Kamera MIPI vs kamera USB
Za posledných niekoľko rokov sa vstavaná vízia vyvinula z módneho slova na široko prijatú technológiu používanú v priemyselných, lekárskych, maloobchodných, zábavných a farmárskych sektoroch. V každej fáze svojho vývoja zabezpečila vstavaná vízia výrazný nárast počtu rozhraní kamier, z ktorých si môžete vybrať. Napriek technologickému pokroku však rozhrania MIPI a USB zostali dvoma najobľúbenejšími typmi pre väčšinu aplikácií vstavaného videnia.
Rozhranie MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) je otvorený štandard a špecifikácia iniciovaná MIPI Alliance pre procesory mobilných aplikácií.Moduly kamery MIPIsa bežne vyskytujú v mobilných telefónoch a tabletoch a podporujú rozlíšenie s vysokým rozlíšením viac ako 5 miliónov pixelov. MIPI sa delí na MIPI DSI a MIPI CSI, ktoré zodpovedajú štandardom zobrazovania videa a vstupu videa. V súčasnosti sú kamerové moduly MIPI široko používané v iných vstavaných produktoch, ako sú smartfóny, jazdné rekordéry, kamery na presadzovanie práva, mikrokamery s vysokým rozlíšením a sieťové monitorovacie kamery.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definuje vysokorýchlostné sériové rozhranie medzi hostiteľským procesorom a zobrazovacím modulom. Rozhranie umožňuje výrobcom integrovať displeje pre vysoký výkon, nízku spotrebu energie a nízke elektromagnetické rušenie (EMI), pričom znižuje počet pinov a zachováva kompatibilitu medzi rôznymi dodávateľmi. Dizajnéri môžu použiť MIPI DSI na poskytnutie brilantného vykresľovania farieb pre najnáročnejšie obrazové a video scenáre a na podporu prenosu stereoskopického obsahu.
MIPI je najbežnejšie používané rozhranie na dnešnom trhu na prenos obrazu a videa z bodu do bodu medzi kamerami a hostiteľskými zariadeniami. Možno to pripísať jednoduchosti použitia MIPI a jeho schopnosti podporovať širokú škálu vysokovýkonných aplikácií. Je tiež vybavený výkonnými funkciami, ako je 1080p, 4K, 8K a ďalšie video a zobrazovanie vo vysokom rozlíšení.
Rozhranie MIPI je ideálnou voľbou pre aplikácie, ako sú zariadenia virtuálnej reality namontované na hlave, inteligentné dopravné aplikácie, systémy rozpoznávania gest, drony, rozpoznávanie tváre, bezpečnosť, sledovacie systémy atď.
Rozhranie MIPI CSI-2
Štandard MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) je vysokovýkonné, cenovo výhodné a jednoducho použiteľné rozhranie. MIPI CSI-2 ponúka maximálnu šírku pásma 10 Gb/s so štyrmi obrazovými dátovými pruhmi – každý pruh je schopný prenášať dáta rýchlosťou až 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 je rýchlejší ako USB 3.0 a má spoľahlivý protokol na spracovanie videa od 1080p do 8K a viac. Okrem toho má MIPI CSI-2 vďaka nízkej réžii vyššiu šírku pásma čistého obrazu.
Rozhranie MIPI CSI-2 využíva menej zdrojov z CPU – vďaka viacjadrovým procesorom. Je to predvolené rozhranie fotoaparátu pre Raspberry Pi a Jetson Nano. Na ňom je založený aj kamerový modul Raspberry Pi V1 a V2.
Obmedzenia rozhrania MIPI CSI-2
Aj keď ide o výkonné a obľúbené rozhranie, MIPI CSI prichádza s niekoľkými obmedzeniami. Napríklad kamery MIPI sa pri práci spoliehajú na ďalšie ovládače. Znamená to, že existuje obmedzená podpora pre rôzne obrazové snímače, pokiaľ na to výrobcovia vstavaných systémov skutočne netlačia!
Výhody MIPI:
Rozhranie MIPI má menej signálových liniek ako rozhranie DVP. Pretože ide o nízkonapäťový diferenciálny signál, generované rušenie je malé a schopnosť proti rušeniu je tiež silná. 800W a predovšetkým použiť rozhranie MIPI. Rozhranie fotoaparátu smartfónu používa MIPI.
ako to funguje?
Ultrakompaktná doska v systéme videnia zvyčajne podporuje MIPI CSI-2 a pracuje s veľkým rozsahom inteligentných senzorových riešení. Navyše je kompatibilný s mnohými rôznymi doskami CPU.
MIPI CSI-2 podporuje fyzickú vrstvu MIPI D-PHY na komunikáciu s aplikačným procesorom alebo systémom na čipe (SoC). Môže byť implementovaný na jednej z dvoch fyzických vrstiev: MIPI C-PHY℠ v2.0 alebo MIPI D-PHY℠ v2.5. Preto je jeho výkon škálovateľný na jazdné pruhy.
V kamere MIPI sníma kamerový senzor a prenáša obraz do hostiteľa CSI-2. Keď sa obraz prenáša, ukladá sa do pamäte ako jednotlivé snímky. Každý rámec sa prenáša cez virtuálne kanály. Každý kanál je potom rozdelený na linky – prenášané po jednom. Umožňuje teda úplný prenos obrazu z rovnakého obrazového snímača – ale s viacerými tokmi pixelov.
MIPI CSI-2 používa na komunikáciu pakety, ktoré zahŕňajú funkciu formátu údajov a kódu na opravu chýb (ECC). Jeden paket prejde vrstvou D-PHY a potom sa rozdelí na požadovaný počet dátových pruhov. D-PHY pracuje vo vysokorýchlostnom režime a prenáša paket do prijímača cez kanál.
Potom je prijímač CSI-2 vybavený fyzickou vrstvou D-PHY na extrahovanie a dekódovanie paketu. Proces sa opakuje snímku po snímke od zariadenia CSI-2 k hostiteľovi prostredníctvom efektívnej a lacnej implementácie.
Rozhranie USB
TheUSB rozhraniemá tendenciu slúžiť ako spojnica medzi dvoma systémami – kamerou a PC. Keďže je dobre známy pre svoje funkcie plug-and-play, výber rozhrania USB znamená, že sa môžete rozlúčiť s drahými a zdĺhavými vývojovými časmi a nákladmi na vaše vstavané rozhranie pre videnie. USB 2.0, staršia verzia, má značné technické obmedzenia. Keď sa technológia začína zmenšovať, množstvo jej komponentov sa stáva nekompatibilnými. Rozhrania USB 3.0 a USB 3.1 Gen 1 boli uvedené na trh, aby prekonali obmedzenia rozhrania USB 2.0.
Rozhranie USB 3.0 (a USB 3.1 Gen 1) kombinuje pozitívne vlastnosti rôznych rozhraní. Medzi ne patrí plug-and-play kompatibilita a nízke zaťaženie procesora. Priemyselný štandard pre videnie USB 3.0 tiež zvyšuje jeho spoľahlivosť pre kamery s vysokým rozlíšením a vysokorýchlostné kamery.
Vyžaduje minimálny dodatočný hardvér a podporuje nízku šírku pásma – až 40 megabajtov za sekundu. Má maximálnu šírku pásma 480 megabajtov za sekundu. To je 10-krát rýchlejšie ako USB 2.0 a 4-krát rýchlejšie ako GigE! Jeho funkcie plug-and-play zaisťujú, že vstavané zariadenia na videnie možno jednoducho vymeniť – čo uľahčuje výmenu poškodenej kamery.
Obmedzenia rozhrania USB 3.0
Najväčšou nevýhodou jeUSB 3.0rozhranie spočíva v tom, že nemôžete spúšťať snímače s vysokým rozlíšením pri vysokej rýchlosti. Ďalšou nevýhodou je, že kábel môžete použiť len do vzdialenosti 5 metrov od hostiteľského procesora. Aj keď sú k dispozícii dlhšie káble, všetky sú vybavené „zosilňovačmi“. Ako dobre tieto káble spolupracujú s priemyselnými kamerami, je potrebné skontrolovať pre každý jednotlivý prípad.
Čas odoslania: 22. marca 2023
