MIPI kamera u odnosu na USB kameru
Tokom proteklih nekoliko godina, ugrađeni vid se razvio od popularne riječi do široko prihvaćene tehnologije koja se koristi u industrijskom, medicinskom, maloprodajnom, zabavnom i poljoprivrednom sektoru. Sa svakom fazom svoje evolucije, ugrađeni vid je osigurao značajan rast broja dostupnih interfejsa za kamere. Međutim, uprkos tehnološkom napretku, MIPI i USB interfejsi su ostali dva najpopularnija tipa za većinu aplikacija ugrađenog vida.
MIPI interfejs
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) je otvoreni standard i specifikacija koju je pokrenuo MIPI Alliance za procesore mobilnih aplikacija.MIPI moduli kamerase obično nalaze u mobilnim telefonima i tabletima i podržavaju rezolucije visoke definicije od preko 5 miliona piksela. MIPI je podijeljen na MIPI DSI i MIPI CSI, koji odgovaraju standardima za video prikaz i video ulaz. Trenutno se MIPI moduli kamera široko koriste u drugim ugrađenim proizvodima, kao što su pametni telefoni, snimači vožnje, kamere za provođenje zakona, mikro kamere visoke definicije i mrežne nadzorne kamere.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definira brzi serijski interfejs između host procesora i modula displeja. Interfejs omogućava proizvođačima da integrišu displeje za visoke performanse, nisku potrošnju energije i niske elektromagnetne smetnje (EMI), uz smanjenje broja pinova i održavanje kompatibilnosti između različitih dobavljača. Dizajneri mogu koristiti MIPI DSI za obezbjeđivanje briljantnog prikaza boja za najzahtjevnije scenarije slika i videa i podršku za prenos stereoskopskog sadržaja.
MIPI je najčešće korišteni interfejs na današnjem tržištu za prijenos slika i videa od tačke do tačke između kamera i host uređaja. To se može pripisati jednostavnosti korištenja MIPI-ja i njegovoj sposobnosti da podrži širok spektar visokoperformansnih aplikacija. Također dolazi opremljen moćnim funkcijama kao što su 1080p, 4K, 8K i više video i slike visoke rezolucije.
MIPI interfejs je idealan izbor za aplikacije poput uređaja za virtuelnu stvarnost koji se montiraju na glavu, pametnih saobraćajnih aplikacija, sistema za prepoznavanje gestikulacije, dronova, sistema za prepoznavanje lica, sigurnosti, sistema za nadzor itd.
MIPI CSI-2 interfejs
MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) standard je visokoperformansni, isplativ i jednostavan za korištenje interfejs. MIPI CSI-2 nudi maksimalnu propusnost od 10 Gb/s sa četiri trake za podatke o slici – svaka traka je sposobna za prijenos podataka do 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 je brži od USB 3.0 i ima pouzdan protokol za obradu videa od 1080p do 8K i više. Osim toga, zbog niskog opterećenja, MIPI CSI-2 ima veću neto propusnost slike.
MIPI CSI-2 interfejs koristi manje resursa CPU-a – zahvaljujući svojim višejezgrenim procesorima. To je zadani interfejs kamere za Raspberry Pi i Jetson Nano. Modul kamere Raspberry Pi V1 i V2 su također bazirani na njemu.
Ograničenja MIPI CSI-2 interfejsa
Iako je moćan i popularan interfejs, MIPI CSI dolazi s nekoliko ograničenja. Na primjer, MIPI kamere se oslanjaju na dodatne drajvere za rad. To znači da postoji ograničena podrška za različite senzore slike, osim ako proizvođači ugrađenih sistema zaista ne insistiraju na tome!
Prednosti MIPI-ja:
MIPI interfejs ima manje signalnih linija od DVP interfejsa. Budući da se radi o niskonaponskom diferencijalnom signalu, generirana interferencija je mala, a sposobnost sprječavanja interferencije je također jaka. 800W i više koriste MIPI interfejs. Interfejs kamere pametnog telefona koristi MIPI.
Kako to funkcioniše?
Tipično, ultrakompaktna ploča u sistemu vida podržava MIPI CSI-2 i radi sa širokim spektrom inteligentnih senzorskih rješenja. Štaviše, kompatibilna je sa mnogim različitim CPU pločama.
MIPI CSI-2 podržava fizički sloj MIPI D-PHY za komunikaciju s aplikacijskim procesorom ili sistemom na čipu (SoC). Može se implementirati na bilo kojem od dva fizička sloja: MIPI C-PHY℠ v2.0 ili MIPI D-PHY℠ v2.5. Stoga su njegove performanse skalabilne po liniji.
U MIPI kameri, senzor kamere snima i prenosi sliku na CSI-2 host. Kada se slika prenese, ona se smješta u memoriju kao pojedinačni okviri. Svaki okvir se prenosi putem virtuelnih kanala. Svaki kanal se zatim dijeli na linije – prenose se jedna po jedna. Na taj način je omogućen potpuni prenos slike sa istog senzora slike – ali sa više tokova piksela.
MIPI CSI-2 koristi pakete za komunikaciju koji uključuju format podataka i funkcionalnost koda za ispravljanje grešaka (ECC). Jedan paket putuje kroz D-PHY sloj, a zatim se dijeli na određeni broj potrebnih podatkovnih traka. D-PHY radi u režimu velike brzine i prenosi paket prijemniku putem kanala.
Zatim, CSI-2 prijemnik je opremljen D-PHY fizičkim slojem za izdvajanje i dekodiranje paketa. Proces se ponavlja kadar po kadar od CSI-2 uređaja do hosta putem efikasne i jeftine implementacije.
USB interfejs
TheUSB interfejsUSB obično služi kao spoj između dva sistema – kamere i računara. Budući da je dobro poznat po svojim plug-and-play mogućnostima, odabir USB interfejsa podrazumijeva da se možete oprostiti od skupih i dugotrajnih vremena razvoja i troškova za vaš ugrađeni vizualni interfejs. USB 2.0, starija verzija, ima značajna tehnička ograničenja. Kako tehnologija počinje da se smanjuje, brojne njene komponente postaju nekompatibilne. USB 3.0 i USB 3.1 Gen 1 interfejsi su lansirani kako bi se prevazišla ograničenja USB 2.0 interfejsa.
USB 3.0 (i USB 3.1 Gen 1) interfejs kombinuje pozitivne karakteristike različitih interfejsa. To uključuje kompatibilnost sa plug-and-play tehnologijom i nisko opterećenje CPU-a. Industrijski standard USB 3.0 također povećava njegovu pouzdanost za kamere visoke rezolucije i velike brzine.
Zahtijeva minimalan dodatni hardver i podržava nisku propusnost – do 40 megabajta u sekundi. Ima maksimalnu propusnost od 480 megabajta u sekundi. Ovo je 10 puta brže od USB 2.0 i 4 puta brže od GigE! Njegove plug-and-play mogućnosti osiguravaju da se ugrađeni uređaji za vid mogu lako zamijeniti – što olakšava zamjenu oštećene kamere.
Ograničenja USB 3.0 interfejsa
Najveći nedostatakUSB 3.0Problem sa interfejsom je što ne možete pokretati senzore visoke rezolucije velikom brzinom. Još jedan nedostatak je što možete koristiti kabl samo do udaljenosti od 5 metara od glavnog procesora. Iako su dostupni i duži kablovi, svi su opremljeni "pojačivačima". Koliko dobro ovi kablovi rade zajedno s industrijskim kamerama mora se provjeriti za svaki pojedinačni slučaj.
Vrijeme objave: 22. mart 2023.
