Cámara MIPI frente a cámara USB
En los últimos años, la visión integrada ha pasado de ser una palabra de moda a una tecnología ampliamente adoptada y utilizada en los sectores industrial, médico, minorista, de entretenimiento y agrícola.Con cada fase de su evolución, la visión integrada ha garantizado un crecimiento significativo en la cantidad de interfaces de cámara disponibles para elegir.Sin embargo, a pesar de los avances tecnológicos, las interfaces MIPI y USB siguen siendo los dos tipos más populares para la mayoría de las aplicaciones de visión integrada.
Interfaz MIPI
MIPI (Interfaz de procesador de la industria móvil) es un estándar abierto y una especificación iniciada por MIPI Alliance para procesadores de aplicaciones móviles.Módulos de cámara MIPIse encuentran comúnmente en teléfonos móviles y tabletas y admiten resoluciones de alta definición de más de 5 millones de píxeles.MIPI se divide en MIPI DSI y MIPI CSI, que corresponden a los estándares de visualización de video y entrada de video, respectivamente.En la actualidad, los módulos de cámara MIPI se utilizan ampliamente en otros productos integrados, como teléfonos inteligentes, grabadoras de conducción, cámaras policiales, microcámaras de alta definición y cámaras de vigilancia en red.
La interfaz serie de pantalla MIPI (MIPI DSI ® ) define una interfaz serie de alta velocidad entre un procesador host y un módulo de pantalla.La interfaz permite a los fabricantes integrar pantallas para lograr un alto rendimiento, un bajo consumo de energía y una baja interferencia electromagnética (EMI), al tiempo que reduce el número de pines y mantiene la compatibilidad entre diferentes proveedores.Los diseñadores pueden utilizar MIPI DSI para proporcionar una reproducción cromática brillante para los escenarios de imagen y vídeo más exigentes y admitir la transmisión de contenido estereoscópico.
MIPI es la interfaz más utilizada en el mercado actual para la transmisión de imágenes y vídeos punto a punto entre cámaras y dispositivos host.Puede atribuirse a la facilidad de uso de MIPI y su capacidad para admitir una amplia gama de aplicaciones de alto rendimiento.También viene equipado con potentes funciones como video e imágenes de alta resolución de 1080p, 4K, 8K y más.
La interfaz MIPI es una opción ideal para aplicaciones como dispositivos de realidad virtual montados en la cabeza, aplicaciones de tráfico inteligente, sistemas de reconocimiento de gestos, drones, reconocimiento facial, seguridad, sistemas de vigilancia, etc.
Interfaz MIPI CSI-2
El estándar MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) es una interfaz de alto rendimiento, rentable y fácil de usar.MIPI CSI-2 ofrece un ancho de banda máximo de 10 Gb/s con cuatro líneas de datos de imágenes, cada una de las cuales es capaz de transferir datos de hasta 2,5 Gb/s.MIPI CSI-2 es más rápido que USB 3.0 y tiene un protocolo confiable para manejar videos de 1080p a 8K y más.Además, debido a su baja sobrecarga, MIPI CSI-2 tiene un ancho de banda de imagen neto mayor.
La interfaz MIPI CSI-2 utiliza menos recursos de la CPU, gracias a sus procesadores multinúcleo.Es la interfaz de cámara predeterminada para Raspberry Pi y Jetson Nano.Los módulos de cámara Raspberry Pi V1 y V2 también se basan en él.
Limitaciones de la interfaz MIPI CSI-2
Aunque es una interfaz potente y popular, MIPI CSI tiene algunas limitaciones.Por ejemplo, las cámaras MIPI dependen de controladores adicionales para funcionar.Esto significa que hay soporte limitado para diferentes sensores de imagen a menos que los fabricantes de sistemas integrados realmente lo presionen.
Ventajas de MIPI:
La interfaz MIPI tiene menos líneas de señal que la interfaz DVP.Debido a que es una señal diferencial de bajo voltaje, la interferencia generada es pequeña y la capacidad antiinterferencia también es fuerte.800W y sobre todo utiliza interfaz MIPI.La interfaz de la cámara del teléfono inteligente utiliza MIPI.
¿Cómo funciona?
Normalmente, la placa ultracompacta de un sistema de visión es compatible con MIPI CSI-2 y funciona con una amplia gama de soluciones de sensores inteligentes.Además, es compatible con muchas placas de CPU diferentes.
MIPI CSI-2 admite la capa física MIPI D-PHY para comunicarse con el procesador de aplicaciones o el sistema en un chip (SoC).Se puede implementar en cualquiera de las dos capas físicas: MIPI C-PHY℠ v2.0 o MIPI D-PHY℠ v2.5.Por lo tanto, su rendimiento es escalable en carriles.
En una cámara MIPI, el sensor de la cámara captura y transmite una imagen al host CSI-2.Cuando se transmite la imagen, se coloca en la memoria como cuadros individuales.Cada cuadro se transmite a través de canales virtuales.Luego, cada canal se divide en líneas y se transmite una a la vez.Por lo tanto, permite una transmisión completa de imágenes desde el mismo sensor de imagen, pero con múltiples flujos de píxeles.
MIPI CSI-2 utiliza paquetes para la comunicación que incluyen formato de datos y funcionalidad de código de corrección de errores (ECC).Un solo paquete viaja a través de la capa D-PHY y luego se divide en la cantidad de líneas de datos requeridas.D-PHY opera en modo de alta velocidad y transmite el paquete al receptor a través del canal.
Luego, el receptor CSI-2 recibe una capa física D-PHY para extraer y decodificar el paquete.El proceso se repite cuadro a cuadro desde el dispositivo CSI-2 hasta el host mediante una implementación eficiente y de bajo costo.
Interfaz USB
Elinterfaz USBtiende a servir como unión entre dos sistemas: la cámara y la PC.Dado que es conocida por sus capacidades plug-and-play, elegir la interfaz USB implica que puede decir adiós a los costosos y prolongados tiempos de desarrollo y costos de su interfaz de visión integrada.USB 2.0, la versión anterior, tiene importantes limitaciones técnicas.A medida que la tecnología comienza a decaer, varios de sus componentes se vuelven incompatibles.Las interfaces USB 3.0 y USB 3.1 Gen 1 se lanzaron para superar las limitaciones de la interfaz USB 2.0.
La interfaz USB 3.0 (y USB 3.1 Gen 1) combina las características positivas de diferentes interfaces.Estos incluyen compatibilidad plug-and-play y baja carga de CPU.El estándar industrial de visión USB 3.0 también aumenta su confiabilidad para cámaras de alta resolución y alta velocidad.
Requiere un hardware adicional mínimo y admite un ancho de banda bajo: hasta 40 megabytes por segundo.Tiene un ancho de banda máximo de 480 megabytes por segundo.¡Esto es 10 veces más rápido que USB 2.0 y 4 veces más rápido que GigE!Sus capacidades plug-and-play garantizan que los dispositivos de visión integrados se puedan cambiar con facilidad, lo que facilita el reemplazo de una cámara dañada.
Limitaciones de la interfaz USB 3.0
La mayor desventaja de laUSB 3.0La interfaz es que no se pueden ejecutar sensores de alta resolución a alta velocidad.Otro inconveniente es que sólo se puede utilizar un cable a una distancia máxima de 5 metros del procesador anfitrión.Si bien hay cables más largos disponibles, todos están equipados con "refuerzos".Es necesario comprobar en cada caso concreto la compatibilidad de estos cables con las cámaras industriales.
Hora de publicación: 22 de marzo de 2023
