MIPI камера срещу USB камера

MIPI камера срещу USB камера

През последните няколко години вградената визия еволюира от модна дума до широко възприета технология, използвана в индустриалния, медицинския, търговския, развлекателния и селскостопанския сектор.С всяка фаза от своята еволюция, вграденото виждане е осигурило значително нарастване на броя на интерфейсите на камерата, от които можете да избирате.Въпреки технологичния напредък обаче, MIPI и USB интерфейсите остават двата най-популярни типа за повечето приложения за вградено зрение.

 

MIPI интерфейс

MIPI (Mobile Industry Processor Interface) е отворен стандарт и спецификация, инициирана от MIPI Alliance за процесори за мобилни приложения.MIPI модули за камеричесто се срещат в мобилни телефони и таблети и поддържат разделителна способност с висока разделителна способност от над 5 милиона пиксела.MIPI е разделен на MIPI DSI и MIPI CSI, които съответстват съответно на стандартите за видео дисплей и видео вход.Понастоящем модулите на камерата MIPI се използват широко в други вградени продукти, като смартфони, записващи устройства за шофиране, камери на правоприлагащите органи, микрокамери с висока разделителна способност и камери за мрежово наблюдение.

MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) дефинира високоскоростен сериен интерфейс между хост процесор и дисплей модул.Интерфейсът позволява на производителите да интегрират дисплеи за висока производителност, ниска консумация на енергия и ниски електромагнитни смущения (EMI), като същевременно намаляват броя на щифтовете и поддържат съвместимост между различните доставчици.Дизайнерите могат да използват MIPI DSI, за да осигурят брилянтно цветопредаване за най-взискателните сценарии с изображения и видео и да поддържат предаването на стереоскопично съдържание.

 

MIPI е най-често използваният интерфейс на днешния пазар за предаване на изображение и видео от точка до точка между камери и хост устройства.Това може да се отдаде на лекотата на използване на MIPI и способността му да поддържа широка гама от приложения с висока производителност.Той също така е оборудван с мощни функции като 1080p, 4K, 8K и други, видео и изображения с висока разделителна способност.

 

MIPI интерфейсът е идеален избор за приложения като монтирани на главата устройства за виртуална реалност, интелигентни приложения за трафик, системи за разпознаване на жестове, дронове, лицево разпознаване, сигурност, системи за наблюдение и др.

 

MIPI CSI-2 интерфейс

Стандартът MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) е високоефективен, рентабилен и лесен за използване интерфейс.MIPI CSI-2 предлага максимална честотна лента от 10 Gb/s с четири ленти за данни на изображението – всяка лента може да прехвърля данни до 2,5 Gb/s.MIPI CSI-2 е по-бърз от USB 3.0 и има надежден протокол за обработка на видео от 1080p до 8K и повече.В допълнение, поради ниските си разходи, MIPI CSI-2 има по-висока нетна честотна лента на изображението.

 

Интерфейсът MIPI CSI-2 използва по-малко ресурси от процесора – благодарение на своите многоядрени процесори.Това е интерфейсът на камерата по подразбиране за Raspberry Pi и Jetson Nano.Модулът на камерата Raspberry Pi V1 и V2 също са базирани на него.

 

Ограничения на интерфейса MIPI CSI-2

Въпреки че е мощен и популярен интерфейс, MIPI CSI идва с няколко ограничения.Например MIPI камерите разчитат на допълнителни драйвери, за да работят.Това означава, че има ограничена поддръжка за различни сензори за изображения, освен ако производителите на вградени системи наистина не го настояват!

 

Предимства на MIPI:

Интерфейсът MIPI има по-малко сигнални линии от интерфейса DVP.Тъй като това е диференциален сигнал с ниско напрежение, генерираната интерференция е малка и способността за предотвратяване на смущения също е силна.800W и преди всичко използват MIPI интерфейс.Интерфейсът на камерата на смартфона използва MIPI.

 

Как работи?

Обикновено ултракомпактната платка във визуална система поддържа MIPI CSI-2 и работи с голям набор от интелигентни сензорни решения.Освен това, той е съвместим с много различни процесорни платки.
MIPI CSI-2 поддържа физическия слой MIPI D-PHY за комуникация с процесора на приложението или системата на чип (SoC).Може да се внедри на всеки от двата физически слоя: MIPI C-PHY℠ v2.0 или MIPI D-PHY℠ v2.5.Следователно неговата производителност е мащабируема за лентата.

В MIPI камера сензорът на камерата улавя и предава изображение към CSI-2 хоста.Когато изображението се предава, то се поставя в паметта като отделни кадри.Всеки кадър се предава по виртуални канали.След това всеки канал се разделя на линии – предавани една по една.Следователно, той позволява пълно предаване на изображение от един и същ сензор за изображения – но с множество пикселни потоци.

MIPI CSI-2 използва пакети за комуникация, които включват функционалност за формат на данни и код за коригиране на грешки (ECC).Единичен пакет преминава през D-PHY слоя и след това се разделя на броя на необходимите ленти за данни.D-PHY работи във високоскоростен режим и предава пакета към приемника през канала.

След това приемникът CSI-2 е снабден с физически слой D-PHY за извличане и декодиране на пакета.Процесът се повтаря кадър по кадър от устройството CSI-2 до хоста чрез ефективно и евтино изпълнение.

 

USB интерфейс

TheUSB интерфейсима тенденция да служи като връзка между две системи – камерата и компютъра.Тъй като е добре известен със своите възможности за включване и пускане, изборът на USB интерфейс предполага, че можете да кажете сбогом на скъпите, проточени времена за разработка и разходи за вашия вграден визуален интерфейс.USB 2.0, по-старата версия, има значителни технически ограничения.Тъй като технологията започва да намалява, редица нейни компоненти стават несъвместими.Интерфейсите USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1 бяха пуснати, за да се преодолеят ограниченията на интерфейса USB 2.0.

USB 3.0 интерфейс

Интерфейсът USB 3.0 (и USB 3.1 Gen 1) комбинира положителните характеристики на различни интерфейси.Те включват plug-and-play съвместимост и ниско натоварване на процесора.Индустриалният стандарт за визуализация на USB 3.0 също повишава своята надеждност за камери с висока разделителна способност и високоскоростни камери.

Изисква минимален допълнителен хардуер и поддържа ниска честотна лента – до 40 мегабайта в секунда.Има максимална честотна лента от 480 мегабайта в секунда.Това е 10 пъти по-бързо от USB 2.0 и 4 пъти по-бързо от GigE!Неговите възможности за включване и пускане гарантират, че вградените устройства за зрение могат лесно да се сменят – което улеснява подмяната на повредена камера.

 

 

Ограничения на USB 3.0 интерфейса

Най-големият недостатък наUSB 3.0интерфейс е, че не можете да стартирате сензори с висока разделителна способност при висока скорост.Друг недостатък е, че можете да използвате кабел само на разстояние до 5 метра от хост процесора.Въпреки че се предлагат по-дълги кабели, всички те са снабдени с „бустери“.Доколко тези кабели работят заедно с индустриални камери трябва да се проверява за всеки отделен случай.