MIPI kamera u odnosu na USB kameru
Tijekom proteklih nekoliko godina, ugrađeni vid evoluirao je od popularne riječi do široko prihvaćene tehnologije koja se koristi u industrijskom, medicinskom, maloprodajnom, zabavnom i poljoprivrednom sektoru. Sa svakom fazom svoje evolucije, ugrađeni vid osigurao je značajan rast broja dostupnih sučelja za kamere. Međutim, unatoč tehnološkom napretku, MIPI i USB sučelja ostala su dva najpopularnija tipa za većinu aplikacija ugrađenog vida.
MIPI sučelje
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) je otvoreni standard i specifikacija koju je pokrenuo MIPI Alliance za procesore mobilnih aplikacija.MIPI moduli kamerase obično nalaze u mobilnim telefonima i tabletima te podržavaju rezolucije visoke razlučivosti veće od 5 milijuna piksela. MIPI je podijeljen na MIPI DSI i MIPI CSI, koji odgovaraju standardima video prikaza i video ulaza. Trenutno se MIPI moduli kamera široko koriste u drugim ugrađenim proizvodima, kao što su pametni telefoni, snimači vožnje, kamere za provedbu zakona, mikro kamere visoke razlučivosti i mrežne nadzorne kamere.
MIPI Display Serial Interface (MIPI DSI ® ) definira brzo serijsko sučelje između glavnog procesora i modula zaslona. Sučelje omogućuje proizvođačima integraciju zaslona za visoke performanse, nisku potrošnju energije i niske elektromagnetske smetnje (EMI), uz smanjenje broja pinova i održavanje kompatibilnosti između različitih dobavljača. Dizajneri mogu koristiti MIPI DSI za pružanje briljantnog prikaza boja za najzahtjevnije scenarije slika i videa te podršku za prijenos stereoskopskog sadržaja.
MIPI je najčešće korišteno sučelje na današnjem tržištu za prijenos slika i videa od točke do točke između kamera i glavnih uređaja. To se može pripisati jednostavnosti korištenja MIPI-ja i njegovoj sposobnosti da podrži širok raspon visokoučinkovitih aplikacija. Također je opremljen moćnim značajkama kao što su 1080p, 4K, 8K i više video i slike visoke rezolucije.
MIPI sučelje je idealan izbor za aplikacije poput uređaja za virtualnu stvarnost koji se montiraju na glavu, pametnih prometnih aplikacija, sustava za prepoznavanje gesti, dronova, prepoznavanja lica, sigurnosti, nadzornih sustava itd.
MIPI CSI-2 sučelje
Standard MIPI CSI-2 (MIPI Camera Serial Interface 2nd Generation) je visokoučinkovito, isplativo i jednostavno sučelje za korištenje. MIPI CSI-2 nudi maksimalnu propusnost od 10 Gb/s s četiri trake za prijenos podataka o slici - svaka traka može prenositi podatke do 2,5 Gb/s. MIPI CSI-2 je brži od USB 3.0 i ima pouzdan protokol za obradu videa od 1080p do 8K i više. Osim toga, zbog niskog opterećenja, MIPI CSI-2 ima veću neto propusnost slike.
MIPI CSI-2 sučelje koristi manje resursa CPU-a - zahvaljujući svojim višejezgrenim procesorima. To je zadano sučelje kamere za Raspberry Pi i Jetson Nano. Modul kamere Raspberry Pi V1 i V2 također su bazirani na njemu.
Ograničenja MIPI CSI-2 sučelja
Iako je moćno i popularno sučelje, MIPI CSI dolazi s nekoliko ograničenja. Na primjer, MIPI kamere za rad zahtijevaju dodatne upravljačke programe. To znači da postoji ograničena podrška za različite senzore slike, osim ako proizvođači ugrađenih sustava to stvarno ne inzistiraju!
Prednosti MIPI-ja:
MIPI sučelje ima manje signalnih linija od DVP sučelja. Budući da se radi o niskonaponskom diferencijalnom signalu, generirane smetnje su male, a sposobnost sprječavanja smetnji je također jaka. 800 W i više koristi MIPI sučelje. Sučelje kamere pametnog telefona koristi MIPI.
Kako to funkcionira?
Ultrakompaktna ploča u sustavu vida obično podržava MIPI CSI-2 i radi s velikim rasponom inteligentnih senzorskih rješenja. Štoviše, kompatibilna je s mnogim različitim CPU pločama.
MIPI CSI-2 podržava fizički sloj MIPI D-PHY za komunikaciju s aplikacijskim procesorom ili sustavom na čipu (SoC). Može se implementirati na bilo kojem od dva fizička sloja: MIPI C-PHY℠ v2.0 ili MIPI D-PHY℠ v2.5. Stoga su njegove performanse skalabilne.
U MIPI kameri, senzor kamere snima i prenosi sliku na CSI-2 host. Kada se slika prenese, ona se smješta u memoriju kao pojedinačni okviri. Svaki okvir se prenosi putem virtualnih kanala. Svaki kanal se zatim dijeli u linije - prenosi se jedna po jedna. Stoga je omogućen potpuni prijenos slike s istog senzora slike - ali s više tokova piksela.
MIPI CSI-2 koristi pakete za komunikaciju koji uključuju format podataka i funkcionalnost koda za ispravljanje pogrešaka (ECC). Jedan paket putuje kroz D-PHY sloj, a zatim se dijeli na potreban broj podatkovnih traka. D-PHY radi u načinu rada velike brzine i prenosi paket prijemniku putem kanala.
Zatim, CSI-2 prijemnik je opremljen D-PHY fizičkim slojem za izdvajanje i dekodiranje paketa. Proces se ponavlja kadar po kadar od CSI-2 uređaja do hosta putem učinkovite i jeftine implementacije.
USB sučelje
TheUSB sučeljeobično služi kao spoj između dva sustava - kamere i računala. Budući da je dobro poznat po svojim plug-and-play mogućnostima, odabir USB sučelja podrazumijeva da se možete oprostiti od skupih, dugotrajnih vremena razvoja i troškova za svoje ugrađeno sučelje za vizualni sustav. USB 2.0, starija verzija, ima značajna tehnička ograničenja. Kako tehnologija počinje nestajati, brojne njezine komponente postaju nekompatibilne. Sučelja USB 3.0 i USB 3.1 Gen 1 lansirana su kako bi se prevladala ograničenja USB 2.0 sučelja.
USB 3.0 (i USB 3.1 Gen 1) sučelje kombinira pozitivne značajke različitih sučelja. To uključuje kompatibilnost s plug-and-play tehnologijom i nisko opterećenje CPU-a. Industrijski standard USB 3.0 također povećava njegovu pouzdanost za kamere visoke rezolucije i velike brzine.
Zahtijeva minimalan dodatni hardver i podržava nisku propusnost – do 40 megabajta u sekundi. Ima maksimalnu propusnost od 480 megabajta u sekundi. To je 10 puta brže od USB 2.0 i 4 puta brže od GigE! Njegove plug-and-play mogućnosti osiguravaju jednostavnu zamjenu ugrađenih uređaja za vizualni vid – što olakšava zamjenu oštećene kamere.
Ograničenja USB 3.0 sučelja
Najveći nedostatakUSB 3.0Problem sučelja je taj što ne možete pokretati senzore visoke rezolucije velikom brzinom. Drugi nedostatak je što kabel možete koristiti samo do udaljenosti od 5 metara od glavnog procesora. Iako su dostupni i dulji kabeli, svi su opremljeni "pojačivačima". Koliko dobro ovi kabeli rade zajedno s industrijskim kamerama mora se provjeriti za svaki pojedinačni slučaj.
Vrijeme objave: 22. ožujka 2023.
