Câmera MIPI vs Câmera USB
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.
Interface MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) é um padrão aberto e uma especificação iniciada pela MIPI Alliance para processadores de aplicativos móveis.Módulos de câmera MIPIsão comumente encontrados em telefones celulares e tablets e suportam resoluções de alta definição de mais de 5 milhões de pixels. MIPI é dividido em MIPI DSI e MIPI CSI, que correspondem aos padrões de exibição e entrada de vídeo, respectivamente. Atualmente, os módulos de câmera MIPI são amplamente utilizados em outros produtos incorporados, como smartphones, gravadores de direção, câmeras de aplicação da lei, microcâmeras de alta definição e câmeras de vigilância em rede.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) define uma interface serial de alta velocidade entre um processador host e um módulo de exibição. A interface permite que os fabricantes integrem monitores para alto desempenho, baixo consumo de energia e baixa interferência eletromagnética (EMI), ao mesmo tempo que reduz a contagem de pinos e mantém a compatibilidade entre diferentes fornecedores. Os designers podem usar o MIPI DSI para fornecer renderização de cores brilhantes para os cenários de imagem e vídeo mais exigentes e oferecer suporte à transmissão de conteúdo estereoscópico.
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.
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!
Vantagens do MIPI:
A interface MIPI possui menos linhas de sinal que a interface DVP. Por ser um sinal diferencial de baixa tensão, a interferência gerada é pequena e a capacidade anti-interferência também é forte. 800W e acima de tudo usam interface MIPI. A interface da câmera do smartphone usa MIPI.
Como funciona?
Normalmente, a placa ultracompacta em um sistema de visão suporta MIPI CSI-2 e funciona com uma ampla gama de soluções de sensores inteligentes. Além disso, é compatível com muitas placas de CPU diferentes.
MIPI CSI-2 suporta a camada física MIPI D-PHY para se comunicar com o processador de aplicativo ou System on a Chip (SoC). Ele pode ser implementado em qualquer uma das duas camadas físicas: MIPI C-PHY℠ v2.0 ou MIPI D-PHY℠ v2.5. Portanto, seu desempenho é escalável por faixa.
Em uma câmera MIPI, o sensor da câmera captura e transmite uma imagem para o host CSI-2. Quando a imagem é transmitida, ela é colocada na memória como quadros individuais. Cada quadro é transmitido através de canais virtuais. Cada canal é então dividido em linhas – transmitidas uma de cada vez. Conseqüentemente, permite a transmissão completa de imagens do mesmo sensor de imagem – mas com múltiplos fluxos de pixels.
MIPI CSI-2 usa pacotes para comunicação que incluem formato de dados e funcionalidade de código de correção de erros (ECC). Um único pacote viaja pela camada D-PHY e então se divide no número de pistas de dados necessárias. D-PHY opera em modo de alta velocidade e transmite o pacote ao receptor através do canal.
Em seguida, o receptor CSI-2 é fornecido com uma camada física D-PHY para extrair e decodificar o pacote. O processo é repetido quadro a quadro do dispositivo CSI-2 ao host através de uma implementação eficiente e de baixo custo.
InterfaceUSB
OInterface USBtende 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.
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 doUSB 3.0interface é que você não pode operar 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.
Horário da postagem: 22 de março de 2023
