MIPI-kaamera vs USB-kaamera
Viimaste aastate jooksul on sisseehitatud nägemine arenenud moesõnast laialdaselt omaksvõetud tehnoloogiaks, mida kasutatakse tööstus-, meditsiini-, jaemüügi-, meelelahutus- ja põllumajandussektoris. Iga oma arengufaasiga on sisseehitatud nägemine taganud saadaolevate kaameraliideste arvu olulise kasvu. Vaatamata tehnoloogilistele edusammudele on MIPI ja USB liidesed jäänud enamiku sisseehitatud nägemise rakenduste kaheks kõige populaarsemaks tüübiks.
MIPI-liides
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) on avatud standard ja spetsifikatsioon, mille algatas MIPI Alliance mobiilirakenduste protsessoritele.MIPI kaameramoodulidleidub tavaliselt mobiiltelefonides ja tahvelarvutites ning toetavad üle 5 miljoni pikslilist kõrglahutusega eraldusvõimet. MIPI jaguneb MIPI DSI-ks ja MIPI CSI-ks, mis vastavad vastavalt video kuvamise ja video sisendi standarditele. Praegu kasutatakse MIPI kaameramooduleid laialdaselt ka teistes manussüsteemides, näiteks nutitelefonides, sõiduregistraatorites, õiguskaitsekaamerates, kõrglahutusega mikrokaamerates ja võrgu valvekaamerates.
MIPI kuvari jadaliides (MIPI DSI ®) määratleb kiire jadaliidese hostprotsessori ja kuvamooduli vahel. Liides võimaldab tootjatel integreerida kuvareid suure jõudluse, väikese energiatarbimise ja madala elektromagnetilise häire (EMI) saavutamiseks, vähendades samal ajal kontaktide arvu ja säilitades ühilduvuse erinevate tarnijate vahel. Disainerid saavad MIPI DSI abil pakkuda säravat värviedastust kõige nõudlikumate pildi- ja videostsenaariumide jaoks ning toetada stereoskoopilise sisu edastamist.
MIPI on tänapäeva turul kõige sagedamini kasutatav liides punkt-punkti pildi- ja videoedastuseks kaamerate ja hostseadmete vahel. Selle põhjuseks on MIPI kasutusmugavus ja võime toetada laia valikut suure jõudlusega rakendusi. See on varustatud ka võimsate funktsioonidega, nagu 1080p, 4K, 8K ja paremad videod ning kõrglahutusega pildistamine.
MIPI-liides on ideaalne valik selliste rakenduste jaoks nagu pea külge kinnitatavad virtuaalreaalsuse seadmed, nutikad liiklusrakendused, žestide tuvastamise süsteemid, droonid, näotuvastus, turvalisus, valvesüsteemid jne.
MIPI CSI-2 liides
MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) standard on suure jõudlusega, kulutõhus ja hõlpsasti kasutatav liides. MIPI CSI-2 pakub maksimaalset ribalaiust 10 Gb/s nelja pildiandmete reaga – iga rada suudab edastada andmeid kuni 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 on kiirem kui USB 3.0 ja sellel on usaldusväärne protokoll video töötlemiseks 1080p kuni 8K ja rohkemgi. Lisaks on MIPI CSI-2-l tänu madalale üldkulule suurem pildi neto ribalaius.
MIPI CSI-2 liides kasutab protsessorilt vähem ressursse – tänu mitmetuumalistele protsessoritele. See on Raspberry Pi ja Jetson Nano vaikimisi kaameraliides. Ka Raspberry Pi kaameramoodulid V1 ja V2 põhinevad sellel.
MIPI CSI-2 liidese piirangud
Kuigi tegemist on võimsa ja populaarse liidesega, on MIPI CSI-l siiski mõned piirangud. Näiteks vajavad MIPI-kaamerad töötamiseks lisadraivereid. See tähendab, et erinevate pildisensorite tugi on piiratud, kui just manussüsteemide tootjad seda tõesti ei nõua!
MIPI eelised:
MIPI-liidesel on vähem signaaliliine kui DVP-liidesel. Kuna tegemist on madalpinge diferentsiaalsignaaliga, on tekkiv interferents väike ja interferentsivastane võime samuti tugev. 800W ja üle selle kasutab MIPI-liidest. Nutitelefoni kaameraliides kasutab MIPI-d.
Kuidas see toimib?
Tavaliselt toetab nägemissüsteemi ülikompaktne plaat MIPI CSI-2 standardit ja töötab paljude intelligentsete andurilahendustega. Lisaks on see ühilduv paljude erinevate protsessoriplaatidega.
MIPI CSI-2 toetab MIPI D-PHY füüsilist kihti suhtluseks rakendusprotsessori või kiibisüsteemiga (SoC). Seda saab rakendada ükskõik kummal kahest füüsilisest kihist: MIPI C-PHY℠ v2.0 või MIPI D-PHY℠ v2.5. Seetõttu on selle jõudlus raja järgi skaleeritav.
MIPI-kaameras jäädvustab kaamerasensor pildi ja edastab selle CSI-2 hostile. Edastuse ajal salvestatakse pilt mällu üksikute kaadritena. Iga kaader edastatakse virtuaalsete kanalite kaudu. Seejärel jagatakse iga kanal ridadeks – edastatakse ükshaaval. Seega võimaldab see täielikku pildiedastust samast pildisensorist – aga mitme pikslivooga.
MIPI CSI-2 kasutab suhtluseks pakette, mis sisaldavad andmevormingu ja veaparanduskoodi (ECC) funktsioone. Üks pakett läbib D-PHY kihi ja jaguneb seejärel vajalikeks andmeradadeks. D-PHY töötab kiirel režiimil ja edastab paketi vastuvõtjale kanali kaudu.
Seejärel varustatakse CSI-2 vastuvõtja D-PHY füüsilise kihiga paketi eraldamiseks ja dekodeerimiseks. Protsessi korratakse kaader kaadri haaval CSI-2 seadmest hostarvutisse tõhusa ja odava rakenduse abil.
USB-liides
SeeUSB-liideskipub toimima ühenduslülina kahe süsteemi – kaamera ja arvuti – vahel. Kuna see on tuntud oma plug-and-play-funktsioonide poolest, tähendab USB-liidese valimine seda, et saate hüvasti jätta kallite, pikaleveninud arendusaegade ja kuludega oma sisseehitatud nägemisliidese jaoks. USB 2.0, vanem versioon, omab olulisi tehnilisi piiranguid. Tehnoloogia taandudes muutuvad mitmed selle komponendid ühildumatuks. USB 3.0 ja USB 3.1 Gen 1 liidesed toodi turule USB 2.0 liidese piirangute ületamiseks.
USB 3.0 (ja USB 3.1 Gen 1) liides ühendab endas erinevate liideste positiivsed omadused. Nende hulka kuuluvad plug-and-play-ühilduvus ja väike protsessori koormus. Nägemistööstuse standard USB 3.0 suurendab ka selle töökindlust suure eraldusvõimega ja kiirete kaamerate puhul.
See vajab minimaalselt lisariistvara ja toetab väikest ribalaiust – kuni 40 megabaiti sekundis. Selle maksimaalne ribalaius on 480 megabaiti sekundis. See on 10 korda kiirem kui USB 2.0 ja 4 korda kiirem kui GigE! Selle plug-and-play-funktsioonid tagavad, et sisseehitatud nägemisseadmeid saab hõlpsalt vahetada – muutes kahjustatud kaamera asendamise lihtsaks.
USB 3.0 liidese piirangud
Suurim puudusUSB 3.0Liidese puuduseks on see, et suure eraldusvõimega andureid ei saa suurel kiirusel käitada. Teine puudus on see, et kaablit saab kasutada ainult kuni 5 meetri kaugusel hostprotsessorist. Kuigi saadaval on pikemaid kaableid, on need kõik varustatud "võimenditega". Nende kaablite toimivust tööstuskaameratega tuleb igal üksikjuhul eraldi kontrollida.
Postituse aeg: 22. märts 2023
