MIPI-камера супраць USB-камеры
За апошнія некалькі гадоў убудаваная тэхналогія зроку ператварылася з моднага слова ў шырока распаўсюджаную тэхналогію, якая выкарыстоўваецца ў прамысловасці, медыцыне, рознічным гандлі, забаўляльнай індустрыі і сельскай гаспадарцы. З кожным этапам сваёй эвалюцыі ўбудаваная тэхналогія зроку забяспечвала значны рост колькасці даступных інтэрфейсаў камер. Аднак, нягледзячы на тэхналагічны прагрэс, інтэрфейсы MIPI і USB застаюцца двума найбольш папулярнымі тыпамі для большасці прыкладанняў убудаванай тэхналогій зроку.
Інтэрфейс MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) — гэта адкрыты стандарт і спецыфікацыя, ініцыяваная MIPI Alliance для працэсараў мабільных прыкладанняў.Модулі камер MIPIЗвычайна сустракаюцца ў мабільных тэлефонах і планшэтах і падтрымліваюць высокае разрозненне больш за 5 мільёнаў пікселяў. MIPI падзяляецца на MIPI DSI і MIPI CSI, якія адпавядаюць стандартам відэаадлюстравання і відэаўваходу адпаведна. У цяперашні час модулі камер MIPI шырока выкарыстоўваюцца ў іншых убудаваных прыладах, такіх як смартфоны, відэарэгістратары, камеры праваахоўных органаў, мікракамеры высокай разрозненасці і сеткавыя камеры відэаназірання.
Паслядоўны інтэрфейс MIPI Display (MIPI DSI ® ) вызначае высакахуткасны паслядоўны інтэрфейс паміж галоўным працэсарам і модулем дысплея. Інтэрфейс дазваляе вытворцам інтэграваць дысплеі для высокай прадукцыйнасці, нізкага спажывання энергіі і нізкіх электрамагнітных перашкод (EMI), адначасова памяншаючы колькасць кантактаў і захоўваючы сумяшчальнасць паміж рознымі пастаўшчыкамі. Распрацоўшчыкі могуць выкарыстоўваць MIPI DSI для забеспячэння выдатнай каляровай перадачы для самых патрабавальных сцэнарыяў выяваў і відэа, а таксама для падтрымкі перадачы стэрэаскапічнага кантэнту.
MIPI — найбольш распаўсюджаны інтэрфейс на сучасным рынку для перадачы малюнкаў і відэа паміж камерамі і галоўнымі прыладамі. Гэта можна растлумачыць прастатой выкарыстання MIPI і яго здольнасцю падтрымліваць шырокі спектр высокапрадукцыйных прыкладанняў. Ён таксама абсталяваны магутнымі функцыямі, такімі як відэа 1080p, 4K, 8K і вышэй, а таксама выявы высокага разрознення.
Інтэрфейс MIPI ідэальна падыходзіць для такіх прыкладанняў, як прылады віртуальнай рэальнасці, якія мацуюцца на галаве, разумныя дарожныя прыкладання, сістэмы распазнавання жэстаў, беспілотнікі, сістэмы распазнавання твараў, сістэмы бяспекі, відэаназірання і г.д.
Інтэрфейс MIPI CSI-2
Стандарт MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) — гэта высокапрадукцыйны, эканамічна эфектыўны і просты ў выкарыстанні інтэрфейс. MIPI CSI-2 прапануе максімальную прапускную здольнасць 10 Гбіт/с з чатырма лініямі перадачы дадзеных выявы, кожная з якіх здольная перадаваць дадзеныя са хуткасцю да 2,5 Гбіт/с. MIPI CSI-2 хутчэйшы за USB 3.0 і мае надзейны пратакол для апрацоўкі відэа ад 1080p да 8K і вышэй. Акрамя таго, дзякуючы нізкім накладным выдаткам, MIPI CSI-2 мае больш высокую чыстую прапускную здольнасць выявы.
Інтэрфейс MIPI CSI-2 выкарыстоўвае менш рэсурсаў працэсара — дзякуючы шмат'ядравым працэсарам. Гэта інтэрфейс камеры па змаўчанні для Raspberry Pi і Jetson Nano. Модуль камеры Raspberry Pi V1 і V2 таксама заснаваны на ім.
Абмежаванні інтэрфейсу MIPI CSI-2
Нягледзячы на магутны і папулярны інтэрфейс, MIPI CSI мае некалькі абмежаванняў. Напрыклад, для працы камер MIPI патрэбныя дадатковыя драйверы. Гэта азначае, што падтрымка розных датчыкаў выявы абмежаваная, калі вытворцы ўбудаваных сістэм не будуць настойваць на гэтым!
Перавагі MIPI:
Інтэрфейс MIPI мае менш сігнальных ліній, чым інтэрфейс DVP. Паколькі гэта нізкавольтны дыферэнцыяльны сігнал, генераваныя перашкоды невялікія, а здольнасць супраць перашкод таксама высокая. 800 Вт і больш выкарыстоўваюць інтэрфейс MIPI. Інтэрфейс камеры смартфона выкарыстоўвае MIPI.
Як гэта працуе?
Звычайна ультракампактная плата ў сістэме тэхнічнага зроку падтрымлівае MIPI CSI-2 і працуе з шырокім спектрам інтэлектуальных датчыкаў. Акрамя таго, яна сумяшчальная з многімі рознымі працэсарнымі платамі.
MIPI CSI-2 падтрымлівае фізічны ўзровень MIPI D-PHY для сувязі з працэсарам прыкладання або сістэмай на крышталі (SoC). Ён можа быць рэалізаваны на любым з двух фізічных узроўняў: MIPI C-PHY℠ v2.0 або MIPI D-PHY℠ v2.5. Такім чынам, яго прадукцыйнасць маштабуецца ў залежнасці ад лініі.
У камеры MIPI датчык захоплівае і перадае выяву на хост CSI-2. Пры перадачы выява захоўваецца ў памяці ў выглядзе асобных кадраў. Кожны кадр перадаецца па віртуальных каналах. Затым кожны канал падзяляецца на лініі, якія перадаюцца па адной. Такім чынам, дазваляе перадаваць поўную выяву з адной і той жа датчыка выявы, але з некалькімі патокамі пікселяў.
MIPI CSI-2 выкарыстоўвае для сувязі пакеты, якія ўключаюць фармат дадзеных і функцыянальнасць кода карэкцыі памылак (ECC). Адзін пакет праходзіць праз узровень D-PHY, а затым падзяляецца на патрэбную колькасць ліній перадачы дадзеных. D-PHY працуе ў рэжыме высокай хуткасці і перадае пакет прымачу праз канал.
Затым прыёмнік CSI-2 забяспечваецца фізічным узроўнем D-PHY для здабывання і дэкадавання пакета. Працэс паўтараецца кадр за кадрам ад прылады CSI-2 да хоста з дапамогай эфектыўнай і недарагой рэалізацыі.
USB-інтэрфейс
TheUSB-інтэрфейсзвычайна служыць злучальным звяном паміж дзвюма сістэмамі — камерай і ПК. Паколькі ён добра вядомы сваімі магчымасцямі падключэння і працы, выбар інтэрфейсу USB азначае, што вы можаце развітацца з дарагімі, працяглымі распрацоўкамі і выдаткамі на ўбудаваны інтэрфейс тэхнічнага зроку. USB 2.0, старая версія, мае значныя тэхнічныя абмежаванні. Па меры таго, як тэхналогія пачынае скарачацца, шэраг яе кампанентаў становіцца несумяшчальным. Інтэрфейсы USB 3.0 і USB 3.1 Gen 1 былі выпушчаны, каб пераадолець абмежаванні інтэрфейсу USB 2.0.
Інтэрфейс USB 3.0 (і USB 3.1 Gen 1) спалучае ў сабе станоўчыя рысы розных інтэрфейсаў. Сярод іх сумяшчальнасць з падключэннем і нізкая нагрузка на працэсар. Прамысловы стандарт зроку USB 3.0 таксама павышае яго надзейнасць для камер высокага разрознення і высокай хуткасці.
Ён патрабуе мінімальнага дадатковага абсталявання і падтрымлівае нізкую прапускную здольнасць — да 40 мегабайт у секунду. Максімальная прапускная здольнасць складае 480 мегабайт у секунду. Гэта ў 10 разоў хутчэй, чым USB 2.0, і ў 4 разы хутчэй, чым GigE! Яго магчымасці падключэння і прайгравання гарантуюць лёгкую замену ўбудаваных прылад відэаназірання, што спрашчае замену пашкоджанай камеры.
Абмежаванні інтэрфейсу USB 3.0
Найбольшы недахоп таго,USB 3.0Праблема інтэрфейсу заключаецца ў тым, што вы не можаце запускаць датчыкі высокага разрознення на высокай хуткасці. Яшчэ адзін недахоп заключаецца ў тым, што кабель можна выкарыстоўваць толькі на адлегласці да 5 метраў ад галоўнага працэсара. Хоць даступныя і больш доўгія кабелі, усе яны абсталяваны «ўзмацняльнікамі». Наколькі добра гэтыя кабелі працуюць разам з прамысловымі камерамі, трэба правяраць у кожным асобным выпадку.
Час публікацыі: 22 сакавіка 2023 г.
