Cámara MIPI vs. cámara USB
Nos últimos anos, a visión integrada evolucionou dunha palabra de moda a unha tecnoloxía amplamente adoptada nos sectores industrial, médico, minorista, de entretemento e agrícola. Con cada fase da súa evolución, a visión integrada asegurou un crecemento significativo no número de interfaces de cámara dispoñibles para elixir. Non obstante, a pesar dos avances tecnolóxicos, as interfaces MIPI e USB seguiron sendo os dous tipos máis populares para a maioría das aplicacións de visión integrada.
Interface MIPI
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) é un estándar aberto e unha especificación iniciada pola MIPI Alliance para procesadores de aplicacións móbiles.Módulos de cámara MIPIatópanse habitualmente en teléfonos móbiles e tabletas e admiten resolucións de alta definición de máis de 5 millóns de píxeles. O MIPI divídese en MIPI DSI e MIPI CSI, que corresponden aos estándares de visualización de vídeo e entrada de vídeo, respectivamente. Na actualidade, os módulos de cámara MIPI úsanse amplamente noutros produtos integrados, como teléfonos intelixentes, gravadores de condución, cámaras policiais, microcámaras de alta definición e cámaras de vixilancia en rede.
A interface serie de visualización MIPI (MIPI DSI®) define unha interface serie de alta velocidade entre un procesador anfitrión e un módulo de visualización. A interface permite aos fabricantes integrar pantallas para un alto rendemento, baixo consumo de enerxía e baixa interferencia electromagnética (EMI), ao mesmo tempo que reduce o número de pines e mantén a compatibilidade entre diferentes provedores. Os deseñadores poden usar MIPI DSI para proporcionar unha representación de cores brillante para os escenarios de imaxe e vídeo máis esixentes e admitir a transmisión de contido estereoscópico.
MIPI é a interface máis empregada no mercado actual para a transmisión de imaxes e vídeo punto a punto entre cámaras e dispositivos host. Isto pódese atribuír á facilidade de uso de MIPI e á súa capacidade para admitir unha ampla gama de aplicacións de alto rendemento. Tamén vén equipado con potentes funcións como vídeo de 1080p, 4K, 8K e superior e imaxes de alta resolución.
A interface MIPI é unha opción ideal para aplicacións como dispositivos de realidade virtual montados na cabeza, aplicacións de tráfico intelixente, sistemas de recoñecemento de xestos, drons, recoñecemento facial, seguridade, sistemas de vixilancia, etc.
Interface MIPI CSI-2
O estándar MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface de 2.ª xeración) é unha interface de alto rendemento, rendible e sinxela de usar. O MIPI CSI-2 ofrece un ancho de banda máximo de 10 Gb/s con catro canles de datos de imaxe, cada unha das cales é capaz de transferir datos de ata 2,5 Gb/s. O MIPI CSI-2 é máis rápido que o USB 3.0 e ten un protocolo fiable para xestionar vídeo de 1080p a 8K e superiores. Ademais, debido á súa baixa sobrecarga, o MIPI CSI-2 ten un maior ancho de banda neto de imaxe.
A interface MIPI CSI-2 usa menos recursos da CPU grazas aos seus procesadores multinúcleo. É a interface de cámara predeterminada para Raspberry Pi e Jetson Nano. Os módulos de cámara Raspberry Pi V1 e V2 tamén están baseados nela.
Limitacións da interface MIPI CSI-2
Aínda que é unha interface potente e popular, MIPI CSI ten algunhas limitacións. Por exemplo, as cámaras MIPI dependen de controladores adicionais para funcionar. Isto significa que hai compatibilidade limitada con diferentes sensores de imaxe a menos que os fabricantes de sistemas integrados o impulsen!
Vantaxes do MIPI:
A interface MIPI ten menos liñas de sinal que a interface DVP. Debido a que é un sinal diferencial de baixa tensión, a interferencia xerada é pequena e a capacidade antiinterferencia tamén é forte. 800 W e sobre todo usan a interface MIPI. A interface da cámara do teléfono intelixente usa MIPI.
Como funciona?
Normalmente, a placa ultracompacta dun sistema de visión admite MIPI CSI-2 e funciona cunha ampla gama de solucións de sensores intelixentes. Ademais, é compatible con moitas placas CPU diferentes.
MIPI CSI-2 admite a capa física MIPI D-PHY para comunicarse co procesador da aplicación ou co sistema nun chip (SoC). Pode implementarse en calquera das dúas capas físicas: MIPI C-PHY℠ v2.0 ou MIPI D-PHY℠ v2.5. Polo tanto, o seu rendemento é escalable por liña.
Nunha cámara MIPI, o sensor da cámara captura e transmite unha imaxe ao host CSI-2. Cando se transmite a imaxe, esta almacénase na memoria como fotogramas individuais. Cada fotograma transmítese a través de canles virtuais. Despois, cada canle divídese en liñas, transmitíndose unha por unha. Polo tanto, permite a transmisión completa da imaxe desde o mesmo sensor de imaxe, pero con múltiples fluxos de píxeles.
MIPI CSI-2 usa paquetes para a comunicación que inclúen formato de datos e funcionalidade de código de corrección de erros (ECC). Un só paquete viaxa a través da capa D-PHY e despois divídese no número de carrís de datos necesarios. D-PHY funciona en modo de alta velocidade e transmite o paquete ao receptor a través do canal.
Despois, o receptor CSI-2 está provisto dunha capa física D-PHY para extraer e descodificar o paquete. O proceso repítese fotograma a fotograma desde o dispositivo CSI-2 ata o host mediante unha implementación eficiente e de baixo custo.
Interface USB
O/AInterface USBtende a servir como unión entre dous sistemas: a cámara e o PC. Dado que é coñecido polas súas capacidades plug-and-play, a elección da interface USB implica que pode dicir adeus aos custos e tempos de desenvolvemento caros e prolongados para a súa interface de visión integrada. O USB 2.0, a versión antiga, ten limitacións técnicas significativas. A medida que a tecnoloxía comeza a diminuír, varios dos seus compoñentes vólvense incompatibles. As interfaces USB 3.0 e USB 3.1 Gen 1 lanzáronse para superar as limitacións da interface USB 2.0.
A interface USB 3.0 (e USB 3.1 Gen 1) combina as características positivas de diferentes interfaces. Estas inclúen a compatibilidade plug-and-play e a baixa carga da CPU. O estándar industrial de visión do USB 3.0 tamén aumenta a súa fiabilidade para cámaras de alta resolución e alta velocidade.
Require hardware adicional mínimo e admite un ancho de banda baixo, de ata 40 megabytes por segundo. Ten un ancho de banda máximo de 480 megabytes por segundo. Isto é 10 veces máis rápido que USB 2.0 e 4 veces máis rápido que GigE! As súas capacidades plug-and-play garanten que os dispositivos de visión integrados se poidan cambiar con facilidade, o que facilita a substitución dunha cámara danada.
Limitacións da interface USB 3.0
A maior desvantaxe doUSB 3.0A interface é que non se poden executar sensores de alta resolución a alta velocidade. Outro inconveniente é que só se pode usar un cable ata unha distancia de 5 metros do procesador anfitrión. Aínda que hai cables máis longos dispoñibles, todos están equipados con "amplificadores". Débese comprobar en cada caso individual o funcionamento destes cables coas cámaras industriais.
Data de publicación: 22 de marzo de 2023
