemer, droner, ansiktsgjenkjenning, sikkerhet, overvåkingssystemer, etc.
MIPI CSI-2-grensesnitt
MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) standarden er et høyytelses, kostnadseffektivt og brukervennlig grensesnitt. MIPI CSI-2 tilbyr en maksimal båndbredde på 10 Gb/s med fire bildedatafelt – hver bane kan overføre data opptil 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 er raskere enn USB 3.0 og har en pålitelig protokoll for å håndtere video fra 1080p til 8K og utover. I tillegg, på grunn av sin lave overhead, har MIPI CSI-2 en høyere netto bildebåndbredde.
MIPI CSI-2-grensesnittet bruker færre ressurser fra CPU – takket være multi-core prosessorer. Det er standard kameragrensesnitt for Raspberry Pi og Jetson Nano. Raspberry Pi-kameramodulen V1 og V2 er også basert på den.
Begrensninger for MIPI CSI-2-grensesnitt
Selv om det er et kraftig og populært grensesnitt, kommer MIPI CSI med noen få begrensninger. For eksempel er MIPI-kameraer avhengige av ekstra drivere for å fungere. Det betyr at det er begrenset støtte for forskjellige bildesensorer med mindre produsenter av innebygde system virkelig presser på for det!
Fordeler med MIPI:
MIPI-grensesnittet har færre signallinjer enn DVP-grensesnittet. Fordi det er et lavspent differensialsignal, er interferensen som genereres liten, og anti-interferensevnen er også sterk. 800W og fremfor alt bruke MIPI-grensesnitt. Kameragrensesnittet for smarttelefonen bruker MIPI.
Hvordan fungerer det?
Vanligvis støtter det ultrakompakte kortet i et vision-system MIPI CSI-2 og fungerer med et stort utvalg av intelligente sensorløsninger. Dessuten er den kompatibel med mange forskjellige CPU-kort.
MIPI CSI-2 støtter det fysiske MIPI D-PHY-laget for å kommunisere med applikasjonsprosessoren eller System on a Chip (SoC). Den kan implementeres på ett av de to fysiske lagene: MIPI C-PHY℠ v2.0 eller MIPI D-PHY℠ v2.5. Derfor er ytelsen skalerbar.
I et MIPI-kamera fanger kamerasensoren og overfører et bilde til CSI-2-verten. Når bildet overføres, plasseres det i minnet som individuelle rammer. Hver ramme overføres gjennom virtuelle kanaler. Hver kanal deles deretter opp i linjer – overført en om gangen. Derfor tillater den fullstendig bildeoverføring fra samme bildesensor – men med flere pikselstrømmer.
MIPI CSI-2 bruker pakker for kommunikasjon som inkluderer dataformat og funksjonalitet for feilrettingskode (ECC). En enkelt pakke går gjennom D-PHY-laget og deler seg deretter i antall nødvendige datafelter. D-PHY opererer i høyhastighetsmodus og sender pakken til mottakeren gjennom kanalen.
Deretter er CSI-2-mottakeren utstyrt med D-PHY fysisk lag for å trekke ut og dekode pakken. Prosessen gjentas bilde for bilde fra CSI-2-enheten til verten gjennom en effektiv og rimelig implementering.
USB-grensesnitt
DeUSB-grensesnitthar en tendens til å fungere som knutepunktet mellom to systemer – kameraet og PC-en. Siden det er kjent for sine plug-and-play-funksjoner, innebærer valg av USB-grensesnitt at du kan si farvel til dyre, langvarige utviklingstider og kostnader for det innebygde vision-grensesnittet. USB 2.0, den eldre versjonen, har betydelige tekniske begrensninger. Etter hvert som teknologien begynner å avta, blir en rekke av komponentene inkompatible. USB 3.0- og USB 3.1 Gen 1-grensesnittene ble lansert for å overvinne begrensningene til USB 2.0-grensesnittet.
USB 3.0 (og USB 3.1 Gen 1)-grensesnittet kombinerer de positive egenskapene til forskjellige grensesnitt. Disse inkluderer plug-and-play-kompatibilitet og lav CPU-belastning. Visjonsindustristandarden til USB 3.0 øker også påliteligheten for høyoppløselige og høyhastighetskameraer.
Den krever minimalt med ekstra maskinvare og støtter lav båndbredde – opptil 40 megabyte per sekund. Den har en maksimal båndbredde på 480 megabyte per sekund. Dette er 10 ganger raskere enn USB 2.0 og 4 ganger raskere enn GigE! Dens plug-and-play-funksjoner sikrer at innebygde vision-enheter enkelt kan byttes ut – noe som gjør det enkelt å erstatte et skadet kamera.
Begrensninger for USB 3.0-grensesnitt
Den største ulempen medUSB 3.0grensesnittet er at du ikke kan kjøre høyoppløselige sensorer i høy hastighet. En annen ulempe er at du kun kan bruke en kabel opp til en avstand på 5 meter fra vertsprosessoren. Selv om lengre kabler er tilgjengelige, er de alle utstyrt med "boosters". Hvor godt disse kablene fungerer sammen med industrikameraer må kontrolleres for hvert enkelt tilfelle.
Innleggstid: 22. mars 2023
