MIPI-kamera vs USB-kamera
Under de senaste åren har inbäddad vision utvecklats från ett modeord till en allmänt antagen teknik som används inom industri, medicin, detaljhandel, underhållning och jordbruk. Med varje fas av dess utveckling har inbäddad vision säkerställt en betydande ökning av antalet tillgängliga kameragränssnitt att välja mellan. Trots de tekniska framstegen har MIPI- och USB-gränssnitt förblivit de två mest populära typerna för en majoritet av inbyggda vision-applikationer.
MIPI-gränssnitt
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) är en öppen standard och en specifikation initierad av MIPI Alliance för mobila applikationsprocessorer.MIPI kameramodulerfinns vanligtvis i mobiltelefoner och surfplattor och stöder högupplösta upplösningar på mer än 5 miljoner pixlar. MIPI är uppdelat i MIPI DSI och MIPI CSI, som motsvarar standarder för videovisning respektive videoingång. För närvarande används MIPI-kameramoduler i stor utsträckning i andra inbyggda produkter, såsom smartphones, körinspelare, brottsbekämpande kameror, högupplösta mikrokameror och nätverksövervakningskameror.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definierar ett höghastighets seriellt gränssnitt mellan en värdprocessor och en displaymodul. Gränssnittet gör det möjligt för tillverkare att integrera bildskärmar för hög prestanda, låg strömförbrukning och låg elektromagnetisk störning (EMI), samtidigt som antalet stift minskar och kompatibiliteten mellan olika leverantörer bibehålls. Designers kan använda MIPI DSI för att tillhandahålla briljant färgåtergivning för de mest krävande bild- och videoscenarierna och stödja överföringen av stereoskopiskt innehåll.
MIPI är det mest använda gränssnittet på dagens marknad för punkt-till-punkt bild- och videoöverföring mellan kameror och värdenheter. Det kan tillskrivas MIPI:s användarvänlighet och dess förmåga att stödja ett brett utbud av högpresterande applikationer. Den är också utrustad med kraftfulla funktioner som 1080p, 4K, 8K och mer video och högupplöst bildbehandling.
MIPI-gränssnittet är ett idealiskt val för applikationer som huvudmonterade virtuella verklighetsenheter, smarta trafikapplikationer, gestigenkänningssystem, drönare, ansiktsigenkänning, säkerhet, övervakningssystem, etc.
MIPI CSI-2-gränssnitt
MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) standarden är ett högpresterande, kostnadseffektivt och enkelt att använda gränssnitt. MIPI CSI-2 erbjuder en maximal bandbredd på 10 Gb/s med fyra bilddatafält – varje fil kan överföra data upp till 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 är snabbare än USB 3.0 och har ett tillförlitligt protokoll för att hantera video från 1080p till 8K och längre. På grund av dess låga overhead har MIPI CSI-2 dessutom en högre bildbandbredd.
MIPI CSI-2-gränssnittet använder färre resurser från processorn – tack vare dess flerkärniga processorer. Det är standardkameragränssnittet för Raspberry Pi och Jetson Nano. Raspberry Pi-kameramodulen V1 och V2 är också baserade på den.
Begränsningar för MIPI CSI-2 Interface
Även om det är ett kraftfullt och populärt gränssnitt kommer MIPI CSI med några begränsningar. Till exempel är MIPI-kameror beroende av extra drivrutiner för att fungera. Det betyder att det finns begränsat stöd för olika bildsensorer om inte tillverkare av inbyggda system verkligen trycker på för det!
Fördelar med MIPI:
MIPI-gränssnittet har färre signallinjer än DVP-gränssnittet. Eftersom det är en lågspänningsdifferentialsignal är störningen som genereras liten, och anti-interferensförmågan är också stark. 800W och framför allt använder MIPI-gränssnitt. Smarttelefonens kameragränssnitt använder MIPI.
Hur fungerar det?
Vanligtvis stöder det ultrakompakta kortet i ett visionsystem MIPI CSI-2 och fungerar med ett stort utbud av intelligenta sensorlösningar. Dessutom är den kompatibel med många olika CPU-kort.
MIPI CSI-2 stöder det fysiska lagret MIPI D-PHY för att kommunicera med applikationsprocessorn eller System on a Chip (SoC). Det kan implementeras på något av de två fysiska lagren: MIPI C-PHY℠ v2.0 eller MIPI D-PHY℠ v2.5. Därför är dess prestanda körfältsskalbar.
I en MIPI-kamera fångar kamerasensorn och överför en bild till CSI-2-värden. När bilden sänds placeras den i minnet som individuella bildrutor. Varje ram sänds genom virtuella kanaler. Varje kanal delas sedan upp i rader – sänds en i taget. Därför tillåter den fullständig bildöverföring från samma bildsensor – men med flera pixelströmmar.
MIPI CSI-2 använder paket för kommunikation som inkluderar dataformat och felkorrigeringskod (ECC) funktionalitet. Ett enda paket färdas genom D-PHY-lagret och delas sedan upp i antalet nödvändiga datafält. D-PHY arbetar i höghastighetsläge och sänder paketet till mottagaren genom kanalen.
Sedan är CSI-2-mottagaren försedd med D-PHY fysiskt lager för att extrahera och avkoda paketet. Processen upprepas bildruta för bildruta från CSI-2-enheten till värden genom en effektiv och lågkostnadsimplementering.
USB-gränssnitt
DeUSB-gränssnitttenderar att fungera som knutpunkten mellan två system – kameran och datorn. Eftersom det är välkänt för sina plug-and-play-möjligheter, innebär valet av USB-gränssnitt att du kan säga adjö till dyra, utdragna utvecklingstider och kostnader för ditt inbyggda vision-gränssnitt. USB 2.0, den äldre versionen, har betydande tekniska begränsningar. När tekniken börjar minska blir ett antal av dess komponenter inkompatibla. USB 3.0 och USB 3.1 Gen 1-gränssnitten lanserades för att övervinna begränsningarna med USB 2.0-gränssnittet.
USB 3.0-gränssnittet (och USB 3.1 Gen 1) kombinerar de positiva egenskaperna hos olika gränssnitt. Dessa inkluderar plug-and-play-kompatibilitet och låg CPU-belastning. Den industriella visionstandarden för USB 3.0 ökar också dess tillförlitlighet för högupplösta och höghastighetskameror.
Den kräver minimalt med extra hårdvara och stöder låg bandbredd – upp till 40 megabyte per sekund. Den har en maximal bandbredd på 480 megabyte per sekund. Detta är 10 gånger snabbare än USB 2.0 och 4 gånger snabbare än GigE! Dess plug-and-play-funktioner säkerställer att inbyggda visionenheter enkelt kan bytas ut – vilket gör det enkelt att byta ut en skadad kamera.
Begränsningar för USB 3.0-gränssnitt
Den största nackdelen medUSB 3.0gränssnittet är att du inte kan köra högupplösta sensorer i hög hastighet. En annan nackdel är att du bara kan använda en kabel upp till ett avstånd på 5 meter från värdprocessorn. Även om längre kablar är tillgängliga, är de alla utrustade med "boosters". Hur väl dessa kablar fungerar tillsammans med industrikameror måste kontrolleras i varje enskilt fall.
Posttid: Mar-22-2023
