A seleção da interface mais adequada depende de muitos fatores. E MIPI e USB continuam sendo duas das interfaces de câmera mais populares. Faça uma viagem aprofundada no mundo das interfaces MIPI e USB e obtenha uma comparação recurso por recurso.
Nos últimos anos, a visão incorporada evoluiu de uma palavra da moda para uma tecnologia amplamente adotada, usada nos setores industrial, médico, de varejo, de entretenimento e agrícola. A cada fase de sua evolução, a visão incorporada garantiu um crescimento significativo no número de interfaces de câmera disponíveis para escolha. No entanto, apesar dos avanços tecnológicos, as interfaces MIPI e USB continuam sendo os dois tipos mais populares para a maioria das aplicações de visão incorporada.
A seleção da interface mais adequada depende de muitos fatores, como requisitos de taxa de quadros/largura de banda, resolução, confiabilidade de transferência de dados, comprimento do cabo, complexidade e – é claro – o custo geral. Neste artigo, examinamos detalhadamente ambas as interfaces para entender melhor suas capacidades e limitações.
Módulo de câmera 720P
Uma análise mais aprofundada das interfaces MIPI e USB
Uma câmera MIPI nada mais é do que ummódulo de câmeraou sistema que usa uma interface MIPI para transferir imagens da câmera para a plataforma host. Em comparação, uma câmera USB usa uma interface USB para transferência de dados. Agora, vamos entender os diferentes tipos de interfaces MIPI e USB e onde elas são usadas.
Interface MIPI
MIPI é a interface mais comumente usada no mercado atual para transmissão ponto a ponto de imagem e vídeo entre câmeras e dispositivos host. Isso pode ser atribuído à facilidade de uso do MIPI e à sua capacidade de suportar uma ampla gama de aplicações de alto desempenho. Ele também vem equipado com recursos poderosos, como vídeo 1080p, 4K, 8K e além, e imagens de alta resolução.
A interface MIPI é a escolha ideal para aplicações como dispositivos de realidade virtual montados em cabeçotes, aplicações de tráfego inteligentes, sistemas de reconhecimento de gestos, drones, reconhecimento facial, segurança, sistemas de vigilância, etc.
Interface MIPI CSI-2
O padrão MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) é uma interface de alto desempenho, econômica e simples de usar. MIPI CSI-2 oferece largura de banda máxima de 10 Gb/s com quatro faixas de dados de imagem – cada faixa capaz de transferir dados de até 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 é mais rápido que USB 3.0 e possui um protocolo confiável para lidar com vídeo de 1080p a 8K e além. Além disso, devido ao seu baixo overhead, o MIPI CSI-2 possui uma largura de banda de imagem líquida maior.
A interface MIPI CSI-2 utiliza menos recursos da CPU – graças aos seus processadores multi-core. É a interface de câmera padrão para Raspberry Pi e Jetson Nano. Os módulos de câmera Raspberry Pi V1 e V2 também são baseados nele.
Módulo de câmera USB de 5 MP
Limitações da interface MIPI CSI-2
Embora seja uma interface poderosa e popular, o MIPI CSI apresenta algumas limitações. Por exemplo, as câmeras MIPI dependem de drivers extras para funcionar. Isso significa que há suporte limitado para diferentes sensores de imagem, a menos que os fabricantes de sistemas embarcados realmente pressionem por isso!
InterfaceUSB
A interface USB tende a servir como junção entre dois sistemas – a câmera e o PC. Por ser bem conhecido por seus recursos plug-and-play, a escolha da interface USB implica que você pode dizer adeus aos longos e caros tempos de desenvolvimento e custos para sua interface de visão incorporada. USB 2.0, a versão mais antiga, possui limitações técnicas significativas. À medida que a tecnologia começa a diminuir, vários dos seus componentes tornam-se incompatíveis. As interfaces USB 3.0 e USB 3.1 Gen 1 foram lançadas para superar as limitações da interface USB 2.0.
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Interface USB 3.0
A interface USB 3.0 (e USB 3.1 Gen 1) combina os recursos positivos de diferentes interfaces. Isso inclui compatibilidade plug-and-play e baixa carga de CPU. O padrão industrial de visão do USB 3.0 também aumenta sua confiabilidade para câmeras de alta resolução e alta velocidade.
Requer hardware adicional mínimo e suporta baixa largura de banda – até 40 megabytes por segundo. Tem uma largura de banda máxima de 480 megabytes por segundo. Isso é 10 vezes mais rápido que USB 2.0 e 4 vezes mais rápido que GigE! Seus recursos plug-and-play garantem que os dispositivos de visão integrados possam ser trocados com facilidade – facilitando a substituição de uma câmera danificada.
Limitações da interface USB 3.0
A maior desvantagem da interface USB 3.0 é que você não pode executar sensores de alta resolução em alta velocidade. Outra desvantagem é que você só pode usar um cabo até uma distância de 5 metros do processador host. Embora estejam disponíveis cabos mais longos, todos eles são equipados com “boosters”. O bom funcionamento desses cabos em conjunto com câmeras industriais deve ser verificado em cada caso individual.
Câmera MIPI vs Câmera USB – uma comparação recurso por recurso
| Características | USB 3.0 | MIPI CSI-2 |
| Disponibilidade em SoC | Em SoCs de última geração | Muitos (normalmente 6 pistas disponíveis) |
| Largura de banda | 400MB/s | 320 MB/s/pista 1280 MB/s (com 4 pistas)* |
| Comprimento do cabo | <5 metros | <30cm |
| Requisitos de espaço | Alto | Baixo |
| Plug-and-play | Suportado | Não compatível |
| Custos de Desenvolvimento | Baixo | Médio a alto |
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Horário da postagem: 20 de novembro de 2022
