La elección de la interfaz más adecuada depende de muchos factores. MIPI y USB siguen siendo dos de las interfaces de cámara más populares. Adéntrate en el mundo de las interfaces MIPI y USB y descubre una comparación detallada de sus características.
En los últimos años, la visión embebida ha pasado de ser una palabra de moda a una tecnología ampliamente adoptada en los sectores industrial, médico, minorista, de entretenimiento y agrícola. Con cada fase de su evolución, la visión embebida ha propiciado un crecimiento significativo en el número de interfaces de cámara disponibles. Sin embargo, a pesar de los avances tecnológicos, las interfaces MIPI y USB siguen siendo las dos más populares para la mayoría de las aplicaciones de visión embebida.
La elección de la interfaz más adecuada depende de muchos factores, como los requisitos de velocidad de fotogramas/ancho de banda, la resolución, la fiabilidad de la transferencia de datos, la longitud del cable, la complejidad y, por supuesto, el coste total. En este artículo, analizamos ambas interfaces en detalle para comprender mejor sus capacidades y limitaciones.
Módulo de cámara 720P
Un análisis más profundo de las interfaces MIPI y USB
Una cámara MIPI no es más que unamódulo de cámarao un sistema que utiliza una interfaz MIPI para transferir imágenes de la cámara a la plataforma anfitriona. En comparación, una cámara USB utiliza una interfaz USB para la transferencia de datos. Ahora, veamos los diferentes tipos de interfaces MIPI y USB y dónde se utilizan.
Interfaz MIPI
MIPI es la interfaz más utilizada actualmente para la transmisión de imágenes y vídeo punto a punto entre cámaras y dispositivos host. Esto se debe a su facilidad de uso y a su capacidad para admitir una amplia gama de aplicaciones de alto rendimiento. Además, cuenta con potentes funciones como vídeo en 1080p, 4K, 8K y resoluciones superiores, así como imágenes de alta resolución.
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 canales de datos de imagen, cada uno capaz de transferir datos a una velocidad de hasta 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 es más rápido que USB 3.0 y cuenta con un protocolo fiable para gestionar vídeo desde 1080p hasta 8K y resoluciones superiores. Además, gracias a su baja sobrecarga, MIPI CSI-2 ofrece un mayor ancho de banda de imagen neto.
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 ella.
Módulo de cámara USB de 5 MP
Limitaciones de la interfaz MIPI CSI-2
Aunque se trata de una interfaz potente y popular, MIPI CSI presenta algunas limitaciones. Por ejemplo, las cámaras MIPI requieren controladores adicionales para funcionar. Esto significa que la compatibilidad con diferentes sensores de imagen es limitada, a menos que los fabricantes de sistemas embebidos la impulsen activamente.
Interfaz USB
La interfaz USB suele servir como nexo entre dos sistemas: la cámara y el PC. Gracias a su funcionalidad plug-and-play, elegir la interfaz USB permite prescindir de los costosos y prolongados tiempos de desarrollo para la interfaz de visión embebida. La versión anterior, USB 2.0, presenta importantes limitaciones técnicas. Conforme la tecnología se vuelve obsoleta, 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.
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Interfaz USB 3.0
La interfaz USB 3.0 (y USB 3.1 Gen 1) combina las ventajas de diferentes interfaces. Entre ellas se incluyen la compatibilidad plug-and-play y una baja carga de CPU. El estándar industrial de visión artificial USB 3.0 también aumenta su fiabilidad para cámaras de alta resolución y alta velocidad.
Requiere un mínimo de hardware adicional y admite un ancho de banda bajo, de hasta 40 megabytes por segundo. Su ancho de banda máximo es de 480 megabytes por segundo, 10 veces más rápido que USB 2.0 y 4 veces más rápido que GigE. Su funcionalidad plug-and-play permite intercambiar fácilmente los dispositivos de visión embebida, facilitando la sustitución de una cámara dañada.
Limitaciones de la interfaz USB 3.0
La principal desventaja de la interfaz USB 3.0 es que no permite el uso de sensores de alta resolución a alta velocidad. Otro inconveniente es que solo se puede utilizar un cable a una distancia máxima de 5 metros del procesador principal. Si bien existen cables más largos, todos incorporan amplificadores. Es necesario comprobar la compatibilidad de estos cables con cámaras industriales en cada caso particular.
Comparación entre cámaras MIPI y cámaras USB: una comparación de características.
| Características | USB 3.0 | MIPI CSI-2 |
| Disponibilidad en SoC | En SoC de gama alta | Muchos (normalmente 6 carriles disponibles) |
| Ancho de banda | 400 MB/s | 320 MB/s/carril 1280 MB/s (con 4 carriles)* |
| Longitud del cable | < 5 metros | <30 cm |
| Requisitos de espacio | Alto | Bajo |
| Conectar y usar | Compatible | No compatible |
| Costos de desarrollo | Bajo | De medio a alto |
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Fecha de publicación: 20 de noviembre de 2022
