MIPI kamera vs USB kamera
Za posledních několik let se vestavěná vize vyvinula z módního slova na široce přijatou technologii používanou v průmyslových, lékařských, maloobchodních, zábavních a zemědělských sektorech.S každou fází svého vývoje vestavěné vidění zajistilo významný nárůst počtu kamerových rozhraní dostupných na výběr.Navzdory technologickému pokroku však rozhraní MIPI a USB zůstaly dvěma nejoblíbenějšími typy pro většinu aplikací vestavěného vidění.
Rozhraní MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) je otevřený standard a specifikace iniciovaná MIPI Alliance pro procesory mobilních aplikací.kamerové moduly MIPIse běžně vyskytují v mobilních telefonech a tabletech a podporují rozlišení s vysokým rozlišením více než 5 milionů pixelů.MIPI se dělí na MIPI DSI a MIPI CSI, které odpovídají standardům zobrazení videa a video vstupu.V současné době jsou kamerové moduly MIPI široce používány v jiných vestavěných produktech, jako jsou chytré telefony, záznamníky řízení, kamery pro vymáhání práva, mikrokamery s vysokým rozlišením a síťové monitorovací kamery.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definuje vysokorychlostní sériové rozhraní mezi hostitelským procesorem a zobrazovacím modulem.Rozhraní umožňuje výrobcům integrovat displeje pro vysoký výkon, nízkou spotřebu energie a nízké elektromagnetické rušení (EMI) při současném snížení počtu pinů a zachování kompatibility mezi různými dodavateli.Návrháři mohou použít MIPI DSI k poskytnutí brilantního barevného podání pro nejnáročnější obrazové a video scénáře a podporu přenosu stereoskopického obsahu.
MIPI je na dnešním trhu nejběžněji používané rozhraní pro přenos obrazu a videa z bodu do bodu mezi kamerami a hostitelskými zařízeními.Lze to přičíst snadnému použití MIPI a jeho schopnosti podporovat širokou škálu vysoce výkonných aplikací.Je také vybaven výkonnými funkcemi, jako je 1080p, 4K, 8K a další video a zobrazování ve vysokém rozlišení.
Rozhraní MIPI je ideální volbou pro aplikace, jako jsou zařízení pro virtuální realitu namontovaná na hlavě, inteligentní dopravní aplikace, systémy rozpoznávání gest, drony, rozpoznávání obličeje, zabezpečení, sledovací systémy atd.
Rozhraní MIPI CSI-2
Standard MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) je vysoce výkonné, cenově výhodné a snadno použitelné rozhraní.MIPI CSI-2 nabízí maximální šířku pásma 10 Gb/s se čtyřmi pruhy obrazových dat – každý pruh je schopen přenášet data až 2,5 Gb/s.MIPI CSI-2 je rychlejší než USB 3.0 a má spolehlivý protokol pro zpracování videa od 1080p do 8K a více.Kromě toho má MIPI CSI-2 díky své nízké režii vyšší šířku pásma čistého obrazu.
Rozhraní MIPI CSI-2 využívá méně zdrojů z CPU – díky vícejádrovým procesorům.Je to výchozí rozhraní fotoaparátu pro Raspberry Pi a Jetson Nano.Na něm je založen i kamerový modul Raspberry Pi V1 a V2.
Omezení rozhraní MIPI CSI-2
Přestože se jedná o výkonné a oblíbené rozhraní, MIPI CSI přichází s několika omezeními.Například kamery MIPI při práci spoléhají na další ovladače.To znamená, že existuje omezená podpora pro různé obrazové snímače, pokud na to výrobci vestavěných systémů skutečně netlačí!
Výhody MIPI:
Rozhraní MIPI má méně signálových linek než rozhraní DVP.Protože se jedná o nízkonapěťový diferenciální signál, generované rušení je malé a schopnost proti rušení je také silná.800W a především použít rozhraní MIPI.Rozhraní fotoaparátu smartphonu používá MIPI.
Jak to funguje?
Typicky ultrakompaktní deska v systému počítačového vidění podporuje MIPI CSI-2 a pracuje s širokou řadou inteligentních senzorových řešení.Navíc je kompatibilní s mnoha různými CPU deskami.
MIPI CSI-2 podporuje fyzickou vrstvu MIPI D-PHY pro komunikaci s aplikačním procesorem nebo systémem na čipu (SoC).Může být implementován na jedné ze dvou fyzických vrstev: MIPI C-PHY℠ v2.0 nebo MIPI D-PHY℠ v2.5.Proto je jeho výkon škálovatelný na jízdní pruhy.
V kameře MIPI snímač kamery zachycuje a přenáší obraz do hostitele CSI-2.Když je obraz přenášen, je umístěn do paměti jako jednotlivé snímky.Každý rámec je přenášen prostřednictvím virtuálních kanálů.Každý kanál je pak rozdělen do řádků – přenášených jeden po druhém.Umožňuje tedy kompletní přenos obrazu ze stejného obrazového snímače – ale s několika pixelovými toky.
MIPI CSI-2 používá pro komunikaci pakety, které zahrnují funkci formátu dat a kódu opravy chyb (ECC).Jediný paket prochází vrstvou D-PHY a poté se rozdělí do počtu požadovaných datových pruhů.D-PHY pracuje ve vysokorychlostním režimu a přenáší paket do přijímače přes kanál.
Poté je přijímač CSI-2 vybaven fyzickou vrstvou D-PHY pro extrakci a dekódování paketu.Proces se opakuje snímek po snímku od zařízení CSI-2 k hostiteli prostřednictvím efektivní a levné implementace.
Rozhraní USB
Therozhraní USBmá tendenci sloužit jako spojnice mezi dvěma systémy – kamerou a PC.Vzhledem k tomu, že je dobře známé pro své funkce plug-and-play, výběr rozhraní USB znamená, že se můžete rozloučit s drahými a zdlouhavými vývojovými časy a náklady na vaše integrované rozhraní pro vidění.USB 2.0, starší verze, má značná technická omezení.Jak technologie začíná ubývat, řada jejích součástí se stává nekompatibilní.Rozhraní USB 3.0 a USB 3.1 Gen 1 byla uvedena na trh, aby překonala omezení rozhraní USB 2.0.
Rozhraní USB 3.0 (a USB 3.1 Gen 1) kombinuje pozitivní vlastnosti různých rozhraní.Patří mezi ně kompatibilita plug-and-play a nízké zatížení procesoru.Průmyslový standard vidění USB 3.0 také zvyšuje jeho spolehlivost pro kamery s vysokým rozlišením a vysokorychlostní kamery.
Vyžaduje minimální přídavný hardware a podporuje nízkou šířku pásma – až 40 megabajtů za sekundu.Má maximální šířku pásma 480 megabajtů za sekundu.To je 10krát rychlejší než USB 2.0 a 4krát rychlejší než GigE!Jeho funkce plug-and-play zajišťují, že vestavěná kamerová zařízení lze snadno vyměnit – což usnadňuje výměnu poškozené kamery.
Omezení rozhraní USB 3.0
Největší nevýhodouUSB 3.0rozhraní spočívá v tom, že nemůžete spouštět senzory s vysokým rozlišením vysokou rychlostí.Další nevýhodou je, že můžete použít kabel pouze do vzdálenosti 5 metrů od hostitelského procesoru.I když jsou k dispozici delší kabely, všechny jsou vybaveny „boostery“.Jak dobře tyto kabely spolupracují s průmyslovými kamerami, je třeba zkontrolovat pro každý jednotlivý případ.
Čas odeslání: 22. března 2023
