Kamera MIPI proti kameri USB
V zadnjih nekaj letih se je vgrajena vizija razvila iz modne besede v splošno sprejeto tehnologijo, ki se uporablja v industrijskih, medicinskih, maloprodajnih, zabavnih in kmetijskih sektorjih. Z vsako fazo svojega razvoja je vgrajeni vid zagotovil znatno rast števila vmesnikov kamere, med katerimi lahko izbirate. Kljub tehnološkemu napredku sta vmesnika MIPI in USB ostala dva najbolj priljubljena tipa za večino aplikacij za vgrajeni vid.
MIPI vmesnik
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) je odprt standard in specifikacija, ki jo je začelo združenje MIPI Alliance za procesorje mobilnih aplikacij.Moduli kamer MIPIobičajno najdemo v mobilnih telefonih in tabličnih računalnikih in podpirajo visoko ločljivost več kot 5 milijonov slikovnih pik. MIPI je razdeljen na MIPI DSI in MIPI CSI, ki ustrezata standardom za prikaz in video vhod. Trenutno se moduli kamer MIPI široko uporabljajo v drugih vgrajenih izdelkih, kot so pametni telefoni, snemalniki vožnje, kamere organov kazenskega pregona, mikro kamere visoke ločljivosti in omrežne nadzorne kamere.
Zaporedni vmesnik MIPI Display (MIPI DSI ® ) definira hitri serijski vmesnik med gostiteljskim procesorjem in zaslonskim modulom. Vmesnik omogoča proizvajalcem, da integrirajo zaslone za visoko zmogljivost, nizko porabo energije in nizke elektromagnetne motnje (EMI), hkrati pa zmanjšajo število pinov in ohranijo združljivost med različnimi dobavitelji. Oblikovalci lahko uporabljajo MIPI DSI za zagotavljanje briljantnega barvnega upodabljanja za najzahtevnejše slikovne in video scenarije ter podporo prenosa stereoskopske vsebine.
MIPI je najpogosteje uporabljen vmesnik na današnjem trgu za prenos slike in videa od točke do točke med kamerami in gostiteljskimi napravami. To je mogoče pripisati enostavni uporabi MIPI in njegovi zmožnosti podpiranja širokega nabora visoko zmogljivih aplikacij. Opremljen je tudi z zmogljivimi funkcijami, kot so 1080p, 4K, 8K in več, videoposnetki in slike visoke ločljivosti.
Vmesnik MIPI je idealna izbira za aplikacije, kot so naglavne naprave za virtualno resničnost, pametne prometne aplikacije, sistemi za prepoznavanje kretenj, brezpilotna letala, prepoznavanje obraza, varnost, nadzorni sistemi itd.
Vmesnik MIPI CSI-2
Standard MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) je visoko zmogljiv, stroškovno učinkovit vmesnik, ki je enostaven za uporabo. MIPI CSI-2 ponuja največjo pasovno širino 10 Gb/s s štirimi pasovi slikovnih podatkov – vsak pas lahko prenaša podatke do 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 je hitrejši od USB 3.0 in ima zanesljiv protokol za obdelavo videa od 1080p do 8K in več. Poleg tega ima MIPI CSI-2 zaradi nizkih režijskih stroškov večjo neto pasovno širino slike.
Vmesnik MIPI CSI-2 uporablja manj virov CPE – zahvaljujoč večjedrnim procesorjem. Je privzeti vmesnik kamere za Raspberry Pi in Jetson Nano. Na njem temeljita tudi modul kamere Raspberry Pi V1 in V2.
Omejitve vmesnika MIPI CSI-2
Čeprav gre za močan in priljubljen vmesnik, ima MIPI CSI nekaj omejitev. Na primer, kamere MIPI za delovanje potrebujejo dodatne gonilnike. To pomeni, da je podpora za različne slikovne senzorje omejena, razen če si proizvajalci vgrajenih sistemov res prizadevajo za to!
Prednosti MIPI:
Vmesnik MIPI ima manj signalnih linij kot vmesnik DVP. Ker gre za nizkonapetostni diferencialni signal, so ustvarjene motnje majhne in močna je tudi sposobnost preprečevanja motenj. 800W in predvsem uporabo vmesnika MIPI. Vmesnik kamere pametnega telefona uporablja MIPI.
Kako deluje?
Običajno ultrakompaktna plošča v sistemu za vid podpira MIPI CSI-2 in deluje z velikim naborom inteligentnih senzorskih rešitev. Poleg tega je združljiv s številnimi različnimi CPU ploščami.
MIPI CSI-2 podpira fizično plast MIPI D-PHY za komunikacijo z aplikacijskim procesorjem ali sistemom na čipu (SoC). Lahko se implementira na kateri koli od dveh fizičnih ravni: MIPI C-PHY℠ v2.0 ali MIPI D-PHY℠ v2.5. Zato je njegova zmogljivost prilagodljiva glede na pas.
V kameri MIPI senzor kamere zajame in pošlje sliko gostitelju CSI-2. Ko se slika prenaša, se shrani v pomnilnik kot posamezni okvirji. Vsak okvir se prenaša po virtualnih kanalih. Vsak kanal je nato razdeljen na vrstice – oddajane ena za drugo. Zato omogoča popoln prenos slike iz istega slikovnega senzorja – vendar z več tokovi slikovnih pik.
MIPI CSI-2 uporablja pakete za komunikacijo, ki vključujejo format podatkov in funkcionalnost kode za popravljanje napak (ECC). Posamezen paket potuje skozi plast D-PHY in se nato razdeli na število zahtevanih podatkovnih pasov. D-PHY deluje v hitrem načinu in oddaja paket do sprejemnika skozi kanal.
Nato je sprejemnik CSI-2 opremljen s fizično plastjo D-PHY za ekstrahiranje in dekodiranje paketa. Postopek se ponavlja okvir za okvirjem od naprave CSI-2 do gostitelja prek učinkovite in poceni izvedbe.
USB vmesnik
TheUSB vmesniksluži kot stičišče med dvema sistemoma – kamero in osebnim računalnikom. Ker je dobro znan po svojih zmogljivostih plug-and-play, izbira vmesnika USB pomeni, da se lahko poslovite od dragih, dolgotrajnih razvojnih časov in stroškov za vaš vgrajeni vmesnik za vid. USB 2.0, starejša različica, ima pomembne tehnične omejitve. Ko tehnologija začne usihati, številne njene komponente postanejo nezdružljive. Vmesnika USB 3.0 in USB 3.1 Gen 1 sta bila uvedena, da bi presegli omejitve vmesnika USB 2.0.
Vmesnik USB 3.0 (in USB 3.1 Gen 1) združuje pozitivne lastnosti različnih vmesnikov. Ti vključujejo združljivost plug-and-play in nizko obremenitev procesorja. Vision industrijski standard USB 3.0 prav tako povečuje svojo zanesljivost za kamere visoke ločljivosti in visoke hitrosti.
Zahteva minimalno dodatno strojno opremo in podpira nizko pasovno širino – do 40 megabajtov na sekundo. Ima največjo pasovno širino 480 megabajtov na sekundo. To je 10-krat hitreje od USB 2.0 in 4-krat hitreje od GigE! Njegove zmogljivosti plug-and-play zagotavljajo, da je mogoče vgrajene naprave za vid enostavno zamenjati – kar olajša zamenjavo poškodovane kamere.
Omejitve vmesnika USB 3.0
Največja pomanjkljivost priUSB 3.0vmesnik je, da senzorjev visoke ločljivosti ne morete zagnati pri visoki hitrosti. Druga pomanjkljivost je, da lahko kabel uporabljate samo do razdalje 5 metrov od gostiteljskega procesorja. Čeprav so na voljo daljši kabli, so vsi opremljeni z "ojačevalci". Kako dobro ti kabli delujejo skupaj z industrijskimi kamerami, je treba preveriti za vsak primer posebej.
Čas objave: 22. marec 2023
